Esitluse kirjeldus üksikute slaidide kaupa:

1 slaid

Slaidi kirjeldus:

2 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Von Neumanni arhitektuur on tuntud põhimõte programmide ja andmete koos salvestamiseks arvuti mällu. Kui räägitakse von Neumanni arhitektuurist, peetakse silmas protsessorimooduli füüsilist eraldamist programmist ja andmesalvestusseadmetest. Valdav enamiku arvutite ehitus põhineb järgmistel üldpõhimõtetel, mille sõnastas 1945. aastal Ameerika teadlane John von Neumann. 1. Programmi juhtimise põhimõte. Sellest järeldub, et programm koosneb käskude komplektist, mida protsessor teatud järjestuses automaatselt üksteise järel täidab. * Programm hangitakse mälust programmiloenduri abil. See protsessoriregister suurendab järjestikku järgmise temasse salvestatud käsu aadressi käsu pikkuse võrra. 2. Mälu homogeensuse põhimõte. Programmid ja andmed salvestatakse samasse mällu. Seetõttu ei tee arvuti vahet sellel, mis on antud mälulahtrisse salvestatud – numbril, tekstil või käsul. Käskude puhul saate teha samu toiminguid kui andmetega. See avab terve hulga võimalusi. ** Ühe programmi käsud on võimalik saada teise programmi täitmise tulemusena. Tõlkemeetodid põhinevad sellel põhimõttel - programmi teksti tõlkimine kõrgetasemelisest programmeerimiskeelest konkreetse masina keelde. 3. Sihtimise põhimõte. Struktuuriliselt koosneb põhimälu ümber nummerdatud rakkudest; Protsessorile on igal ajal saadaval mis tahes rakk. See tähendab võimalust anda mälualadele nimesid nii, et nendesse salvestatud väärtustele saaks hiljem juurde pääseda või neid saaks määratud nimede abil programmi täitmise ajal muuta. Nendel põhimõtetel ehitatud arvutid on von Neumanni tüüpi.

3 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Protsessori mälu Käskude täitmist saab jälgida järgmise skeemi järgi: SISEND VÄLJUND PROGRAMMI ANDMED KÄSKLOENDUR KÄSKREGISTER CU OPERAND REGISTRID SUMMER ALU Neumanni masin koosneb salvestusseadmest (mälu) - mälust, aritmeetika-loogilisest seadmest - ALU , juhtseade - CU, samuti seadmete sisend ja väljund. Programmid ja andmed sisestatakse mällu sisendseadmest läbi aritmeetilise loogikaüksuse. Kõik programmikäsud kirjutatakse külgnevatesse mälurakkudesse ja töötlemiseks mõeldud andmed võivad olla suvalistes lahtrites. Iga programmi puhul peab viimane käsk olema väljalülituskäsk. Mälulahtrist valitakse järgmine käsk, mille aadress salvestatakse programmiloendurisse; programmiloenduri sisu suurendatakse käsu pikkuse võrra Valitud käsk kantakse juhtseadmesse käsuregistrisse. Järgmisena dekrüpteerib juhtseade käsu aadressivälja. Juhtploki signaalide alusel loetakse operandid mälust ja kirjutatakse spetsiaalsetesse operandiregistritesse ALU-sse. Aritmeetiline loogikaüksus sooritab määratud andmetega juhistega määratud toiminguid. Aritmeetilisest loogikast väljastatakse tulemused mällu või väljundseadmesse. Mälu ja väljundseadme erinevus seisneb selles, et mällu salvestatakse andmed arvutile töötlemiseks mugaval kujul ja need saadetakse väljundseadmetesse inimesele sobival viisil. Mis tahes käsu täitmise tulemusena muutub programmiloendur ühe võrra ja osutab seetõttu programmi järgmisele käsule. Korratakse kõiki eelnevaid samme, kuni jõutakse käskluseni "stopp", kuid andmed võivad jääda ka protsessorisse, kui tulemuse aadressi pole määratud.

