Системы хранения информации

Введение

21 век – век повсеместной автоматизации. Практически во всех областях деятельности человека используется компьютер. Мы уже молчим про домашние ПК, используемые для работы, игр, просмотра видео и фотографий.
-1770697932180Современные компьютеры могут выполнять огромное количество операций в секунду. Это достигнуто, путём улучшения процессорной скорости и качества. Уникальность современного процессора заключается в его кремниевом ядре.
В современном мире, мы постоянно пользуемся компьютерами:
Смартфон – компьютер в кармане. Современные смартфоны имеют все комплектующие ПК. Они также могу редактировать документы, просматривать интернет страницы. Запускать приложения для общения, игры, обработка изображений.
ПК – стандартный компьютер, к которому привыкли с начала их возникновения. Основные преимущества такого компьютера, это его лёгкость в модернизации. Нужно лишь вставить улучшенную материнскую плату или процессор или другую часть. Остальные компьютеры не обладают таким свойством.
Моноблок – очень похож на обычный ПК, только это целостная конструкция, как большой телефон. Его сложно модифицировать и улучшать. Обычно их берут самого нового поколения, что обеспечит несколько лет его бесперебойной работы.
Ноутбук – это переносной ПК, может всё тоже самое, но и как моноблок, сложно поддаётся модификации конфигурации. Отличное решение для людей, которым нужен полноценный компьютер не только дома или на месте работы.
Нетбук – очень похож на ноутбук, только меньше и легче. А также, обычно он маломощный. Но его мощности должно хватать на основные функции интернет, обработка документов, фото и видео. Удобен в использовании.
Планшетный компьютер – очень популярен в современном мире. В отличие от смартфона, он больше и удобнее в работе. Обычно мощнее, практически не уступает нетбуку.
00Современные компьютеры могут выполнять огромное количество операций в секунду. Это достигнуто, путём улучшения процессорной скорости и качества. Уникальность современного процессора заключается в его кремниевом ядре.
В современном мире, мы постоянно пользуемся компьютерами:
Смартфон – компьютер в кармане. Современные смартфоны имеют все комплектующие ПК. Они также могу редактировать документы, просматривать интернет страницы. Запускать приложения для общения, игры, обработка изображений.
ПК – стандартный компьютер, к которому привыкли с начала их возникновения. Основные преимущества такого компьютера, это его лёгкость в модернизации. Нужно лишь вставить улучшенную материнскую плату или процессор или другую часть. Остальные компьютеры не обладают таким свойством.
Моноблок – очень похож на обычный ПК, только это целостная конструкция, как большой телефон. Его сложно модифицировать и улучшать. Обычно их берут самого нового поколения, что обеспечит несколько лет его бесперебойной работы.
Ноутбук – это переносной ПК, может всё тоже самое, но и как моноблок, сложно поддаётся модификации конфигурации. Отличное решение для людей, которым нужен полноценный компьютер не только дома или на месте работы.
Нетбук – очень похож на ноутбук, только меньше и легче. А также, обычно он маломощный. Но его мощности должно хватать на основные функции интернет, обработка документов, фото и видео. Удобен в использовании.
Планшетный компьютер – очень популярен в современном мире. В отличие от смартфона, он больше и удобнее в работе. Обычно мощнее, практически не уступает нетбуку.
Компьютер – это электронное устройство, предназначенное для работы с информацией, а именно введение, обработку, хранение, вывод и передачу информации. Кроме того, ПК представляет собой единство двух сущностей – аппаратной и программной частей.
Принципы построения и функционирования цифрового компьютера были сформулированы Дж. Фон Нейманом в 1945-46 гг. и надолго определили магистральный путь развития компьютерной техники. Базовые принципы сохраняют актуальность и сегодня

. В 50-х - 60-х годах ХХ века стало ясно, что классическая фон неймановская архитектура имеет много "узких мест". Стали говорить о необходимости ее модификации, а также о необходимости ухода от нее. Появился новый термин – не неймановская машина, то есть машина, построенная по принципам, отличным от фон неймановской.
Кардинальный подход от фон нейеменской архитектуры связывается с появлением многопроцессорных машин, способных осуществлять параллельные вычисления.  Новые архитектуры требовали разработки пециальных методик организации взаимодействия между процессорами и управления ими. В основе же однопроцессорных компьютерных систем, по-прежнему лежат принципы фон Неймана, хотя и  модифицированы.
Целью нашего исследования является рассмотрение функциональной организация Фон Неймановской вычислительной машины


Фон Нейман и его ЭВМ

В конце 40 х годов прошлого века во многих научных центрах велись разработки электронных вычислительных машин [3, c.26]. Можно отметить первую ламповую ЭВМ ENIAC, построенную в 1945 году сотрудниками Пенсильванского университета США Дж. Эккертом и Дж. Моучли, разработанную в Киеве под руководством академика С.А. Лебедева в 1951 году ЭВМ МЭСМ и другие проекты. Большой вклад в дело развития вычислительной техники внѐс талантливый математик венгерского происхождения Джон (Янош) Фон Нейман(н) (John von Neumann). Во время войны он работал в знаменитом Манхэттенском проекте по созданию атомной бомбы и хорошо понимал важность создания машин для проведения больших объѐмов математических вычислений. После войны Фон Нейман работал профессором Принстонского университета США (заметим, что в это же самое время и тоже профессором там работал сам А. Эйнтштейн).
В 1946 году Фон Нейман (с соавторами) описал в техническом докладе конкретную ЭВМ, обладающую рядом новых особенностей [2]. Со временем стало ясно, что эти особенности желательно включать в архитектуру всех разрабатываемых в то время компьютеров. А вскоре пришло и понимание того, что эти новые свойства вычислительных машин, по сути, описывают архитектуру некоторого абстрактного универсального вычислителя, который сейчас принято называть машиной Фон Неймана. Эта машина является абстрактной моделью ЭВМ, однако, эта абстракция отличается от абстрактных исполнителей алгоритмов (например, от хорошо известной машины Тьюринга). Машина Тьюринга может обрабатывать входные данные любого объема, поэтому этот исполнитель алгоритма принципиально нельзя реализовать.
Машина Фон Неймана не подаётся реализации по другой причине: многие детали в архитектуре этого вычислителя, как он описывается в учебниках, не конкретизированы. Это сделано специально, чтобы не сковывать творческого подхода к делу у инженеров разработчиков новых ЭВМ. Можно сказать, что машина Фон Неймана рассматривается не на внутреннем, а только на концептуальном уровне введения архитектуры. В некотором смысле машина Фон Неймана подобна абстрактным структурам данных[1, c.38].

Основные принципы фон Неймана

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, которые были сформулированы в 1945 году. Д. фон Нейман, Г. Голдстайн и А. Беркс в своей совместной статье выложили новые принципы построения и функционирования ЭВМ. В результате 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 новое:
1. Принцип двоичного кодирования. Вся информация, обрабатываемая в компьютере, представлена ​​в двоичном коде, хорошо отражает два устойчивых состояния элементов компьютера (есть импульс «0», нет импульса «1»)
2. Принцип программного управления. Работа на компьютере осуществляется с помощью программ