Фон Нейман архитектур: Засвар хоорондын ялгаа

Content deleted Content added
No edit summary
No edit summary
Мөр 1:
[[File:Von Neumann Architecture.svg|thumb|right|300px|Фон Нейман архитектурын схем]]
 
'''Фон Нейман архитектур''' ({{lang-en|Von Neumann architecture}}, мөн '''Фон Нейман загвар''' ({{lang-en|Von Neumann model}}) эсвэл '''Принстоны архитектур''' ({{lang-en|Princeton architecture}}) гэдэг) нь 1945 онд математикч, физикч [[Жон Фон НейманыНейман]]ы тэргүүлэн зохиосон [[компьютерийн архитектур]].
 
Электорон, тоон компьютерийн зохиомжийн архитектурыг дараах байхдлаар тодорхойлсон байдаг: арифметик логик нэгж (ALU) болон процессорын регистрүүдээс тогтох боловсруулах хэсэг; инструкцийн регистр болон програмын тоолуураас тогтох удирдлагын хэсэг; өгөгдөл болон инструкцыг хадгалах санах ой; гадны санах ой; оролт гаралтын механизм.<ref name = "FirstDraftReport">{{Citation | last = von Neumann | first = John | author-link = John von Neumann | title = First Draft of a Report on the EDVAC | year = 1945 | url = http://qss.stanford.edu/~godfrey/vonNeumann/vnedvac.pdf | accessdate = August 24, 2011 }}</ref><ref name = "GanesanCh4">{{Harvnb|Ganesan|2009}}</ref> Фон Нейманы архитектур гэсэн нэрийг өнөө үед инструкцийг авахавчрах (fetch), өгөгдөлтэй холбоотой үйлдлийг нэгэн зэрэг хийх боломжгүй архитектур хэмээн ойлгодог. Учир нь эдгээр үйлдлийг гүйцэтгэхдээ нэг шугамыг (bus) ашигласан байдаг. Үүнийг ''Von Neumann bottleneck '' гэдэг бөгөөд системийн үр бүтээмжийг доошлуулдаг сул талтай.<ref>{{Citation | last = Markgraf | first = Joey D. | title = The Von Neumann bottleneck | year = 2007 | url = http://aws.linnbenton.edu/cs271c/markgrj/ | accessdate = August 24, 2011 }}</ref>
 
Фон Нейман архитектур нь илүү орчин үеийн [[Харвард архитектур]]аас (гэхдээ мөн адил stored program архитектурын төрөл) хялбар бүтэцтэй бөгөөд ялгаа нь Харвард архитектурд санах ойгоос өгөгдөл уших, санах ой руу өгөгдөл бичихэд зориулсан тус тусын хаяг, өгөгдлийн шугам, түүнчлэн инструкцийг авчрахад тусдаа хаяг, өгөгдлийн шугамтай.
Жон Фон Нейман нь орчин үеийн компьютерийн архитектурыг зохиосон (энэ архитектурыг фон Нейманы архитектур гэнэ) , операторын онолыг квант механикт хэрэглэх (фон Нейманы алгебр), түүнчлэн Манхэттены төсөлийн оролцогч ба тоглоомын онол болон үүрэн автоматийн (cellular automaton) концепцийг зохиосон гэдгээрээ алдартай хүн юм.
 
