Принцип хранимой в памяти программы был предложен Дж. фон Нейманом в 1945 году. Этот принцип стал основой современных машин. В соответствии с этим принципом команды хранятся в памяти, также как и данные. При этом под программу отводится одна отдельная область памяти, под данные — другая область.
В командах указываются не операнды, а их адреса, то есть номера ячеек памяти ОП, где они размещаются. Для вызова команд также надо указывать их адреса в ОП. При такой организации можно многократно вызывать из памяти одну и ту же команду или последовательность из нескольких команд и одни и те же данные. Кроме этого, над командами и над данными можно производить операции, так как они с точки зрения обработки становятся равноценными. Структура команды для ЭВМ, организованной в соответствии с принципом фон-Неймана (фоннеймановской машины), будет следующей:
| КОП | Адрес операнда |
Такой тип команды оказался намного более универсальным и наряду с ранее приведенным он широко используется в современной вычислительной технике.
8 урок. Принципы Фон-Неймана
Программа вычисления выражения: при использовании команд последнего типа намного сокращается.
1-я команда: i:= 0;
2-я команда: Yi:= 0:
5-я команда: i:=i+1;
6-я команда: i>n? Если нет, то переход на 3-ю команду;
7-я команда: Конец.
Длина полученной программы, использующей введенный тип команды, не зависит от числа n слагаемых. Сокращение длины программы достигается благодаря возможности многократного вызова из памяти последовательности с 3-ей по 6-ю команд.
Воспользуйтесь поиском по сайту:
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2023 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.01 с) .
Источник: studopedia.org
Что такое принцип хранимой программы кратко
В соответствии с принципом хранимой программы все команды, составляющие программу, размещаются в виде специальных кодов в памяти машины. Для хранения команд может быть использована специальная память. В современных вычислительных машинах программа хранится в том же устройстве машины, где размещена и перерабатываемая информация. [5]
Память большого объема и принцип хранимой программы не только позволяют применять длинные программы, но и дают другие существенные преимущества. [6]
Неймана заключались в необходимости использования двоичной системы счисления, иерархической организации памяти машины, создания арифметического устройства на основе схем, реализующих операцию сложения ( создание специализированных устройств для выполнения других операций нецелесообразно) и др. Одной из главных концепций Дж. Неймана был принцип хранимой программы — программа хранится в памяти машины точно так же, как и числа. Это позволяет оперировать с закодированной в двоичном коде программой так же, как с числами, что дает возможность модифицировать программу по ходу вычислений. Был также предложен принцип параллельной организации вычислений, когда операции над числом осуществляются одновременно по всем его разрядам. [7]
Принципы фон Неймана
Естественным обобщением различных форм организации вычислительного процесса явился принцип хранимой программы , сформулированный известным американским математиком Джоном фон Нейманом в 1946 г. Согласно этому положению программа кодируется и хранится в памяти машины так же, как и другая информация. Последовательность считывания и дешифровки составляющих программу указаний обуславливается, с одной стороны, организацией запоминающего устройства, а с другой — типом самих указаний. Так как программа в закодированном виде размещается в том же запоминающем устройстве, что и числа, над составляющими ее указаниями можно производить арифметические и логические операции, подобно тому, как это делается с числами. [8]
Первые компьютеры ( тогда они еще назывались электронно-вычислительными машинами — ЭВМ) появились в конце 40 — х гг. Это были ЭНИАК, разработанный в Пенсильванском университете в США в 1945 г., и ЭДСАК, построенный в Кембриджском университете в 1949 г. Элементная база, на основе которой были построены эти ЭВМ, появилась ( благодаря достижениям физики. Так, диод ( двухэлектродная электронная лампа) была изобретена в 1904 г., триод ( трехэлектродная электронная лампа) появилась в 1906 г., а ламповый триггер ( электронное реле) — в 1918 г. ЭНИАК имела автоматическое программное управление, но внутреннее запоминающее устройство для хранения команд у этой ЭВМ отсутствовало. На ЭВМ ЭДСАК был впервые реализован принцип хранимой программы , сформулированный в 1945 — 1946 гг. американским ученым Дж. Основные положения данного принципа следующие: 1) команда и числа однотипны по форме представления ( записаны в двоичном коде); 2) числа размещаются в том же запоминающем устройстве, что и программа; 3) благодаря числовой форме записи команд программы ЭВМ может производить операции над командами. [9]
Нейман подготовил проект машины EDVAC. Этот принцип состоял в том, что программы для ЭВМ должны были храниться в памяти практически в том же виде, что и данные. Хотя по-прежнему неизвестно, кому принадлежала первоначальная идея хранимой программы — Мокли и Эке — — или фон Нейману, — в упомянуто -, роекте эта идея впервые изложена письменном виде. Вне зависимости от авторства принцип хранимой программы лег s основу конструкции машины EDVAC и был использован во всех последующих ЭВМ. [10]
В 1946 году Д. фон Нейман, Г. Голдстайн и А. Беркс в своей совместной статье изложили новые принципы построения и функционирования ЭВМ. В последствие на основе этих принципов производились первые два поколения компьютеров. В более поздних поколениях происходили некоторые изменения, хотя принципы Неймана актуальны и сегодня. По сути, Нейману удалось обобщить научные разработки и открытия многих других ученых и сформулировать на их основе принципиально новые принципы:
Принцип представления и хранения чисел.
