На головну

Введення: Розвиток інформаційних технологій в інформаційну епоху. | Прообрази арифметичних машин | техніки | Електронні обчислювальні машини | вітчизняні комп'ютери | Перший »комп'ютер | електронні лампи | транзистори | інтегральні схеми | покоління комп'ютерів |

Теоретичні основи електронних обчислювальних

  1. ЦД. 08 Робочі процеси, конструкція і основи розрахунку автомобільних двигунів
  2. I Фізичні основи механіки
  3. I. ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ мікросередовища
  4. I. Теоретичні основи фінансового менеджменту
  5. II. МЕТРОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ИЗМЕРЕНИЙ
  6. II. Основи молекулярної фізики і термодинаміки
  7. II. Основи молекулярної фізики і термодинаміки

машин

Основи побудови електронних обчислювальних машин в їх

сучасному розумінні були закладені в 30-40-і роки XX століття. так,

поняття «алгоритму» незалежно було розроблено математиками

А. Тьюрингом (Великобританія), Е. Постом (США) і А. А. Марковим

(СРСР). Для уточнення цього терміна стосовно до обчислень

Тьюринг і Пост запропонували «абстрактні обчислювальні машини».

Обидві ці роботи велися також незалежно, машини були запропоновані в

1936 році (у травні та жовтні відповідно), вони еквівалентні, але

машина Посту відрізняється більшою простотою. нормальний алгоритм

Маркова був запропонований в 1940-х і ліг в основу логічного

програмування.

Машина Поста (1936)

Складається з каретки (зчитує і записує головка) і

розбитою на секції нескінченно стрічки, кожна секція стрічки або порожня

(0), або позначена міткою (1). За крок каретка може зрушити на одну

позицію в сторону, вважати, поставити або видалити мітку в тому місці,

де вона стоїть. Робота машини задається програмою, команд всього 6

(Зрушення вправо, зрушення вліво, запис мітки, видалення мітки, умовний

перехід по мітці, зупинка).

Машина Тьюринга (1936) [3.6]


складається


з


нескінченної


стрічки,


розбитою


на


осередки,


и


керуючого пристрою, що переміщається по стрічці, читає і

записуючого в осередку символи нікого алфавіту (рис. 3.2).

Керуючий пристрій здатний перебувати в одному з безлічі

станів (число станів звичайно і точно задане), і працює

згідно з правилами переходу, які і представляють алгоритм,

реалізований даною машиною.


Кожне правило переходу наказує машині, в залежності від

поточного стану qi і спостережуваного в поточній клітці символу aj,

записати в цю клітку новий символ aj1, перейти в новий стан qi1 і

переміститися на одну клітку вліво або вправо. деякі стану

машини Тьюринга можуть бути позначені як термінальні, і перехід в


будь-яка з них означає кінець роботи, зупинку алгоритму. Для початку

роботи необхідно вказати кінцеве і початкове стану, початкову

конфігурацію на стрічці і розташування головки машини. Можна, можливо

сказати, що машина Тьюринга являє собою найпростішу

обчислювальну машину з лінійної пам'яттю.

Машина Тьюринга є розширенням кінцевого автомата,

описує шляхи зміни стану об'єкта в залежності від його

поточного стану та вхідних даних, за умови, що загальна

можливу кількість станів звичайно. Машина Тьюринга здатна

імітувати інші виконавці (за допомогою завдання правил переходу),

будь-яким чином реалізують процес покрокового обчислення, в

якому кожен крок обчислення досить елементарний.

Від машини Тьюринга відбувається і поняття «повноти по

Тьюрингу », що означає можливість реалізації в обчислювачі будь

обчислюваної функції.

Тьюринг показав, що не існує «чудовою машини»,

здатної вирішувати всі математичні завдання. Але, продемонструвавши

обмеженість можливостей, він на папері побудував те, що дозволяє

вирішувати дуже багато, і що тепер називається словом «комп'ютер».

Хоча машина Тьюринга не стала реально діючим пристроєм, вона

до теперішнього часу постійно використовується в якості основної

моделі для з'ясування суті таких понять, як «обчислювальний

процес »,« алгоритм », а також для з'ясування зв'язку між алгоритмом і

обчислювальними машинами.

Клітинний автомат Неймана (1948)

Фон Нейман, залучений в 1947 р до створення обчислювальних

машин, став розробляти теорію самовідтворюються автоматів і

універсальних обчислювальних машин. Такі машини на рівні блок-

схеми близькі до машини Тьюринга, а їх функціонування багато в чому

аналогічно процесу відтворення живої клітини. Нейман довів цю


загальну


схему


до


детальної


логічної


конструкції,


ввівши


уявлення


о


клітинному


автоматі,


Котрий


складається


з


необмеженого


числа


повторюваних


кінцевих


автоматов-


перемикачів, кожен з яких взаємодіє зі своїми

сусідами. Такі ідеалізовані перемикачі з затримками були


отримані


з


ідеалізованих


нейронів,


мали


кілька


збуджуючих і гальмуючих входів, граничне число і одиничну

затримку.

У спрощеному вигляді кожен кінцевий елементарний автомат на

кожному такті перебуває в одному з кінцевого числа станів ri и

має два вхідних каналу: лівий і правий (рис. 3.3). По кожному з них

на такті t надходить по одному стану з r. Стану елементів в


момент


часу


t


визначають


конфігурацію


всього


автомата.


Функціонування автомата Неймана - це перехід від стану k (t) к

станів k (t + 1), k (t + 2) і т.д.


застосування


для


опису


обчислювальних


машин


ідеалізованих


переключающих


елементів


дозволило


при


конструюванні відокремити етап логічного синтезу від синтезу

відповідних електричних ланцюгів.

Мал. 3.3. Елементарний кінцевий автомат (вгорі) і автомата Неймана


також


фон


Нейман


розробляв


методи


автоматичного


програмування, а спільно з Германом Голдстейн (Herman

Goldstine) ввів блок-схеми, що полегшують перехід від математичного

опису обчислень до програми, складеної в машинних кодах.



Аналогові обчислювальні машини | Електромеханічні обчислювальні машини
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати