|
Современная ЭВМ - это программно управляемая искусственная (инженерная) система, предназначенная для восприятия, хранения, обработки и передачи информации.
Такое определение подчеркивает, что в основу ЭВМ положен принцип программного управления. Один из способов его реализации был предложен в 1945 г. американским математиком Дж. фон Нейманом, и с тех пор неймановский принцип программного управления используется в качестве основного принципа построения ЭВМ. Этот принцип состоит в следующем:
" информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы (элементы) информации - слова;
" разнотипные слова информации различаются по способу использования, но не способами кодирования;
" слова информации размещаются в ячейках памяти машины и идентифицируются номерами ячеек, которые называются адресами слов;
" алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов - команд, которые определяют наименование операции и слова информации, участвующие в операции. Алгоритм, представленный в терминах машинных команд, называется программой;
" выполнение вычислений, предписанных алгоритмом, сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом программой. Первой выполняется команда, заданная пусковым адресом программы. Обычно это адрес первой команды программы. Адрес следующей команды однозначно определяется в процессе выполнения текущей команды и может быть либо адресом следующей по порядку команды, либо адресом любой другой команды. Процесс вычислений продолжается до тех пор, пока не будет выполнена команда, предписывающая прекращение вычислений.
Следует отметить, что именно программа "настраивает" ЭВМ на получение требуемых результатов. Замена программы приводит к изменению функций, реализуемых ЭВМ.
Неймановский принцип программного управления не лишен недостатков. Во-первых, представление информации в двоичной форме (нетрадиционной для человека) существенно затрудняет "общение" человека с машиной. ЭВМ с развитой системой интерпретации (принцип разработан академиком В. М. Глушковым) обеспечивают восприятие алгоритмов, записанных на языках высокого уровня - в виде знаков операций, наименований величин и данных, представляемых в естественной форме, причем указанные возможности реализуются за счет введения в ЭВМ нетрадиционных средств адресации и операций над информацией. Во-вторых, неймановский принцип предполагает, что коды слов информации не зависят от типа информации. Это приводит к тому, что программист сам обязан следить за тем, чтобы для обработки информации определенного типа, например целых или действительных чисел, использовались соответствующие операции, чтобы был запрограммирован перевод чисел из одной формы представления в другую и пр. Если эти правила не соблюдаются, то в программе появляются ошибки, а результат может получиться непредсказуемым. Английский ученый Дж. Айлиф предложил отображать тип информации (числа, адреса, команды) в кодах данных. В результате операция, указываемая в команде, производится машиной в форме, соответствующей типу информации. Это приводит к сокращению списка машинных команд (например, достаточно иметь команду "сложить"; машина же сама "разберется", как складывать: по правилу сложения целых чисел или по правилу сложения действительных чисел) и уменьшению числа ошибок в программе. В-третьих, память неймановской машины сугубо линейна, так как идентифицируется последовательностью адресов, например от 0 до М. И какой бы ни была структура данных, т. е. из каких бы элементов (скаляров, векторов, матриц) ни состояли данные и как бы они ни были взаимосвязаны, программист должен эти данные спроецировать на линейную цепочку адресов О, 1, ..., М. Затем при составлении программы ему приходится определять способ выделения адресов, соответствующих отдельным структурным элементам данных. Процедуры размещения информации в. памяти и выделения элементов информации оказываются весьма сложными. Для упрощения процесса программирования и самой программы Дж. Айлиф предложил вносить описание структуры информации непосредственно в память машины, за счет чего обеспечивается возможность автоматического выявления адресов отдельных элементов в процессе работы машины. Ясно, что дополнительные возможности ЭВМ должны обеспечиваться за счет введения в машину дополнительной аппаратуры.
|
|
1. Могилев и др. Информатика: Учебное пособие для вузов / А.В.Могилев,Н.И.Пак, Е.К.Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. - М.: Изд. центр "Академия", 2000.
2. Светозарова Г.И. и др. Современные методы программирования в примерах и задачах: Уч. Пособие для вузов.-М.:Наука, 1995. - 426с.
3. Симонович С.В. и др. Информатика. Базовый курс - СПб.: Питер, 2003.- 640 с.
4. Стоцкий Ю. Самоучитель Office 2000.- СПб.: Питер, 2002. -576 с.
5. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем. - СПб.: Питер, 2004, 668 с.
6. Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org
7. Электронный ресурс: http://maksakov-sa.ru
8. Электронный ресурс: http://office.microsoft.com
9. Электронный ресурс: http://dic.academic.ru/dic.nsf/econ_dict/6950
10. Электронный ресурс: http://citforum.uar.net/
|
На уровень вверх
Купить