Slaid 2

Esimene arvuti Esimene arvuti ehitati aastatel 1943-1946 Pennsylvania ülikooli Moore'i elektriinseneride koolis ja kandis nime ENIAC (ingliskeelse nimetuse esitähtede järgi – electronic digital integrator and computer). Von Neumann soovitas selle arendajatele, kuidas ENIACit programmeerimise lihtsustamiseks muuta. Kuid järgmise masina - EDVAK (diskreetsete muutujatega elektrooniline automaatarvuti) - loomisel võttis von Neumann aktiivsemalt kaasa. Ta töötas välja masina üksikasjaliku loogilise diagrammi, kus struktuuriüksusteks ei olnud füüsilised vooluahela elemendid, vaid idealiseeritud arvutuslikud elemendid. Idealiseeritud arvutuselementide kasutamine oli oluline samm edasi, kuna see võimaldas eraldada fundamentaalse loogikalülituse loomise selle tehnilisest teostusest. Von Neumann pakkus välja ka mitmeid insenertehnilisi lahendusi. Von Neumann tegi ettepaneku kasutada mäluelementidena pigem katoodkiiretorusid (elektrostaatilist mälusüsteemi), mitte viivitusjooni, mis peaks jõudlust oluliselt suurendama. Sel juhul oli võimalik kõiki masinasõna bitte paralleelselt töödelda. See masin sai nime JONIAC ​​​​- von Neumanni auks. JONIAKi abiga viidi läbi olulised arvutused vesinikupommi loomisel.

Slaid 3

Von Neumann pakkus välja andmeparandussüsteemi süsteemide töökindluse tõstmiseks – dubleerivate seadmete kasutamise binaarse tulemuse valikuga suurima arvu alusel. Von Neumann töötas palju automaatide isetaandamise kallal ja suutis tõestada 29 siseolekuga lõpliku olekumasina isetaastumise võimalust. Neumanni 150 tööst ainult 20 käsitleb füüsika probleeme, ülejäänud on võrdselt jaotatud puhta matemaatika ja selle praktiliste rakenduste, sealhulgas mänguteooria ja arvutiteooria vahel.

Slaid 4

Teerajaja töö arvutiteoorias

Neumannile kuuluvad uuenduslikud tööd arvutiteoorias, mis on seotud arvutite loogilise korralduse, masinamälu funktsioneerimise, juhuslikkuse jäljendamise ja isetaastuvate süsteemide probleemidega. 1944. aastal liitus Neumann Mauchly ja Eckerti ENIACi meeskonnaga matemaatilise konsultandina. Vahepeal hakkas grupp välja töötama uut mudelit EDVAC, mis erinevalt eelmisest suutis salvestada programme oma sisemällu. 1945. aastal avaldas Neumann EDVAC-masina esialgse aruande, mis kirjeldas masinat ennast ja selle loogilisi omadusi. Neumanni kirjeldatud arvutiarhitektuuri nimetati "von Neumanniks" ja seega omistati talle kogu projekti autor. See päädis hiljem patendivaidlustega ning viis selleni, et Eckert ja Mauchly lahkusid laborist ja asutasid oma ettevõtte. Sellegipoolest oli "von Neumanni arhitektuur" kõigi järgnevate arvutimudelite aluseks. 1952. aastal töötas Neumann välja esimese arvuti, mis kasutas paindlikule andmekandjale kirjutatud programme, MANIAC I.

Slaid 5

Üks Neumanni utoopiline idee, mille arendamiseks ta arvutiarvutuste abil välja pakkus, oli Maa kliima kunstlik soojenemine, mille jaoks pidi polaarjää katma tumeda värviga, et vähendada nende päikeseenergia peegeldust. Omal ajal arutati seda ettepanekut tõsiselt paljudes riikides. kriitilise keerukuse taseme olemasolu, millest allpool süsteem degenereerub ja millest kõrgemal omandab ta võime end taastoota. 1949. aastal ilmus teos “Operaatorite rõngastest”.

Slaid 6

1956. aastal andis aatomienergia komisjon Neumannile Enrico Fermi auhinna silmapaistva panuse eest arvutiteoorias ja -praktikas. John von Neumann pälvis kõrgeima akadeemilise autasu. Ta valiti Täppisteaduste Akadeemia (Lima, Peruu), Accademia dei Lincei (Rooma, Itaalia), Ameerika Kunstide ja Teaduste Akadeemia, Ameerika Filosoofia Seltsi, Lombardi Teaduste ja Kirjade Instituudi, Kuningliku Kuningliku Teaduste Akadeemia liikmeks. Hollandi Teaduste ja Kunstide Akadeemia, Ameerika Ühendriikide Riiklik Akadeemia ning paljude USA ja teiste riikide ülikoolide audoktori kraad.

