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Computer
A Computer ist a Maschine das manipuliert Daten entsprechend einer Liste von Anweisungen.
Die ersten Vorrichtungen, die modernen Computern ähneln, datieren zum mid-20th Jahrhundert (herum 1940 - 1945), obgleich das Computerkonzept und die verschiedenen Maschinen, die Computern ähnlich sind, früh bestanden. Frühe elektronische Computer waren die Größe eines großen Raumes und verbrauchten so viel Energie wie mehreree hundert moderne PC.[1] Moderne Computer basieren auf kleinem integrierte Schaltungen und sind Millionen zu den Milliarden fähigeren Zeiten beim Besetzen eines Bruches des Raumes.[2] Heute können einfache Computer klein gebildet werden genug, um in a zu passen Armbanduhr und seien von a angetrieben Sie Uhrbatterie. PC, in den verschiedenen Formen, sind Ikonen von Informationen Alter an und seien Sie, was die meisten Leute als „Computer“ denken; jedoch ist die allgemeinste Form des gebräuchlichen heutigen Tages des Computers eingebetteter Computer. Eingebettete Computer sind kleine, einfache Vorrichtungen, die benutzt werden, um andere Vorrichtungen zu steuern - z.B. können sie in den Maschinen gefunden werden, die von reichen Kämpferflugzeug zu Industrieroboter, digitale Kamerasund Spielwaren der Kinder.
Die Fähigkeit, Befehlslisten zu speichern und durchzuführen benannte Programme bildet Computer extrem vielseitig begabt und unterscheidet sie von Rechner. Kirche-Turing These ist eine mathematische Aussage über diese vielseitige Verwendbarkeit: jeder möglicher Computer mit einer bestimmten minimalen Fähigkeit ist prinzipiell fähig zum Durchführen der gleichen Aufgaben, die irgendein anderer Computer durchführen kann. Folglich Computer mit der Fähigkeit und Kompliziertheit, die von der von a reichen persönlicher digitaler Assistent zu a Supercomputer sind alle, die fähig sind, die gleichen Berechnungsaufgaben durchzuführen, die genügend Zeit und Speicherkapazität gegeben werden.
Inhalt |
Geschichte des Rechnens
Es ist schwierig, jede mögliche eine Vorrichtung als der früheste Computer zu kennzeichnen, teils, weil die Bezeichnung „Computer“ abhängig von unterschiedlichen Deutungen über Zeit gewesen ist. Ursprünglich bezog sich die Bezeichnung „Computer“ auf eine Person, die numerische Berechnungen durchführte (a menschlicher Computer), häufig mit dem Hilfsmittel von a mechanischer Rechner.
Die Geschichte des modernen Computers fängt mit zwei verschiedenen Technologien - die der automatisierten Berechnung und die der Programmierbarkeit an.
Beispiele der frühen mechanischen Rechner schlossen mit ein Rechenmaschine, Rechenschieber und diskutierbar astrolabe und Antikythera Einheit (das von ungefähr 150-100 BC datiert). Das Ende von Mittleres Alter sah ein Re-invigoration der europäischen Mathematik und der Technik und Wilhelm Schickard's Vorrichtung 1623 war die erste einer Anzahl von den mechanischen Rechnern, die von den europäischen Ingenieuren konstruiert wurden. Jedoch paßten keine jener Vorrichtungen die moderne Definition eines Computers, weil sie nicht programmiert werden konnten.
Held von Alexandria (C. 10 - ANZEIGE 70) errichtet einem mechanischen Theater, das ein Spiel durchführte, das 10 Minuten dauert und durch ein komplexes System der Seile und der Trommeln funktioniert wurde, die betrachtet werden konnten, um zu sein Mittel des Entscheidens, welche Teile der Einheit durchführten, die Tätigkeiten - und wenn.[3] Dieses ist das Wesentliche der Programmierbarkeit. 1801, Joseph Marie Jacquardwebstuhl bildete eine Verbesserung zu Textilwebstuhl das verwendete eine Reihe von gelochte Papierkarten als Schablone, zum seines Webstuhls schwierige Muster automatisch spinnen zu lassen. Der resultierende Jacquardwebstuhlwebstuhl war ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Computer, weil der Gebrauch der Lochkarten, gesponnene Muster zu definieren als frühes angesehen werden, obwohl begrenzt werden kann, Form der Programmierbarkeit.
