Машинаны ұйымдастыру: фон Нейман принципі, басқарушы құрылғы, команда жүйелері мен команда типтері



I Кіріспе ... .., ... ... .3
II Негізгі бөлім ... ... ... ... ..4
1) Есептеуіш техникасының даму тарихы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
2) Электромеханикалық есептеуіш машиналар ... ... ... ... ... ... 6
3) Дж. Фон.Нейман принципі , Фон.Нейман типті машиналар ... ... ..8
4) ДЭЕМ пайда болу тарихы ... ... ...11
III Қорытынды ... ... ... ... ... ... ...13
IV Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... 14
Қазіргі ЭЕМ тек қана есептей қоймай мәтіндерді редактілейді, өлеңдер және әуен жазады, шахмат және басқа ойындарды ойнайды, поездар мен самолеттерге билеттер сатады. Бүгінгі күні ЭЕМ қолданылмайтын халық шаруашылығының бір де бір саласы жоқ. Бірақ есептеуіш техникасы бұл деңгейді бірден игерген жоқ. Оның дамуында алғытарихын және ЭЕМ-нің төрт буындарын ерекшелеп көрсетеді. Алғашқы тарихы өте ерте замандағы әр түрлі санаудан басталады. Қоғамның дамуымен әр түрлі есепетеулерде сұраныстар пайда бола бастады. Ол механикалық есептеу құрылғыларының пайда болуының салдары болды. Әлемдегі ең алғашқы қосу амалын орындайтын автоматты құрылғы механикалық сағаттың негізінде пайда болды.
ХХ ғасырдың алғашқы он жылдығында конструкторлар есептеуіш құрылғыларында жаңа элемент – электрлік релені қолдану мүмкіндіктеріне назар аудара бастады.
1. Құдабаев Қ Ж Инфарматика: оқу қуралы –Алматы :ЖШС ЭВЕРО 2012ж
2. К М Беркімбаев оқулық –Алматы 2011ж
3. Алматы ЖШС РПБК “Дәуір” 2011ж
4. Алдашев С А Информатика мен есептеуіш техника терминдерінің ор ысша-қазақша сөздігі сөздік-Алматы Рауан 1993ж
5. http://www.yandex.kz

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі:  Реферат
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:   
Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік фармацевтикалық академиясы

Медициналық биофизика,информатика және

математика кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: Машинаны ұйымдастыру: фон Нейман принципі , басқарушы құрылғы,
команда жүйелері мен команда типтері.

Орындаған: Қазыхан А.

Тобы: 102(Б)МПД

Қабылдаған: Мауленова А.

Шымкент 2015ж

Жоспар:

I Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..., ... ... .3

II Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4

1) Есептеуіш техникасының даму
тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... .5

2) Электромеханикалық есептеуіш машиналар ... ... ... ... ... ... 6

3) Дж. Фон-Нейман принципі , Фон-Нейман типті машиналар
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
4) ДЭЕМ пайда болу тарихы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11

III Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1 3

IV Қолданылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 14

Кіріспе

Қазіргі ЭЕМ тек қана есептей қоймай мәтіндерді редактілейді, өлеңдер
және әуен жазады, шахмат және басқа ойындарды ойнайды, поездар мен
самолеттерге билеттер сатады. Бүгінгі күні ЭЕМ қолданылмайтын халық
шаруашылығының бір де бір саласы жоқ. Бірақ есептеуіш техникасы бұл
деңгейді бірден игерген жоқ. Оның дамуында алғытарихын және ЭЕМ-нің төрт
буындарын ерекшелеп көрсетеді. Алғашқы тарихы өте ерте замандағы әр түрлі
санаудан басталады. Қоғамның дамуымен әр түрлі есепетеулерде сұраныстар
пайда бола бастады. Ол механикалық есептеу құрылғыларының пайда болуының
салдары болды. Әлемдегі ең алғашқы қосу амалын орындайтын автоматты құрылғы
механикалық сағаттың негізінде пайда болды.

ХХ ғасырдың алғашқы он жылдығында конструкторлар есептеуіш
құрылғыларында жаңа элемент – электрлік релені қолдану мүмкіндіктеріне
назар аудара бастады. Ойлау заңдылықтары зерттеулерімен айналысушы атақты
ағылшын ғалымы Джордж Буль логикада математикалық жақын формальды
белгілеулер мен ережелер жиынтығын қолданды. Соның салдарынан бұл жүйені
логикалық алгебра немесе бульдік алгебра деп атайды. Жүйенің негізгі
қызметі логикалық пікірлер мен логикалық пайымдаулардың құрылымын кодтау
және математикалық формулаға жақын қарапайым өрнектерге түрлендіру.
Программаны беру процесін ықшамдау үшін Моучли мен Эккерт өз жадында
программаны сақтай алатын жаңа машинаны құрастыра бастады. 1945 жылы бұл
жұмысқа атақты математик Джон фон Нейман (Венгриядан шыққан америандық)
кірістірілді, ол бұл машина туралы баяндама жасады. Фон Нейман мен оның
әріптестері Г.Голдстайн мен А.Беркстың есебінде компьютер құрылымына нақты
талаптар тұжырымдады.

