1
От математической идеи к физической реальности: Возникновение компьютера и основы архитектуры
SCI901B-SEP-CNLesson 10
00:00

От логики души до стального тела

Представьте, каким должен быть механизм, способный решать любые логические задачи. В 1936 году Алан Тьюринг нарисовал в умемашины ТьюрингаЭто не реальная машина, а математическая идеализированная модель, которая доказала возможность моделирования всех человеческих логических операций с помощью простого набора команд и операций чтения/записи. Тьюринг вложил в компьютер «дух».

Через десять лет эта идея стала реальностью в Университете Пенсильвании. В 1946 году появился первый универсальный электронный компьютерENIAC (электронный цифровой интегратор)Именно он родился. Он имел более 18 000 электронных ламп и мог выполнять 5000 сложений в секунду. Однако этот «гигант» изначально был чрезвычайно громоздким: чтобы переключиться между вычислительными задачами, оператору приходилось вручную подключать сотни и тысячи кабелей.

Запоминающее устройствоУстройство вводаУстройство выводаЦентральный процессор(Контроллер + Арифметико-логическое устройство)

Основа архитектуры: Идея хранения программы

Чтобы решить проблему низкой эффективности программирования на ENIAC,冯·诺依曼предложил гениальную идею: хранить команды и данные одновременно в двоичной форме внутри компьютера, что называетсяидеей хранения программыС этого момента компьютер перестал быть безжизненным объектом, требующим запоминания схем подключения, и стал умным существом с «памятью».这一思想实际上奠定了现代计算机的基础,并且直接对后来冯·诺依曼的存储程序思想产生了重要影响。

От монтажника к программисту
В начале работы на ENIAC изменение задачи требовало нескольких дней для повторного физического подключения. После внедрения хранения программы достаточно было загрузить код, и одна и та же машина могла за несколько секунд превратиться из вычислителя баллистических траекторий в метеорологический симулятор.