Es war das Schmelzverfahren der automatischen Berechnung mit Programmierbarkeit, die die ersten erkennbaren Computer produzierte. 1837, Charles Babbage war das erste, zum eines völlig programmierbaren mechanischen Computers aufzufassen und zu entwerfen, den er „nannte Analytische Maschine".[4] Wegen der begrenzten Finanzen und einer Unfähigkeit mit, dem Design, Babbage zu basteln errichtete zu widerstehen nie wirklich seine analytische Maschine.
Großräumige automatisierte Datenverarbeitung der Lochkarten wurde für durchgeführt US Zählung 1890 durch tabellierende Maschinen vorbei entworfen Herman Hollerith und hergestellt durch Rechnen, Recording Corporation tabellierend, das später wurde IBM. Ende des 19. Jahrhunderts hatte eine Anzahl von Technologien, die später nützlich in der Realisierung der praktischen Computer prüfen würden, angefangen, zu erscheinen: Lochkarte, Boolesche Algebra, Vakuumschlauch (thermionisches Ventil) und Fernschreiber.
Während der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts, wurden viele wissenschaftliche rechnende Bedürfnisse durch in zunehmendem Maße hoch entwickeltes erfüllt Analogrechner, das ein direktes mechanisches verwendete oder elektrisch Modell des Problems als Grundlage für Berechnung. Jedoch waren diese nicht programmierbar und ermangelten im Allgemeinen die vielseitige Verwendbarkeit und die Genauigkeit der modernen Digitalrechner.
| Name | Erstes funktionsfähiges | Zahlsystem | Rechnende Einheit | Programmierung | Turing komplett |
|---|---|---|---|---|---|
| Zuse Z3 (Deutschland) | Mai 1941 | Binär | Elektromechanisch | Programm-kontrolliert, durch gelocht Filmvorrat | Ja (1998) |
| Atanasoff-Beere Computer (USA) | Sommer 1941 | Binär | Elektronisch | Nicht programmierbar-einzelner Zweck | Nein |
| Koloß (Großbritannien) | Dezember 1943 | Binär | Elektronisch | Programm-kontrolliert durch Fleckenkabel und -schalter | Nein |
| Harvard Markierung I - IBM ASCC (USA) | 1944 | Dezimal | Elektromechanisch | Programm-kontrolliert durch 24 Führung gelochtes Papierklebeband (aber keine bedingte Niederlassung) | Ja (1998) |
| ENIAC (USA) | November 1945 | Dezimal | Elektronisch | Programm-kontrolliert durch Fleckenkabel und -schalter | Ja |
| Manchester kleinräumige experimentelle Maschine (Großbritannien) | Juni 1948 | Binär | Elektronisch | Speicherprogrammiert in Williams Kathodenstrahlröhregedächtnis | Ja |
| Geändertes ENIAC (USA) | September 1948 | Dezimal | Elektronisch | Programm-kontrolliert durch Fleckenkabel und -schalter plus eine ursprüngliche gespeicherte programmierenread-only-einheit mit den Funktion Tabellen als Programm ROM | Ja |
| EDSAC (Großbritannien) | Mai 1949 | Binär | Elektronisch | Speicherprogrammiert im Quecksilber Verzögerungsstrecke Gedächtnis | Ja |
| Manchester Markierung I (Großbritannien) | Oktober 1949 | Binär | Elektronisch | Williams Kathodenstrahlröhregedächtnis und magnetische Trommel Gedächtnis | Ja |
| CSIRAC (Australien) | November 1949 | Binär | Elektronisch | Speicherprogrammiert im Quecksilber Verzögerungsstrecke Gedächtnis | Ja |
Eine Reihenfolge ständig der leistungsfähigeren und flexibleren rechnenden Vorrichtungen wurden in den dreißiger Jahren und in den vierziger Jahren konstruiert und stufenweise addierten die Schlüsseleigenschaften, die in moderne Computer gesehen werden. Der Gebrauch von der Digitalelektronik (groß vorbei erfunden Claude Shannon 1937) und flexiblere Programmierbarkeit waren lebenswichtig wichtige Schritte, aber das Definieren von einem Punkt entlang dieser Straße, wie „der erste digitale elektronische Computer“ schwierig ist (Shannon 1940). Bemerkenswerte Ausführungen schließen ein:
- Konrad Zuse's elektromechanisch „Z bearbeitet“. Z3 (1941) die erste war das Arbeitsmaschine Aufmachung binär Arithmetik, einschließlich Gleitkomma-Arithmetik und ein Maß Programmierbarkeit. In 1998 wurde das Z3 nachgewiesen, zu sein Turing komplett, der erste funktionsfähige Computer der Welt folglich seiend.