Негізгі бөлім

Есептеуіш техникасының даму тарихы

Электронды есептеуіш машиналар адамзат білімі мен мүмкіндіктерінің
тарихында жаңа парақты ашып берді, ғалымдардың еңбегінің өнімділігін
көтерді, мыңдаған есептеушілердің орнын басты, күрделі процестерді оқуға
мүмкіндік туғызды. Қазіргі ЭЕМ тек қана есептей қоймай мәтіндерді
редактілейді, өлеңдер және әуен жазады, шахмат және басқа ойындарды
ойнайды, поездар мен самолеттерге билеттер сатады. Бүгінгі күні ЭЕМ
қолданылмайтын халық шаруашылығының бір де бір саласы жоқ. Бірақ есептеуіш
техникасы бұл деңгейді бірден игерген жоқ. Оның дамуында алғытарихын және
ЭЕМ-нің төрт буындарын ерекшелеп көрсетеді.

Алғашқы тарихы өте ерте замандағы әр түрлі санаудан басталады. Ежелгі
санау құралы болып адамға табиғаттан берілген өзінің қолы болып табылады.
Саусақпен санаудан бестік (бір алақан) және ондық (екі алақан) санау
жүйелері бастау алады.

Абак – өте ежелгі есептеуіш механикалық құрылғы, алғашқы кездерде ол
саңылаулары бар саз пластинадан тұрды, саңылауларда сандарды бейнелейтін
тастар орналастырылды. Абактың пайда болуын б.э.д. төртінші мыңжылдыққа
жатқызады, оның шыққан жері деп Азияны есептейді. Ғасырдың ортасында
Еуропада абак кестелерге ауысты, ал Ресейде XVI - XVII ғасырларда. Кейін
келе есеп шоты пайда болды. Оның негізгі ерекшелігі – ондық санау принципі.
XVII ғасырда алғашқы логарифмдік сызғыштар пайда болды.

Механикалық есептеуіш машиналар. Қоғамның дамуымен әр түрлі
есепетеулерде сұраныстар пайда бола бастады. Ол механикалық есептеу
құрылғыларының пайда болуының салдары болды. Әлемдегі ең алғашқы қосу
амалын орындайтын автоматты құрылғы механикалық сағаттың негізінде пайда
болды. 1623 жылы оны Тьюбинген (Германия) университетінің шығыс тілдері
кафедрасының профессоры Вильгельм Шикард ойлап шығарды. Өнертапқыш машинаны
қосындылайтын сағат деп атады. Құрылғының жұмыс үлгісі бүгінгі күндері
сызбалар бойынша жаңартылып өзінің жұмыс қабілетін ақтады. 1642 жылы
француз механигі Блез Паскаль әлемдегі бірінші механикалық калькулятор
болып табылатын қосындылайтын құрылғыны құрастырды. Мұнда сағат механизмі
есептеуіш болып ауысып және бағыттауыштың орнына сандар жазылған диск
қозғалатын болды. Машина 6-8 разрядты сандарды қосып және азайтумен қатар
нәтижелерді тіркеу тәсілін де ұсынды. Бірақ олар практикалық қолданыс
тапқан жоқ: құрылғылар сенімсіз болды, арнайы мамандар ғана қолдана білді.
Паскальдың қосындыланатын құрылғылардың мәні өте үлкен болды, олар
қарапайым аспаптардан машиналарға ауысушы құрал болды.

Ресейде алғашқы қосындылайтын құрылғыны 1770 жылы сағат мастері және
механигі Е. Якобсон құрастырды.

Есептеп қосындылайтын құрылғылардың дамуымен қатар арифмометрлер де
құрастырыла бастады. 1373 жылы неміс математигі әрі философы Г.В.Лейбницпен
(Готфрид Вильгельм Лейбниц) әлемдегі ең алғаш арифмометр құрастырылды, ол
қосу және азайту амалдарын бірнеше рет қайталануы арқылы көбейту және бөлу
амалдарын орындай алды. 1978 жылы Ресейде академик П.Л. Чебышевпен
арифмометр құрастырылған болатын.