Для представления и хранения чисел используется двоичная система счисления. Преимущество перед десятичной системой счисления заключается в том, что бит легко реализуется, память на битах большого объема достаточно дешевая, устройства можно делать достаточно простыми, арифметические и логические операции в двоичной системе счисления также выполняются достаточно просто.
Принцип программного управления ЭВМ.
Работой ЭВМ управляет программа, состоящая из набора команд. Команды выполняются последовательно друг за другом. Команды обрабатывают данные, хранимые в памяти компьютера.
Принцип хранимой программы.
Память компьютера используется не только для хранения данных, но и программ. При этом и команды программы и данные кодируются в двоичной системе счисления, т.е. их способ записи одинаков. Поэтому в определенных ситуациях над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.
Принцип прямого доступа к памяти.
Ячейки оперативной памяти ЭВМ имеют последовательно пронумерованные адреса. В любой момент можно обратиться к любой ячейке памяти по ее адресу.
Принцип ветвления и циклических вычислений.
Команды условного перехода позволяют реализовать переход к любому участку кода, обеспечивая тем самым возможность организации ветвления и повторного выполнения некоторых участков программы.
Самым главным следствием этих принципов можно назвать то, что теперь программа уже не была постоянной частью машины (как например, у калькулятора). Программу стало возможно легко изменить. А вот аппаратура, конечно же, остается неизменной, и очень простой. Для сравнения, программа компьютера ENIAC (где не было хранимой в памяти программы) определялась специальными перемычками на панели. Чтобы перепрограммировать машину (установить перемычки по-другому) мог потребоваться далеко не один день.
И хотя программы для современных компьютеров могут разрабатываться месяцами, однако их инсталляция (установка на компьютере) занимает даже для больших программ несколько минут. Такая программа может быть установлена на миллионах компьютеров, и работать на каждом из них годами.
Команды условного перехода позволяют реализовать переход к любому участку кода, обеспечивая тем самым возможность организации ветвления и повторного выполнения некоторых участков программы.
Краткая информация об архитектуре ЭВМ (на учебных моделях ЭВМ) в задачах на двоичное кодирование информации.
Архитектура ЭВМ — описание устройства и функционирования ЭВМ без подробностей технической реализации. В понятие архитектуры входит: описание состава основных функциональных узлов и их информационного взаимодействия; описание способов представления информации в компьютере; описание структуры процессора и языка машинных команд.
Машина Неймана — архитектура ЭВМ, предложенная американским ученым Джоном фон Нейманом в 1946 году. Основные принципы включают:
состав устройств однопроцессорной ЭВМ;
использование двоичной системы счисления в машинной арифметике;
адресуемость памяти ЭВМ;
хранение данных и программ в общей памяти ЭВМ (оперативная память);
состав системы команд процессора.
Принципы архитектуры Неймана во многом сохраняются в современных ЭВМ.
В следующем материале, исключительно в учебных целях, речь идет о теоретически возможной структуре команд процессора.
Машинная программа —последовательность машинных команд.
Принцип хранимой программы (принцип Неймана): во время исполнения программа хранится в оперативной памяти вместе с данными. Каждая команда программы занимает ячейку памяти и имеет свой адрес (адрес ячейки).
Формат команды. Допустим, что д ля всякого процессора машинная команда имеет стандартный формат и строго фиксированную длину. Команда состоит из кода операции и адресной части. Код операции определяет действие, которое должен выполнить процессор; адресная часть содержит адреса величин, хранящихся в оперативной памяти, над которыми должна быть произведена эта операция.