Slaid 1

Slaid 2

Sisu: Von Neumanni arhitektuur John von Neumanni põhimõtted Von Neumann masin John von Neumanni lühike elulugu Johannes von Neumanni saavutused

Slaid 3

Von Neumanni arhitektuur. Von Neumanni arhitektuur on tuntud põhimõte programmide ja andmete koos salvestamiseks arvuti mällu.

Slaid 4

Von Neumanni arhitektuur. Kui räägitakse von Neumanni arhitektuurist, peetakse silmas protsessorimooduli füüsilist eraldamist programmist ja andmesalvestusseadmetest.

Slaid 5

John von Neumanni põhimõtted. “Universaalne arvuti peab sisaldama mitmeid põhiseadmeid: aritmeetikat, mälu, juhtimist ja sidet operaatoriga. On vaja, et pärast arvutuste algust ei sõltuks masina töö operaatorist. "On vaja, et masin saaks mingil viisil salvestada mitte ainult antud arvutuse jaoks vajalikku digitaalset teavet, vaid ka juhiseid, mis juhivad programmi, mille abil neid arvutusi teha."

Slaid 6

John von Neumanni põhimõtted. “Kui masinale antud tellimused esitatakse numbrikoodiga ja kui masin suudab kuidagi numbrit tellimusest eristada, saab mälu kasutada nii numbrite kui ka korralduste salvestamiseks” (salvestatud programmi põhimõte).

Slaid 7

John von Neumanni põhimõtted. "Lisaks tellimuste mälule peab olema ka seade, mis suudab mällu salvestatud korraldusi automaatselt täita."

Slaid 8

John von Neumanni põhimõtted. "Kuna masin on arvutusmasin, peab sellel olema aritmeetiline ühik, mis on võimeline liitma, lahutama, korrutama ja jagama." "Lõpuks peab olema sisend- ja väljundseade, mis suhtleb operaatori ja masina vahel."

Slaid 9

John von Neumanni põhimõtted. Masin peab töötama kahendarvudega, olema pigem elektrooniline kui mehaaniline ja sooritama toiminguid järjestikku, üksteise järel.

Slaid 10

John von Neumanni põhimõtted. Seega on "von Neumanni sõnul" arvuti poolt täidetavate funktsioonide hulgas põhikoht aritmeetilised ja loogilised toimingud. Nende jaoks on ette nähtud aritmeetika-loogiline seade.

Slaid 11

John von Neumanni põhimõtted. ALU – ja üldse kogu masina – tööd juhitakse juhtseadme abil. (Reeglina on arvutites juhtseade ja aritmeetika-loogiline üksus ühendatud üheks üksuseks - keskprotsessoriks.) Infosalvestuse rolli täidab RAM. Siin salvestatakse teavet nii aritmeetilise loogikaüksuse (andmed) kui ka juhtseadme kohta.

Slaid 12

Slaid 13

John von Neumanni lühike elulugu. Ameerika matemaatik ja füüsik John von Neumann oli pärit Budapestist. See mees hakkas oma erakordsete võimetega silma paistma väga varakult: kuueaastaselt rääkis ta vanakreeka keelt ja kaheksa-aastaselt omandas kõrgema matemaatika põhitõed. Kuni 1930. aastateni töötas ta Saksamaal. (1903-1957)

Slaid 14

John von Neumanni lühike elulugu. Ta viis läbi matemaatilise loogika, rühmateooria, operaatori algebra, kvantmehaanika, statistilise füüsikaga seotud fundamentaaluuringuid ning arendas mänguteooriat ja automaatide teooriat. John von Neumanni saavutused. John von Neumann pälvis kõrgeima akadeemilise autasu. Ta valiti Täppisteaduste Akadeemia (Lima, Peruu), Ameerika Kunstide ja Teaduste Akadeemia, Ameerika Filosoofia Seltsi, Lombardi Teaduste ja Kirjanduse Instituudi, Hollandi Kuningliku Teaduste ja Kunstide Akadeemia, USA Rahvusliku Teaduste Akadeemia liikmeks. Akadeemia ning paljude USA ja teiste riikide ülikoolide audoktorid. John von Neumann suri 8. veebruaril 1957. aastal.