1812 жылы ағылшын математигі Чарльз Бэббидж (1792-1871) кез келген
функцияны, соның ішнде тригонометриялық, есептейтін және кесте де құрастыра
алатын аралық машинаны құрастыру жұмысымен шұғылдана бастаған еді. Өзінің
алғашқы аралық машинасын Бэббидж 1822 жылы құрастырды және ол арқылы
квадраттар кестесін, у=х2 +х+41 функциясының мәндер кестесін және басқа да
кестелерді есептеді. Бэббидж алғаш рет есептеу процесін автоматтандырды –
бүгінгі ЭЕМ-нің түпнұсқасын құрастырды. Оны Аналитикалық машинасында
(1833ж) (өзінің көзі тірісінде соңына дейін аяқталмай, бүгінгі күні
сызбалар арқылы көрсетілген) алғаш рет ақпаратты командалар мен
мәліметтерге бөлу принципі іске асырылды. Ч.Бэббидждің шығармашылығын
зерттеушілер аналитикалық машина жасауда атақты ақын лорд Байронның қызы
графиня Огаста Ада Лайвлейстің (1815-1852), маңызды ролін көрсетеді.
Есептеуіш операцияларды программалау үшін перфокарталарды қолдану идеясын
да ұсынған сол еді (1843). Леди Ада Лавлейс әлемдегі ең алғаш бағдарламашы
болып есептеледі. Бүгінде оның есімімен бағдарламалау тілдерінің бірі Ада
деп аталады.

Алғашқы электрлік релені қолданатын есептеуіш машина 1888 жылы неміс
тумасы Герман Холлеритпен құрастырылды және 1980 жылы тұрғындарды санақ
жүргізу үшін қолданылды. Бұл жерде ақпарат тасушы ретінде перфокарталар
қолданылды. Олар өте сенімді болғаны соншалы бүгінгі күнге дейін өзгеріссіз
өмір сүрді.

Эльзас тумасы Париждің екі сақтандыру қоғамдарының негізін қалаушысы
Карл Томас 1818 жылы есептеуіш машинасын ойластырды және оны арифмометр деп
атады. Үш жылдан кейін Томастың шеберханасында 16 және одан да көп
арифмометрлер дайындала бастады. Оның арифмометрлері жүз жылдар аралығында
шығарылды және уақыт өте жаңартылып, атаулары да өзгертіліп, отырды.

Механикалық есептеуіш техникасында соңғы өнертабыстарының бірі Петербург
тұрғыны Вильгодт Однермен жасалынды. 1980 жылы Однермен құрастырылған
арифмометр оған ұқсас машиналардан еш өзгешеленбейді. Тіпті бірден Однер
серіктестерімен келісіп арифмометрлердің санын жылына 500 данаға өсірді.

Электромеханикалық есептеуіш машиналар

ХХ ғасырдың алғашқы он жылдығында конструкторлар есептеуіш
құрылғыларында жаңа элемент – электрлік релені қолдану мүмкіндіктеріне
назар аудара бастады. 1941 жылы неміс инженері Конрад Цузе осындай реледе
жұмыс істейтін есептеуіш құрылғысын ойлап тапты.

1943 жылы американдық Говард Айкен Бэббидж жұмыстарының көмегімен ХХ
ғасыр техникасының негізі – электромеханикалық реле арқылы IBM фирмасының
бір кәсіпорнында әйгілі гарвардтық Марк-1 (кейінненМарк-2) машинасын
ойлап шығарды. Бірақ та Эйкен екі қателік жіберді: машиналардың екеуі де
электрондық емес, электромеханикалық болуы мүмкін, екіншісі – Эйкен
бағдарламалар қабылданғани мәліметтер сияқты компьютер жадында сақталуы
керек деген тұжырымды ескерген жоқ.

Математикалық алғытарихы. Электрлік және электронды құрылғыларда
конструкция элементтерінің тіркелу қалпы туралы емес, құрылғының жағдайын
тіркеу туралы сөз болады. Ондай қалыпты және айрылатын жағдайлар барлығы
екеу: қосылған-ажыратылған, ашылған-жабылған, зарядталған-зарядталмаған
және т.б. Сондықтан механикалық калькуляторларда қолданылған дәстүрлі ондық
санау жүйесі ЕТ құрылғыларына ыңғайсыз болды.

Кез келген сандарды (тек сандарды ғана емес) екілік сандармен бейнелеу
мүмкіндігі алғаш рет 1966 жылы Г.В. Лейбницпен ұсынылды. Ол екілік жүйеге
бірлктің және қарама қарсылықпен күресудің философиялық концепциясын
зерттегеннен кейін екілік жүйеге келді. Лейбницке сол кездің өзінде
есептеуіш құрылғыларда екілік жүйені қолдану мүмкіндігі ойы бұрыннан келген
еді, бірақ та механикалық құрылғылар үшін оның қажеттілігі болған жоқ,
сондықтан ол өз калькуляторында екілік жүйе принциптерін қолданбады.