В зависимости от структуры адресной части команды, процессоры делятся на трехадресные, двухадресные, одноадресные и безадресные (стековые). На следующем рисунке показан формат трехадресной команды.
Длина команды. Длина кода операции зависит от числа операций, входящих в систему команд компьютера. Так код операции длиной в 4 бита позволяет хранить коды до 16 (2 4 ) различных команд (с двоичными кодами от 0000 до 1111).
Таким образом, длина кода операции в битах (т.е. в двоичных разрядах) может быть вычислена как округленный в большую сторону до целого LOG 2 (x), где x- количество операций, входящих в систему команд процессора.
В трех- (двух-) адресной машине длины полей всех адресов одинаковы, поэтому общую длину команды (в битах) можно определить по формуле:
где к — длина поля кода операций, n — количество адресов в адресной части (n = 1, 2, 3), а — длина поля адресной части (в битах). Очевидно, в этом случае размеры адресуемого пространства, а точнее максимальное количество адресуемых ячеек оперативной памяти определяются формулой: 2 а .
Задачи смотри на следующей странице.
ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ НА две ЗАДАЧИ СТРАНИЦЫ 3!
№1 Какова оптимальная длина поля кода операций (в битах) для компьютера, система машинных команд которого состоит из: 1) 10 команд; 2) 20 команд; 3) 40 команд; 4) 80 команд?
№2 Какое максимальное количество машинных команд может содержать система команд компьютера, если длина поля кода операции в формате его машинных команд составляет: 1)3 бита; 2) 4 бита; 3) 6 бит; 4) 1 байт?
Каков размер адресуемой памяти компьютера (в ячейках),
если длина адресного поля равна:
1)6 бит; 2) 1 байт; 3) 12 бит; 4) 2 байта?
Какова длина адресного поля компьютера (в битах), если размер его адресуемой памяти составляет: 1) 8 ячеек; 2) 64 ячейки; 3) 256 ячеек; 4) 4096 ячеек?
Какова длина машинной команды компьютера (в битах), если длина поля кода операций 4 бита и
длина адресной части 6 бит, процессор — двухадресный;
длина адресной части 1 байт, процессор — одноадресный;
размер адресуемой памяти 256 ячеек, процессор — одноадресный;
размер адресуемой памяти 16 ячеек, процессор — трехадреСНЫЙ?
№ 6 Какова длина машинной команды (в битах), если размер адресуемой памяти составляет 1024 ячейки и
процессор — двухадресный, число машинных команд в системе команд не может превышать 50;
длина поля кода операций 1 байт, процессор — трехадресный;
длина поля кода операций 4 бита, процессор — одноадресный;
процессор — одноадресный, число машинных команд в системе команд не может превышать 16?
№ 7 Длина машинной команды составляет 2 байта, размер поля кода операций — 4 бита, определить:
размер адресуемой памяти, если процессор двухадресный;
размер адресуемой памяти, если процессор трехадресный;
количество адресов в команде, если размер адресуемой памяти 16 ячеек;
количество адресов в команде, если длина адресного поля составляет 6 битов.
№8 Определить общий объем памяти компьютера (в байтах) при условии, что размер ячейки памяти равен длине команды и
длина поля кода операций 4 бита, длина адресного поля 4 бита, процессор — трехадресный;
длина поля кода операций 1 байт, длина адресного поля 1
байт, процессор — трехадресный;
длина поля кода операций 4 бита, размер адресуемой памяти — 64 ячейки, процессор — двухадресный;
длина поля кода операций 4 бита, длина адресного поля 4
бита, процессор — одноадресный.
Предприятие выпускает продукцию различных наименований. Каждое изделие может окрашиваться в один из 16 цветов. Код готового изделия представляет собой последовательность нулей и единиц, состоящую из кода наименования изделия и из кода цвета, в который это изделие выкрашено.
а) Определить длину кода готового изделия, если предприятие выпускает 300 различных наименований продукции.
б) определить максимальное количество различных возможных наименований изделий, если 150 выписанных подряд кодов готовых изделий занимают 243,75 байт.
Похожие документы:
Данное учебное пособие содержит в себе весь курс информатики, необходимой для подготовки специалистов в системе высшего образования. Тематическая структура пос
. типы данных называют базовыми. Все данные, обрабатываемые компьютером, хранятся в ячейках памяти компьютера, каждая из которых имеет свой адрес. Для .