Slaid 17

Arvutikorralduse arhitektuursed põhimõtted, millele viitas John von Neumann, püsisid pikka aega peaaegu muutumatuna ning alles 1970. aastate lõpus ilmnesid superarvutite ja maatriksprotsessorite arhitektuuris kõrvalekalded nendest põhimõtetest. .

Slaid 1

Slaid 2

Slaid 3

Slaid 4

Slaid 5

Slaid 6

Slaid 7

Ettekande teemal "John von Neumann" saab meie veebisaidilt alla laadida täiesti tasuta. Projekti teema: Erinevad. Värvilised slaidid ja illustratsioonid aitavad kaasata klassikaaslasi või publikut. Sisu vaatamiseks kasutage pleierit või kui soovite aruannet alla laadida, klõpsake pleieri all vastavat teksti. Esitlus sisaldab 7 slaidi.

Esitluse slaidid

Slaid 1

Johannes von Neumann

John von Neumann (3. detsember 1903 – 8. veebruar 1957) Ameerika matemaatik ja füüsik. Töötab funktsionaalanalüüsi, kvantmehaanika, loogika, meteoroloogia alal. Ta andis suure panuse esimeste arvutite loomisesse ja nende kasutamise meetodite väljatöötamisse. Tema mänguteooria mängis majanduses olulist rolli.

Slaid 2

Esimene arvuti Esimene arvuti ehitati aastatel 1943-1946 Pennsylvania ülikooli Moore'i elektriinseneride koolis ja kandis nime ENIAC (ingliskeelse nimetuse esitähtede järgi – electronic digital integrator and computer). Von Neumann soovitas selle arendajatele, kuidas ENIACit programmeerimise lihtsustamiseks muuta. Kuid järgmise masina - EDVAK (diskreetsete muutujatega elektrooniline automaatarvuti) - loomisel võttis von Neumann aktiivsemalt kaasa. Ta töötas välja masina üksikasjaliku loogilise diagrammi, kus struktuuriüksusteks ei olnud füüsilised vooluahela elemendid, vaid idealiseeritud arvutuslikud elemendid. Idealiseeritud arvutuselementide kasutamine oli oluline samm edasi, kuna see võimaldas eraldada fundamentaalse loogikalülituse loomise selle tehnilisest teostusest. Von Neumann pakkus välja ka mitmeid insenertehnilisi lahendusi. Von Neumann tegi ettepaneku kasutada mäluelementidena pigem katoodkiiretorusid (elektrostaatilist mälusüsteemi), mitte viivitusjooni, mis peaks jõudlust oluliselt suurendama. Sel juhul oli võimalik kõiki masinasõna bitte paralleelselt töödelda. See masin sai nime JONIAC ​​​​- von Neumanni auks. JONIAKi abiga viidi läbi olulised arvutused vesinikupommi loomisel.

Slaid 3

Von Neumann pakkus välja andmeparandussüsteemi süsteemide töökindluse tõstmiseks – dubleerivate seadmete kasutamise binaarse tulemuse valikuga suurima arvu alusel. Von Neumann töötas palju automaatide isetaandamise kallal ja suutis tõestada 29 siseolekuga lõpliku olekumasina isetaastumise võimalust. Neumanni 150 tööst ainult 20 käsitleb füüsika probleeme, ülejäänud on võrdselt jaotatud puhta matemaatika ja selle praktiliste rakenduste, sealhulgas mänguteooria ja arvutiteooria vahel.

Slaid 4

Teerajaja töö arvutiteoorias

Neumannile kuuluvad uuenduslikud tööd arvutiteoorias, mis on seotud arvutite loogilise korralduse, masinamälu funktsioneerimise, juhuslikkuse jäljendamise ja isetaastuvate süsteemide probleemidega. 1944. aastal liitus Neumann Mauchly ja Eckerti ENIACi meeskonnaga matemaatilise konsultandina. Vahepeal hakkas grupp välja töötama uut mudelit EDVAC, mis erinevalt eelmisest suutis salvestada programme oma sisemällu. 1945. aastal avaldas Neumann EDVAC-masina esialgse aruande, mis kirjeldas masinat ennast ja selle loogilisi omadusi. Neumanni kirjeldatud arvutiarhitektuuri nimetati "von Neumanniks" ja seega omistati talle kogu projekti autor. See päädis hiljem patendivaidlustega ning viis selleni, et Eckert ja Mauchly lahkusid laborist ja asutasid oma ettevõtte. Sellegipoolest oli "von Neumanni arhitektuur" kõigi järgnevate arvutimudelite aluseks. 1952. aastal töötas Neumann välja esimese arvuti, mis kasutas paindlikule andmekandjale kirjutatud programme, MANIAC I.