Ойлау заңдылықтары зерттеулерімен айналысушы атақты ағылшын ғалымы
Джордж Буль логикада математикалық жақын формальды белгілеулер мен ережелер
жиынтығын қолданды. Соның салдарынан бұл жүйені логикалық алгебра немесе
бульдік алгебра деп атайды. Жүйенің негізгі қызметі логикалық пікірлер мен
логикалық пайымдаулардың құрылымын кодтау және математикалық формулаға
жақын қарапайым өрнектерге түрлендіру. Формальды есептеу нәтижесінде екі
шарттардың біреуі болып табылады: ақиқат, жалған. Джордж Бульдің жүйесінің
барлығы ЭЕМ құруға себеп болған жоқ. Бірақ төрт негізгі амалдар
қолданылды: ЖӘНЕ (қиылысу), НЕМЕСЕ (біріктіру), НЕ (қаратпа) және
АЛЫНАТЫН НЕМЕСЕ (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ) – қазіргі компьютерлердің
процессорларының барлық түрлерінің жұмысының негізінде жатыр.

Есептеуіш техникасы ХХ ғасырдың қырықыншы жылдарына дейін еш өзгеріссіз
болды. Қырықыншы жылдарда есептеуіш техникасында түбегейлі өзгеріс болды.
Есептеуіш машиналары пайда болды, онда доңғалақтар, валиктер,
электромагниттік реле және т.сс., электрондық элементтер қолданылды.

ЭЕМ-ді құру жұмысы 1937 жылы АҚШ-та профессор Джон Атанасовпен басталған
болатын. Бұл машина мамандандырылған және математикалық физиканың есептерін
шешуге арналған еді. Дайындаулар барысында Атанасов алғашқы компьютерлерде
кеңінен қолданылған алғашқы электрондық құрылғыларды құрастырды. Атанасов
жобасы толығымен аяқталмады, дегенмен үш онжылдықтан кейін сот талқылауынан
кейін профессорды ЭЕТ-ның негізін қалаушы деп таныды.

Ең алғашқы машина ЭНИАК деп аиалды, ол АҚШ-да 1945 жылдардың соңында
дайындалды (1943 жылы Гарвард университетінде американдық ғалымдар Гавард
Эйкен, Дж. Моучли және П.Эккерттің басшылығымен ЭЕМ құрастырылу жұмысы
басталған еді. Машина артиллериялық басқару тапсырысы бойынша және
баллистикалық кестелерді есептеу үшін құрастылырылып жасалған еді. 1945
жылы аяқталған машина ЭНИАК деген атауға ие болды). Оның өлшемі өте алып
еді: 18 мың электрондық шамнан, 15 мың реледен тұрды, 150 кВт
электроэнергия тұтынады – бұл кішігірім зауыт қуаты.

Дж. Фон-Нейман принципі
1945ж. Джон фон Нейман цифрлы есептеуіш машинаның жалпы принциптерін
ойлап тапты, ол қазіргі кезге дейін ДК-де қолданылады. Электронды-
есептегіш машиналарды құрастырудың фон Нейман принциптері бойынша,
компьютер жадына информация енгізіліп, өнделінгеннен кейін де информация
күйінде шығарылатын болуы тиіс. Сондықтан осы амалдардың орындалуын
қамтамасыз ететін енгізу-шығару құрылғылары компьютердің негізі сыртқы
құрылғылары Джон фон Нейман принципі бойынша ЭЕМ-ді ұйымдастыру принциптері
төмендегідей:
1. Екілік кодтау принципі: Осы принцип бойынша ЭЕМ ондық жүйеде емес екілік
жүйеде жұмыс істеуі қажет. Бұл принцип бойынша берілгендер және командалар
екілік тізбектер түрінде беріледі.
2. Бағдарламалық басқару принципі: ЭЕМ-дегі барлық есептеулер бағдарлама
түрінде берілуі қажет. Бағдарлама жазылу ретімен автоматты түрде
орындалатын командалар жиынынан тұрады.
3.Жадының бір тектілік принципі: Бұл принципке сәйкес берілгендер және
командалар бірғана жадыда сақталады.
4. Негізгі жадының адрестік принципі: Негізгі жадын нөмірленген
ұяшықтардан тұруы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Есептеуіш машинаның тарихы
Компьютердің құрылымын және оның даму тарихын, принциптерін зерттеу
Ақпараттық технологиялар жайлы
ЕСЕПТЕУІШ ТЕХНИКАСЫНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ МЕН АСПЕКТІЛЕРІ
ЭЕМ-ң архитектурасы
Микропроцессорлық жүйелер құрылымы. Микропроцессор архитектурасы
Ақпараттарды өңдеудің техникалық құралдары
Микропроцессор архитектураларының типтері
Компьютермен оқытудың негіздері
Басқару құрылғысы
Пәндер