Stored program digital computer буюу програмыг хадгалдаг компьютер нь инструкц буюу програм болон өгөгдлөө [[Шуурхай санах ой|RAM-д]] хадгалдаг компьютерийн төрөл. 1940-өөд оны компьютер нь ([[Colossus computer|Colossus]], [[ENIAC]] гэх мэт) нь өгөгдлийн урсгалыг зохицуулж ялгаатай төхөөрөмж хооронд дохиог дамжуулахын тулд свич/унтраалга, патч кабелийг хэрэглэдэг байв. Орчин үеийн ихэнх компьютерт өгөгдөл, програмын инструкцийг хадгалахдаа ижил санах ойг хэрэглэдэг учраас Фон Нейманы, Хардардын гэсэн ялгааг зөвхөн [[CPU]]-гийн [[кэйш]]ийн хувьд ялгаатай хэмээн авч үздэг.
Жон Фон Нейман нь математикч, квант физик, квант логик, функциональ анализ, олонлогын онол, мэдээлэл зүй, эдийн засаг зэрэг бусад шинжлэх ухаанд чухал хэв нэмэр оруулсан. Орчин үеийн компьютерийн архитектурыг зохиосон. Загвар(architecture) гэдэг үг нь эрт дээр үеэс зөвхөн “барилгын уран загвар” утгаар урлахуй ухаанд хэрэглэгдэж байсан. компьютер загварчилгаа: Үйлдвэрлэл, үйлчилгээ, бизнесийн системүүдийг судлах зорилгоор математик ба логик загвар дээр үндэслэн компьютерээр турших тооцох аргаар түүнийг боловсруулах үйл явц юм. Компьютерийн архитектур нь компьютерийн эд анги болон үндсэн үйлдлүүдийн логик дүрслэл юм. Fetch буюу үйлдлийг авчрах үйлдэл: Үйлдлийг санах ойгоос авчирна. Програмын тоолуур нь нэг хэсэг юм. Энэ үйлдэл хянах ойн аль хэсэгт байрлаж байгааг заана. Програмын тоолуурыг нэмэгдүүлдэг. Програм тоолуур нь дараачынх үйлдлийг нь заана. Нийтлэг удирдамж нь биелэх циклын орчин үеийн архитектур-ын системтэй хамт гүйцэтгэгддэг. Эхний аргын заавар нь ой санамж ба бүртгэлийн захирамж нь зааврыг тэмдэглэж авдаг. Зааврыг тайлбарлах ба магадгүй үйлд өртөх шалтгаан дотоод тэмдэглэл мөн зарим ой санамж, бүртгэлийг дууддаг. Зааврын үйлд өртөгдсөний дараа гүйцэтгүүлж үр дүнг нь магадгүй бүртгэлрүү буцаадаг. Мэдээлэл нь бүхэл ой санамжыг зөвхөн ой санамжын хаягуудыг урсгалаар нь харуулдаг, тэдний яаж боловсрогдсон нь мэдэгддэггүй (зааврын үүрэг, индексжүүлэлт, тойруу зам, үгчилсэн хаяг зарим бусад арга ухаан) эсвэл тэд нар ямархуу байгаа вэ? (зааврууд болон тоо баримт) Тиймээс бид боловсорсон програмыг ой санамждах хаягыг яаж хэрэгсэхгүй болохыг мэднэ, Ой санамждах хаягууд нь ажиллаж байгаа програмд дэс дараалалтай боловсорч байгаа нь бидэнд сонирхолтой байна.
 
 
==Бүтэц==
Жон Фон Нейман нь математикч, квант физик, квант логик, функциональ анализ, олонлогын онол, мэдээлэл зүй, эдийн засаг зэрэг бусад шинжлэх ухаанд чухал хэв нэмэр оруулсан. Орчин үеийн компьютерийн архитектурыг зохиосон. Загвар(architecture) гэдэг үг нь эрт дээр үеэс зөвхөн “барилгын уран загвар” утгаар урлахуй ухаанд хэрэглэгдэж байсан.
 