- Das nicht programmierbare Atanasoff-Beere Computer (1941) das verwendete, gründete Vakuumschlauch Berechnung, binäre Zahlen und verbesserndes Kondensatorgedächtnis.
- Das Geheimnis Briten Koloßcomputer (1943)[5], das begrenzt, Programmierbarkeit aber gezeigt hatte, daß eine Vorrichtung, die Tausenden Schläuche verwendet, recht zuverlässig sein könnte und elektronisch neu programmierbar. Es wurde für verwendet Brechen Deutsche Kriegcodes.
- Harvard Markierung I (1944), ein großräumiger elektromechanischer Computer mit begrenzter Programmierbarkeit.
- Die US Armee Ballistik-Forschung Labor ENIAC (1946), das verwendete dezimal Arithmetik und wird manchmal den ersten universellen Zweck genannt elektronisch Computer (seit dem Konrad Zuse's Z3 von 1941 verwendete Elektromagneten anstelle von Elektronik). Zuerst jedoch hatte ENIAC eine unbiegsame Architektur, die im Wesentlichen rewiring erforderte, zum seiner Programmierung zu ändern.
Einige Entwickler von ENIAC, seine Fehler erkennend, kamen oben mit einem weit flexibleren und eleganteren Design, das kam, als bekannt speicherprogrammierte Architektur oder von Neumann Architektur. Dieses Design war erstes formal vorbei beschrieben John von Neumann im Papier „Erster Entwurf eines Reports über das EDVAC„, veröffentlicht 1945. Eine Anzahl von den Projekten, zum der Computer zu entwickeln, die auf der speicherprogrammierten Architektur basierten, begann um diese Zeit, die erste von diesen, die innen durchgeführt wurden Großbritannien. Das erste, zum demonstrierte Funktion zu sein war Manchester kleinräumige experimentelle Maschine (SSEM) oder „Baby“. Jedoch EDSAC, ein Jahr nach SSEM, möglicherweise war die erste praktische Implementierung des speicherprogrammierten Designs durchgeführt. Kurz danach, die Maschine ursprünglich beschrieben durch von Neumanns PapierEDVAC- wurde durchgeführt, aber ganztägigen Gebrauch nicht für zusätzlichen zwei Jahre sah.
Fast alle modernen Computer führen irgendeine Form der speicherprogrammierten Architektur ein und bilden es das einzelne Merkmal, durch das das Wort „Computer“ jetzt definiert wird. Durch diesen Standard würden viele frühere Vorrichtungen nicht mehr Computer durch heutige Definition genannt, aber gekennzeichnet normalerweise als so in ihrem historischen Kontext. Während die Technologien, die in den Computern verwendet werden, drastisch seit den ersten elektronischen, universellen Computern der vierziger Jahre geändert haben, verwenden Sie noch von Neumann Architektur. Das Design bildete den Universalcomputer eine praktische Wirklichkeit.
Vakuumschlauch- gegründete Computer waren während der fünfziger Jahre gebräuchlich. Vakuumschläuche wurden groß in den sechziger Jahren vorbei ersetzt Transistor- gegründete Computer. Im Vergleich zu Schläuchen sind Transistoren, schneller, preiswerter kleiner, verwenden weniger Energie, und sind zuverlässiger. In den siebziger Jahren, integrierte Schaltung Technologie und die folgende Kreation von Mikroprozessoren, wie Intel 4004, ein anderes Erzeugung der verringerten Größe und der Kosten und ein anderes Erzeugung der erhöhten Geschwindigkeit und der Zuverlässigkeit verursacht. Bis zum den achtziger Jahren wurden Computer genug klein und preiswert, einfache mechanische Kontrollen in den Haushaltsgeräten wie zu ersetzen Waschmaschinen. Die achtziger Jahre zeugten auch Heimcomputer und das jetzt überall vorhandene PC. Mit der Entwicklung des Internets, PC werden so allgemein wie Fernsehen und Telefon im Haushalt.