Slaid 5

Üks Neumanni utoopiline idee, mille arendamiseks ta arvutiarvutuste abil välja pakkus, oli Maa kliima kunstlik soojenemine, mille jaoks pidi polaarjää katma tumeda värviga, et vähendada nende päikeseenergia peegeldust. Kunagi arutati seda ettepanekut tõsiselt paljudes riikides. Paljud von Neumanni ideed ei ole veel korralikult arendatud, näiteks idee keerukuse taseme ja süsteemi taastootmisvõime vahelisest seosest, kriitilise keerukuse taseme olemasolu, millest allpool süsteem toimib. degenereerub ja millest kõrgemal omandab ta võime end taastoota. 1949. aastal ilmus teos “Operaatorite rõngaste teooriast”.

Slaid 6

1956. aastal andis aatomienergia komisjon Neumannile Enrico Fermi auhinna silmapaistva panuse eest arvutiteoorias ja -praktikas. John von Neumann pälvis kõrgeima akadeemilise autasu. Ta valiti Täppisteaduste Akadeemia (Lima, Peruu), Accademia dei Lincei (Rooma, Itaalia), Ameerika Kunstide ja Teaduste Akadeemia, Ameerika Filosoofia Seltsi, Lombardi Teaduste ja Kirjade Instituudi, Kuningliku Kuningliku Teaduste Akadeemia liikmeks. Hollandi Teaduste ja Kunstide Akadeemia, Ameerika Ühendriikide Riiklik Akadeemia, paljude USA ja teiste riikide ülikoolide audoktor.

Tähtsad kuupäevad teadlase elus Sündis 28. detsembril 1903 Budapestis. Sündis 28. detsembril 1903 Budapestis. 1911. aastal astus ta Luteri Gümnaasiumisse. 1911. aastal astus ta Luteri Gümnaasiumisse. 1926. aastal sai ta filosoofiadoktori kraadi matemaatikas (koos eksperimentaalfüüsika ja keemia elementidega). 1926. aastal sai ta filosoofiadoktori kraadi matemaatikas (koos eksperimentaalfüüsika ja keemia elementidega). Aastatel 1926–1930 sai John von Neumann Berliini eradotsentiks. Aastatel 1926–1930 sai John von Neumann Berliini eradotsentiks.

Tähtsad kuupäevad teadlase elus 1930. aastal kutsuti ta Princetoni ülikooli õppejõu kohale. 1930. aastal kutsuti ta Princetoni ülikooli õppejõu kohale. 1937. aastal sai von Neumann USA kodakondsuse. 1937. aastal sai von Neumann USA kodakondsuse. 1938. aastal pälvis ta analüüsivaldkonnas tehtud töö eest Bocheri auhinna. 1938. aastal pälvis ta analüüsivaldkonnas tehtud töö eest Bocheri auhinna. 1930. aastal abiellus ta Marietta Kövesiga. 1938. aastal abiellus ta teist korda Klara Daniga. 1938. aastal abiellus ta teist korda Clara Daniga.

Tähtsad kuupäevad teadlase elus 1946. aastal tõestas ta teoreemi arvude salvestamise tiheduse kohta topeltkombineeritud eksponentsiaalsetes positsiooninumbrisüsteemides. 1946. aastal tõestas ta teoreemi arvude salvestamise tiheduse kohta topeltkombineeritud eksponentsiaalsetes positsiooninumbrisüsteemides. 1950. aastal tehti esimene edukas numbriline ilmateade. 1950. aastal tehti esimene edukas numbriline ilmateade. 1957. aastal haigestus ta luuvähki. 1957. aastal haigestus ta luuvähki.

John von Neumann ja tema põhimõtted 1. Binaarse kodeerimise põhimõte: kogu informatsioon kodeeritakse binaarsel kujul. 2. Programmi juhtimise põhimõte: programm koosneb käskude komplektist. 3. Mälu homogeensuse põhimõte: salvestatud ühte mällu. 4. Adresseerimise põhimõte: mälu koosneb nummerdatud rakkudest.