Жон Фон Нейман нь математикч, квант физик, квант логик, функциональ анализ, олонлогын онол, мэдээлэл зүй, эдийн засаг зэрэг бусад шинжлэх ухаанд чухал хэв нэмэр оруулсан. Орчин үеийн компьютерийн архитектурыг зохиосон. Загвар(architecture) гэдэг үг нь эрт дээр үеэс зөвхөн “барилгын уран загвар” утгаар урлахуй ухаанд хэрэглэгдэж байсан. компьютерКомпьютер загварчилгаа: Үйлдвэрлэл, үйлчилгээ, бизнесийн системүүдийг судлах зорилгоор математик ба логик загвар дээр үндэслэн компьютерээр турших тооцох аргаар түүнийг боловсруулах үйл явц юм. Компьютерийн архитектур нь компьютерийн эд анги болон үндсэн үйлдлүүдийн логик дүрслэл юм. Fetch буюу үйлдлийг авчрах үйлдэл: Үйлдлийг санах ойгоос авчирна. Програмын тоолуур нь нэг хэсэг юм. Энэ үйлдэл хянах ойн аль хэсэгт байрлаж байгааг заана. Програмын тоолуурыг нэмэгдүүлдэг. Програм тоолуур нь дараачынх үйлдлийг нь заана. Нийтлэг удирдамж нь биелэх циклын орчин үеийн архитектур-ын системтэй хамт гүйцэтгэгддэг. Эхний аргын заавар нь ой санамж ба бүртгэлийн захирамж нь зааврыг тэмдэглэж авдаг. Зааврыг тайлбарлах ба магадгүй үйлд өртөх шалтгаан дотоод тэмдэглэл мөн зарим ой санамж, бүртгэлийг дууддаг. Зааврын үйлд өртөгдсөний дараа гүйцэтгүүлж үр дүнг нь магадгүй бүртгэлрүү буцаадаг. Мэдээлэл нь бүхэл ой санамжыг зөвхөн ой санамжын хаягуудыг урсгалаар нь харуулдаг, тэдний яаж боловсрогдсон нь мэдэгддэггүй (зааврын үүрэг, индексжүүлэлт, тойруу зам, үгчилсэн хаяг зарим бусад арга ухаан) эсвэл тэд нар ямархуу байгаа вэ? (зааврууд болон тоо баримт) Тиймээс бид боловсорсон програмыг ой санамждах хаягыг яаж хэрэгсэхгүй болохыг мэднэ, Ой санамждах хаягууд нь ажиллаж байгаа програмд дэс дараалалтай боловсорч байгаа нь бидэнд сонирхолтой байна.
 
Компьютерийг бүрдүүлэгч техникүүд нь хүний үйл ажиллагаа буюу командыг хүлээн авч, ойлгон, биелүүлэхэд чиглэгдсэн өөр өөрийн гэсэн үүргүүдийг гүйцэтгэдэг. Өөрөөр хэлбэл: Биеэ даасан, тодорхой үүрэг, зорилго бүхий төхөөрөмжүүд нэгдэн ажилладаг. Компьютерийн төхөөрөмжүүдийг өөр хооронд нь холбох үүрэг бүхий түгээгүүрийн системээр: Команд буюу удирдлагын (Command) Хаягийн (Address) Өгөгдлийн (Data) гэсэн 3-н төрлийн мэдээлэл (буюу сигнал) дамждаг. Оролт/гаралтын технологи нь хөгжсөөр оролт/гаралтын үйлдлийг гүйцэтгэгч нь өөрийн гэсэн санах ойтой тусдаа процессор болж хувирсан. Оролт /гаралтын үйлдлээр дамжиж буй бүх мэдээлэл процессороор бус, очих (авах) ёстой санах ойн хаягтай Оролт/Гаралтын үйлдэл хийж буй төхөөрөмжтэй шууд харьцах аргыг ашигласан нь техникийн нэгэн дэшэл юм. Энэ аргыг санах ойн шууд хандалт (Direct Memory Access - DMA) гэж нэрлэдэг. Энэ тохиолдолд төв процессор 2 удаа Оролт/Гаралтын үйлдлийн улмаас ажиллана.
 
==Ишлэл==
John von Neumann /Жон Фон Нейман/ нь 1903 оны 12 сарын 28-нд Будапешт хотод төрсөн ба унгар-америкийн математикч, квант физик, квант логик, функциональ анализ, олонлогийн онол, мэдээлэл зүй, эдийн засагт болон бусад шинжлэх ухаанд чухал хувь нэмэр оруулсан суут эрдэмтэн. Фон Нейман философийн доктор цолыг математикийн (туршилтийн физик болон химийн хэсэгүүдтэй) ажлаараа Будапештийн их сургуульд 23 насандаа хамгаалж, суралцаж байх хугацаандаа давхар химийн инженерчлэлийн чиглэлээр Цюрихт сурж байв. 1930 онд фон Нейманыг Принстоны их сургуульд багшийн ажлын урилга ирэв. 1930 оны үед Принстон дахь Тусгай судалгааны институтд (Institute of Advanced Study) судалгааны ажлаар гаднаас уригдаж ирсэн анхны эрдэмтдийн нэг байсан ба тэрээр 1933 оноос энд нас барах хүртлээ профессорын ажил хашиж байжээ.
{{reflist}}
 
[[Ангилал:Компьютерийн архитектур]]