Speicherprogrammierte Architektur
Die definierende Eigenschaft der modernen Computer, die sie von allen weiteren Maschinen unterscheidet, ist, daß sie sein können programmiert. Das heißt daß eine Liste von Anweisungen ( Programm) kann zum Computer gegeben werden und er speichert sie und trägt sie heraus irgendwann zukünftig.
In den meisten Fällen sind Maschineninstruktionen einfach: fügen Sie eine Zahl anderen hinzu, verschieben Sie etwas Daten von einer Position auf andere, schicken Sie eine Anzeige zu irgendeiner externer Vorrichtung, zu etc. Diese Anweisungen werden vom Computer gelesen Gedächtnis und werden im Allgemeinen durchgeführt (durchgeführt) im Auftrag wurden sie gegeben. Jedoch, gibt es normalerweise fachkundige Anweisungen, den Computer zu erklären, zu irgendeinem anderem Platz im Programm voran oder rückwärts zu springen und von, dort durchzuführen zu weitermachen. Diese werden „Sprung“ Anweisungen genannt (oder Niederlassungen). Ausserdem können Sprungbefehle gebildet werden, um zu geschehen bedingt damit unterschiedliche Befehlsfolgen abhängig von dem Resultat irgendeiner vorhergehender Berechnung oder irgendeines externen Falls verwendet werden können. Viele Computer stützen direkt sich Subroutinen indem das Zur Verfügung stellen einer Art Sprung, an der die Position sie „sich erinnert“, sprang von und eine andere Anweisung, zur Anweisung zurückzugehen, die diesen Sprungbefehl befolgt.
Ablauf des Programms konnte zum Ablesen eines Buches verglichen werden. Während eine Person normalerweise jedes Wort und Linie in der Folge liest, können sie zurück zu einem früheren Platz im Text manchmal springen oder Abschnitte überspringen, die nicht vom Interesse sind. Ähnlich kann ein Computer manchmal zurück gehen und die Anweisungen in irgendeinem Abschnitt des Programms über und über wiederholen wieder, bis irgendein interner Zustand Met. ist. Dieses wird genannt Fluß der Steuerung innerhalb des Programms und es ist, was den Computer Aufgaben ohne menschliche Intervention wiederholt durchführen läßt.
Verhältnismässig eine Person, die a verwendet Tasche Rechner eine Grundrechenart wie Addieren von zwei Zahlen mit gerade einigen durchführen können Taste Pressen. Aber, Zahlen von 1 1.000 zusammen hinzuzufügen alle würde Tausenden Taste Pressen und eine Menge Zeit-mit naher Sicherheit des Machens eines Fehlers nehmen. Einerseits kann ein Computer programmiert werden, um dies mit gerade einigen einfachen Anweisungen zu tun. Z.B.:
Bewegungen #0, Summe ; stellen Sie Summe auf 0 Bewegung ein #1, numerisch ; Satz numerisch zu 1 Schleife: fügen Sie hinzu numerisch, Summe ; fügen Sie numerisches Summe hinzufügen hinzu #1, numerisch ; fügen Sie 1 numerischem cmp hinzu numerisch, #1000; vergleichen Sie numerisches mit ble 1000 Schleife ; wenn numerisches <= 1000, zurück zu „Schleife“ Halt gehen ; Programmende. stoppen Sie Betrieb
Erklärte einmal, dieses Programm laufen zu lassen, der Computer durchführt die sich wiederholende Hinzufügung Aufgabe ohne weitere menschliche Intervention. Es macht fast nie einen Fehler und ein moderner PC kann die Aufgabe in einer ungefähr millionstel einer Sekunde durchführen.[6]
Jedoch können Computer nicht für selbst in der Richtung „denken“, daß sie nur Probleme genau in der Weise lösen, die sie zu programmiert werden. Ein intelligenter Mensch, der mit der oben genannten Hinzufügung Aufgabe gegenübergestellt wurde, konnte bald feststellen, daß, anstatt, alle Zahlen wirklich zusammenzuzählen, kann man die Gleichung einfach verwenden
und kommen Sie zu der korrekten Antwort (500.500) mit wenig Arbeit.[7] Das heißt, würde ein Computer, der programmiert wurde, um die Zahlen wie im Beispiel oben oben eins nach dem anderen hinzuzufügen, genau den ohne Rücksicht auf Leistungsfähigkeit oder Ausweichlösungen tun.