1. Основные понятия и методы теории информации и кодирования. Сигналы, данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накоплени
. (архитектуру фон Неймана). Принцип “хранимой программы”. Первоначально прога задавалась . данными во внешней памяти. До этого каждая прикладная программа, которой требовалось хранить данные во внешней памяти, сама определяла расположение каждой .
Заводе №8 чужим пушкам (заводов «Большевик», Гочкиса, Максима, «Рейнметалл» и др.) присваивали собственные заводские индексы, таким образом и система Лендера
. исполнением обязанностей при ис пытательной ячейке . Оперативно-тактическое за дание . программу испытаний. Во время . каждую строну имеет по 7свечей с пружина ми. Каждая свеча опирается на один свой . занимался артиллерийской техникой, а на фронте командовал .
1. Основные понятия об организации ЭВМ и систем 5
. адресу, который содержится в ячейке памяти, называемом счетчиком команд(СК) и который непрерывно уточняется в ходе выполнения программ . , который хранится вместе с данными и интерпретируется аппаратурой во время выполнения операций над данными. Этот .
Фон-неймановская машина. Языки высокого и низкого уровня
. определенной последовательности. Принцип однородности памяти. Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в . ячейка памяти ЭВМ имеет длину 8 бит (байт). Каждый байт имеет свой номер (его называют адресом). .
1. Программа вводится в комп и хранится в той же памяти.
Что и данные к ней
Команды, составляющие программу, представляются в том же числовом коде, что и данные к ней.
Это значит, что с кодом программы можно производить те же действия, что и с данными к ней.
(Например, написать программу, которая сама меняет свой код, а затем выполняет его.
Так получаются вирусы — невидимки : ).
Что такое прикладные программы специального назначения?
Что такое прикладные программы специального назначения.
Что такое данные программы?
Что такое данные программы?
Что такое принцип относительной адресации?
Что такое принцип относительной адресации?
В каких ситуациях он проявляется?
Что такое программа setup?
Что такое программа setup.
Что такое антивирусные программы ?
Что такое антивирусные программы ?
Что такое принцип хранимой программы ?
Что такое принцип хранимой программы ?
Здравствуйте?
Помогите сделать задание по такому принципу.
Что такое программа — паразит?
Что такое программа — паразит?
Стандарная программа что это такое?
Стандарная программа что это такое.
Что такое принцип хранения программы?
Что такое принцип хранения программы.
На странице вопроса Что такое «принцип хранимой программы»? из категории Информатика вы найдете ответ для уровня учащихся 5 — 9 классов. Если полученный ответ не устраивает и нужно расшить круг поиска, используйте удобную поисковую систему сайта. Можно также ознакомиться с похожими вопросами и ответами других пользователей в этой же категории или создать новый вопрос. Возможно, вам будет полезной информация, оставленная пользователями в комментариях, где можно обсудить тему с помощью обратной связи.
1)СУБД — система управления базами данных ; программа позволяющая создавать БД и определять в них сортировку и поиск данных. 2)запись БД — строка таблицы, содержащая набор значений свойств, размещенных в полях базы данных. 3)Ключевое поле — поле, з..
Чем помочь кидай картинку.
Добавление мультимедийной составляющей к основному тексту документа, построение диаграммы данных.
- Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы 5 класс биология кратко
- Что может предотвратить получение информации обществознание кратко
- Продуктивность деятельности коллектива в доу
- Два паренька только что окончившие школу изложение
- Технологическая карта проекта в начальной школе 2 класс
Источник: obrazovanie-gid.ru
Ответьте на вопросы
1. Зачем компьютеру нужны два вида памяти: внутренняя и внешняя?
2. Что такое принцип хранимой программы?
3. В чем заключается свойство дискретности внутренней памяти компьютера?
4. Какие два значения имеет слово «бит»? Как они связаны между собой?
5. В чем заключается свойство адресуемости внутренней памяти компьютера?
1) Внутренняя нужно для временного хранения программ во время работы компьютера, Внешняя нужно для долгого хранения данных
2) Принцип заключается в том, что команды представляются в битовой форме и хранятся в том же Оперативном Запоминающем Устройстве, что и обрабатываемые данные.
3) Дискретные объекты состоят из отдельных частиц. Например: дом дискретен так как состоит из кирпичей Память состоит из отдельных ячеек – битов.
4) первый вопрос) наименьшая единица измерения информации.
второй вопрос) краткое прилагательное, образованное от глагола бить.
5) Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. Занесение информации в память, а также извлечение ее из памяти, проводится по адресам.
Источник: znanija.site