Každý vie, aký neoceniteľný prínos pre rozvoj počítačovej technológie urobili americkí vedci. Hoci výskum bol vykonaný na mnohých univerzitách v tejto krajine, majstrovstvá paliem patria Harvard a Princeton. Práve tam boli vyvinuté verzie architektúry počítačov, ktoré viedli k koncepcii vývoja výpočtovej techniky.
Z toho, čo to všetko začalo
V polovici 30. rokov vojenský oddelenie Spojených štátov inštruovalo univerzity v Princetone a Harvarde, aby vytvorili elektromechanický počítačový systém určený na podporu delostrelectva amerického námorníctva.
V dôsledku toho existovali 2 pojmy. Dnes sú známe ako architektúra Harvard a Princeton.
Koncepčný rozdiel
Hlavný rozdiel medzi týmito dvomi konceptmi spočíva v tom, že architektúra von Neumann (Princeton) používala jednu pamäť, tj bežnú dátovú zbernicu. Pokiaľ ide o jeho "konkurenta"
, ktorého autorom bol Howard Eiken na jeho realizáciu, je potrebná prítomnosť viacerých pneumatík. Okrem toho sa architektúra počítačového systému v Harvarde líši od Princetona v tom, že jeho implementácia s dostatočnou zložitosťou schémy je rýchlejšia. Je to spôsobené skutočnosťou, že vo verzii von Neumann pamäťových programov a údajov nemusia byť k dispozícii súčasne.
Harvardská architektúra vs. Princeton
Ako viete, hlavné komponenty počítača sú ALU a pamäť. Je zrejmé, že menšie sú vodičeMedzi nimi, tým lepšie. Z tohto hľadiska a pri zohľadnení technických možností, ktoré sa uskutočnili pred koncom 60. rokov minulého storočia, nepochybne viedla architektúru Neumana. Práve toto tvorilo základ návrhu RISC procesorov.
Vedecký a technologický pokrok sa však nezastavil a polovodiče sa objavili v 70. rokoch dvadsiateho storočia. S ich pomocou bolo možné vytvoriť veľa mikrovodičov, ktoré eliminovali problém využívania veľkého počtu kontaktov a viedli k vzniku éry architektúry Harvard.
Ďalšia konfrontácia
Vznik spracovateľov vyvinutých na základe architektúry Harvarda sa stretol bez veľkého nadšenia, pretože v tom čase neexistoval, ktorý by mohol priniesť hmatateľné výhody ich využívania. Najmä kvôli tomu, že nemohli pracovať na vysokých frekvenciách, boli nazývané procesormi pre chudobných. Situácia s požiadavkou na architektúru Harvarda sa zmenila po objavení sa Apple I. Bolo to funkčné na 8-bitovom procesore MOS 6502 s architektúrou Harvard a operačným systémom Apple DOS. Jednoduchosť operačného systému bola kompenzovaná komplexným dizajnom procesora, nazývaným CISC. Vlastnil samostatnú 16-bitovú adresovú zbernicu a umožňoval ľubovoľnú manipuláciu s registrami. Procesor CISC mal produktivitu, ktorá niekoľkokrát prekročila všetky existujúce. Následne spoločnosť IBM zopakovala myšlienku Apple vytvorením osobného počítača IBM PC s procesorom Intel, ktorý funguje v súlade s koncepciou architektúry Harvard. Ako OS, produkt spoločnosti Microsoft -Microsoft DOS. Systémy s týmto zložením sa nazývajú Wintel.
Nevýhody Harvard Architektúra počítača
Podľa procesorov CISC výkonných musel platiť zdvojnásobil /strojnásobil počet kontaktov. To sa nielen stalo dôvodom na prehriatie, ale aj obmedzenie jeho veľkosti. V priemere za každý nárast 20 percent výkonu jeho Harvard CPU spotreby elektrickej energie vzrástla o 50 percent. Pre vyriešenie tohto problému boli vynájdené viacjadrové procesory, v ktorom frekvencia každého jadra bola znížená, ale celkové údaje o výkonnosti aj prekročení im rozptýleného mononukleárny.
Vplyv Princeton a Harvard architektúry počítačových systémov na ďalšom rozvoji výpočtovej matematiky
Slnko prechodu na multi ukončila éru klasického programovania, t. K. U viacvláknových výpočet potrebnej k zmene klasickej programovania algoritmy postavená na diagrame , To viedlo k rozdielu medzi schopnosťami existujúcich schopností počítačov a výpočtovej matematiky. Problém sa zhoršil po dôkazoch Amdahlův zákon, podľa ktorého nie je možné plne rozvinúť rasparallelennыy výpočtovej algoritmus, teda jeden z ktorého tam by niektoré častice postupné operácie.
Moderná architektúra počítačov
Dnes existujú počítače s rôznymi typmi a dokonca aj hybridné architektúry. Hlavné zásady, ktoré ich definujú, sú:
Správa softvéru. To vám umožní automatizovaťproces výpočtu na počítači. Podľa tejto zásady sa rozhodnutie akejkoľvek úlohy vykonáva v programe, ktorý určuje poradie činností PC. Princíp programu uloženého v pamäti. Obsahuje požiadavku reprezentovať príkazy vo forme čísel, ako je to v prípade údajov a ich spracovávanie rovnakým spôsobom ako čísla. Súčasne sa vkladá do pamäte RAM skôr, ako sa spustí, čo umožňuje urýchliť proces spúšťania. Princíp náhodného prístupu k pamäti počítača. Prvky programu a údajov sú napísané na akomkoľvek mieste VP. Toto riešenie vám umožňuje získať prístup k špecifickej oblasti pamäte bez toho, aby ste ju revidovali.Teraz viete, čo sa líši od Princetonskej architektúry a aký význam majú pre rozvoj výpočtovej techniky. Možno v priebehu času sa objavia nové zásady pre budovanie počítačových systémov, ktoré vám umožnia dosiahnuť výsledky, ktoré sa dnes zdajú fantastické.