Programme
Praktisch gesehen a Computerprogramm konnte von Anweisungen Dutzend zu vielen Millionen Anweisungen für etwas wie a überall einschließen Textverarbeitungsgerät oder a web browser. Ein typischer moderner Computer kann Milliarden Anweisungen jede Sekunde durchführen und einen Fehler über Jahren des Betriebes fast nie machen.
Großrechnerprogramme können Mannschaften von nehmen Computerprogrammierer die Jahre zum zu schreiben und die Wahrscheinlichkeit des gesamten Programms, das vollständig in die Weise beabsichtigt wird geschrieben wird, ist unwahrscheinlich. Störungen in den Computerprogrammen werden benannt Wanzen. Manchmal sind Wanzen gutartig und beeinflussen nicht die Verwendungsfähigkeit des Programms, in anderen Fällen, die sie das Programm veranlassen konnten, vollständig zu verlassen (Abbruch), in dennoch können andere Fälle dort subtile Probleme sein. Manchmal anders gutartige Wanzen können für böswillige Absicht benutzt werden und a verursachen Sicherheit Großtat. Wanzen sind normalerweise nicht die Störung des Computers. Da Computer bloß die Anweisungen durchführen, die sie gegeben werden, sind Wanzen fast immer das Resultat der Programmiererstörung oder eine Aufsicht, die im Design des Programms gebildet wird.[8]
In den meisten Computern werden einzelne Anweisungen wie gespeichert Maschine Code with each instruction being given a unique number (its operation code or opcode für Kurzschluß). Der Befehl, zwei Zahlen zu addieren würde ein zusammen opcode, der Befehl, sie zu multiplizieren würde haben ein anderes opcode und so weiter haben. Die einfachsten Computer sind in der Lage, irgendwelche einer Handvoll unterschiedlicher Anweisungen durchzuführen; die komplizierteren Computer haben mehreree hundert, zum von-jedes mit einem einzigartigen numerischen Code zu wählen. Da der Computerspeicher in der Lage ist, Zahlen zu speichern, kann er die Anweisung Codes auch speichern. Dieses führt zu die wichtige Tatsache, daß gesamte Programme (die gerechte Befehlslisten sind), als Listen von Zahlen und von Dose selbst dargestellt werden können werden manipuliert innerhalb des Computers, gerade als ob sie numerische Daten waren. Das grundlegende Konzept der Speicherung von Programmen im Computerspeicher neben den Daten, die sie ist laufen lassen an, der springende Punkt des von Neumann oder speicherprogrammiertes, Architektur. In einigen Fällen konnte ein Computer einiges oder all sein Programm im Speicher speichern, der getrennt von den Daten gehalten wird, die, er an laufen läßt. Dieses wird genannt Harvard Architektur nach Harvard Markierung I Computer. Modern von Neumann Computer zeigen einige Merkmale der Harvard Architektur in ihren Designs, wie innen an CPU Pufferspeicher.
Während es möglich ist, Computerprogramme als lange Listen von Zahlen zu schreiben (Maschinensprache) und diese Technik wurde mit vielen frühen Computern verwendet,[9] so in der Praxis zu tun ist extrem langwierig, besonders für schwierige Programme. Stattdessen kann jede grundlegende Anweisung einen kurzen Namen gegeben werden, der hinweisend von seiner Funktion und einfach sich zu erinnern-ein ist Gedächtnislehre wie FÜGEN Sie hinzu, SUB, MULT oder SPRUNG. Diese Gedächtnislehre bekannt zusammen als Computers Assemblersprache. Die umwandelnden Programme, die in Assemblersprache in etwas der Computer geschrieben werden, können wirklich verstehen daß (Maschinensprache) wird normalerweise durch ein Computerprogramm getan, das einen Versammlungsteilnehmer genannt wird. Maschinensprachen und die Assemblersprachen, die sie darstellen (zusammen benannt niedrige Programmiersprachen) neigen Sie, zu einer bestimmten Art Computer einzigartig zu sein. Zum Beispiel ARM-Architektur Computer (wie kann in a gefunden werden PDA oder a Handvideospiel) kann nicht die Maschinensprache von verstehen Intel Pentium oder AMD Athlon 64 Computer, der in a sein konnte PC.[10]
Zwar beträchtlich einfacher als in der Maschinensprache, lange Programme in Assemblersprache ist zu schreiben häufig schwierig und fehleranfällig. Folglich werden die meisten schwierigen Programme in abstrakteres geschrieben höhere Programmierensprachen das sind in der Lage, die Notwendigkeiten von auszudrücken Computerprogrammierer bequemer (und helfen Sie dadurch, Programmiererstörung zu verringern). Höhere Programmiersprachen werden normalerweise in die Maschinensprache (oder manchmal in Assemblersprache und dann in Maschinensprache) ein anderes Computerprogramm verwendend „kompiliert“, das a genannt wird Compiler.[11] Da höhere Programmiersprachen abstrakter als Assemblersprache sind, ist es möglich, unterschiedliche Compiler zu benutzen, um das gleiche Programm der höheren Programmiersprache in die Maschinensprache vieler unterschiedlicher Arten Computer zu übersetzen. Dieses ist ein Teil der Mittel, durch die Software wie videospiele vorhanden für unterschiedliche Computerarchitektur wie PC und verschieden gebildet werden kann videospielkonsolen.
