A NEUMANN-ELVŰ SZÁMÍTÓGÉP

A számítógép:  Információk tárolására, feldolgozására szolgáló eszköz

A számítógépek feladatai: · Adatok tárolása. · Adatok gyors visszakeresése. · Műveletek végzése adatokkal. · Adatok csoportosítása. · Folyamatszabályozás (UNIVERZÁLIS eszköz). · A feldolgozást a program szabja meg. · Különböző feladatoknál az eszköz nem változik. · Új feladathoz új program.

A számítógép legfontosabb jellemzői:  meghatározott feladatok nagy sebességű elvégzésére szolgáló,  széles körben alkalmazható,  univerzális (bármilyen adatfeldolgozó algoritmus elvégzésére képes)adatalgoritmus  automatikus működésű (emberi beavatkozás nélkül működő)  programozható (képes utasítássorozat vagy program utasításait önállóan végrehajtani)

 kívülről vezérelhető (a működése kívülről megváltoztatható, ill. megszakítható)  működtető vagy  operációs rendszerrel rendelkező gép,  azaz műszakilag megvalósított rendszerrendszer  meghatározott feladatokat ellátó hardver egységei vannak A számítógép legfontosabb jellemzői(folyt.):

Algoritmus  Az algoritmus legáltalánosabb értelemben nem más, mint tervszerűség. Ha egy elvégzendő cselekvéssorozatot lépésről lépésre előre átgondolunk, megtervezünk, úgy is mondhatjuk, hogy algoritmust adunk egy adott cél elérésére.

Algoritmus  Azon instrukciók halmazát, melyek egy feladat megoldásához vezetnek, algoritmusnak nevezzük.  Pontos szabályok szerint elvégzett elemi műveletekből álló műveletsor, ahol az intuíciónak nincs szerepe.  Az algoritmus egy olyan előírás, amely alapján egy adott feladat véges számú lépésben megoldható.

Algoritmus  Az algoritmus egy út a felvetődött probléma megoldásához.  A feladat megoldásában segítséget nyújtó ötletek, egyértelmű és precíz utasításokként megfogalmazva: ez az algoritmus.

Példák az életből vett algoritmusokra Telefonálás fülkéből (problémamentesen):  bemegyek a fülkébe;  bedugom a kártyát;  felveszem a kagylót;  tárcsázom a számot;  cseng, várok;  felveszik;  beszélünk;  leteszem a kagylót;  kiveszem a kártyát;  kijövök a fülkéből.

Budapest, 1903 – Washington, 1957 Neumann János

 1903-ban született Budapesten  A városligeti Fasori Gimnáziumba járt  Vegyészmérnöki diplomát Zürichben szerezett, matematikából pedig Budapesten doktorált  1930-ban meghívták Amerikába előadásokat tartani a princetoni egyetemre

Neumann János  Lefektette az elektronikus számítógép működésének alapelveit  1944-ben a pennsylvaniai egyetemen elkészítették az ENIAC-ot  A Neumann-elvek alapján készülnek a mai számítógépek is

Neumann-elvek

1. Soros utasításvégrehajtás A gép az utasításokat egymás után hajtja végre 2. Teljesen elektronikus működés 3. Kettes számrendszer használata Könnyű megvalósítani kétállapotú áramkörökkel 4. Belső memória és tárolt program elve A program és az adatok tárolása azonos helyen történik 5. Univerzális működés Alkalmas legyen bármilyen feladat megoldására

A Neumann-elvű számítógép felépítése  központi feldolgozó egység (CPU - Central Processing Unit)  központi vezérlő egység (CU - Control Unit)  aritmetikai-logikai egység (ALU - Arithmetical-Logical Unit)  regiszterblokk  gyorsítómemória (cache)  matematikai társprocesszor (FPU - Floating Point Unit)  memória  bemeneti és kimeneti egységek  háttértárak (pl. merevlemez, CD, DVD, floppy stb.)  perifériák input perifériák (pl. billentyűzet, egér, szkenner stb.) output perifériák (pl. monitor, nyomtató, hangszóró stb.)

A Neumann-elvű számítógép felépítése CPU

Befejezésül  A számítógépek hatalmas fejlődésen mentek keresztül  Elvi felépítésük nem változott  Számtalan kutatás folyik a nem Neumann elvű gép kifejlesztésére