Как са били принципите на фон Нойман

Вероятно няма да се заблуждавам, ако кажа, че повечето хора на ниво домакинство вярват, че компютърът и всичко свързано с него са постиженията на науката от последните десетилетия на миналия век. Всъщност принципите на фон Нойман, компютърната работа, теоретичните основи на изграждането на компютърни мрежи са формулирани през първата половина на двадесети век.

Главният разработчик на теорията на изчислителните системи по онова време стана известен математик от САЩ Джон фон Нойман. Между другото, трябва да се каже, че отчасти това се случи сравнително случайно. Неуман е включен в научната група през 1944 г., който работи върху създаването на първия тръбен електронен компютър ENIAC. Веднъж, по време на рутинна дискусия с колегите, ученият едва ли е предложил принципно нова концепция за създаване на устройство за изчисляване. За изненада на Нойман неговите партньори Г. Голдщайн и А. Бъркс подкрепиха идеята на Нойман и две години по-късно се появи научна статия. Той предлага напълно непознати по-ранни принципи за създаване на изчислително устройство и след това получава името "принципите на фон Нойман". Това е повече от половин век от първата публична презентация на идеите на Нойман, но до днес такива аспекти като компютърна архитектура принципите на фон Нойман са класическата теория за изграждането на компютърни системи. Основната разлика в новата концепция бе, че беше предложено да се премине от обичайната десетична система за съхранение на информация и да се превключи на двоичен. Беше по-удобно за такова използване и предостави много по-големи възможности за увеличаване на обема на тази информация, както по отношение на нейното съхранение, така и при предаването.

Освен това, принципите фон Нойман позволява да обработва не само цифрова информация, но и текст, звук и други.

Друго съществено откритие на Нойман било предложеното му решение да съхрани самата информация. Преди това тази работа се извършва почти ръчно, като взаимно се свързват необходимите компоненти на компютъра, за да се осигури обменът на информация, съхранявана във всяко от тези отделения. На вече споменатия компютър ENIAC процедурата е отнела поне няколко дни и много често по време на тази процедура техниката се скъса - електронните тръби излязоха от ред. Нойман предположи, че програмата за превключване трябва също да бъде кодирана във формата двоичен код и се съхраняват в самия компютър.

Учените не само формулират идеи, които по-късно стават широко известни като принципите von Neumann, но и развиват технологичната структура на компютъра. Тази концепция е по-често наричана "компютърна архитектура". Основните компоненти на новата архитектура, според Neumann, трябва да бъдат:

- контролно устройство;

- логическо устройство;

- централния процесор;

- комплекс от памет, включително вътрешни и външни;

- входно-изходни устройства.

При така конструираната конструкция компютърът чете специални инструкции от паметта и ги изпълнява от процесора. Редът за изпълнение на командите се определя от специален команден брояч. Наличието на такова устройство сега е една от отличителните черти компютърна архитектура, предложено от Neumann.

По принцип, разработен и в действителност, тествана и внедрена от него, решенията на архитектурата на компютрите, са станали толкова универсално и фундаментално, че дори и днес в професионалната среда на машината изграден в съответствие с тези принципи, наречени - фон Нойман машина. Това не важи само за тези, които нямат брояч на отбора.

Едно възможно отклонение от тези принципи е възможно само в бъдеще, когато основата за развитието на теорията на изчислителните системи ще бъде идеята за логически обработка на информация.