Die Aufgabe sich Entwickelns groß Software Systeme ist eine unermeßliche intellektuelle Bemühung. Software mit einer annehmbar hohen Zuverlässigkeit auf einem vorhersagbaren Zeitplan und einem Etat zu produzieren hat historisch bewiesen, eine große Herausforderung zu sein; die akademische und professionelle Disziplin von Softwaretechnik Konzentrate spezifisch auf diesem Problem.
Beispiel
Nehmen Sie an, daß ein Computer zu Antrieb a eingesetzt wird Ampel. Ein einfaches speicherprogrammiertes Machtsagen:
- Stellen Sie alle Lichter ab
- Schalten Sie das rote Licht ein
- Wartezeit für sechzig Sekunden
- Stellen Sie das rote Licht ab
- Schalten Sie das grüne Licht ein
- Wartezeit für sechzig Sekunden
- Stellen Sie das grüne Licht ab
- Schalten Sie das gelbe Licht ein
- Wartezeit für zwei Sekunden
- Stellen Sie das gelbe Licht ab
- Springen Sie zur Anweisung Nr. (2)
Mit diesem Satz Anweisungen, würde der Computer das Licht fortwährend durch Rotes, Grünes einen Kreislauf durchmachen, Gelbes und zurück zu Rot wieder, bis erklärt das, Programm laufen zu lassen zu stoppen.
Jedoch nehmen Sie an, daß es ein einfaches AN/AUS gibt Schalter angeschlossen worden an den Computer, der benutzt werden soll, um das helle grelle Rot zu bilden, während irgendein Wartung Betrieb durchgeführt wird. Das Programm konnte den Computer dann anweisen:
- Stellen Sie alle Lichter ab
- Schalten Sie das rote Licht ein
- Wartezeit für sechzig Sekunden
- Stellen Sie das rote Licht ab
- Schalten Sie das grüne Licht ein
- Wartezeit für sechzig Sekunden
- Stellen Sie das grüne Licht ab
- Schalten Sie das gelbe Licht ein
- Wartezeit für zwei Sekunden
- Stellen Sie das gelbe Licht ab
- Wenn der Wartung Schalter NICHT dann eingeschalten wird, springen Sie zur Anweisung Nr. 2
- Schalten Sie das rote Licht ein
- Wartezeit für eine Sekunde
- Stellen Sie das rote Licht ab
- Wartezeit für eine Sekunde
- Springen Sie zur Anweisung Nr. 11
In dieser Weise läßt der Computer entweder die Anweisungen von Nr. (2) bis (11) über und über oder seinen Betrieb die Anweisungen von (11) unten bis (16) über und über, abhängig von der Position des Schalters laufen.[12]
Wie Computer arbeiten
Ein universeller Computer hat vier Hauptabschnitte: Rechenwerk (ALU), Steuereinheit, Gedächtnisund die Eingang und Ausgabemechanismen (zusammen benannt Input/Output). Diese Teile werden vorbei zusammengeschalten Busse, häufig gebildet von den Gruppen von Leitungen.
Die Steuereinheit, die ALU, die Register und das grundlegende Input/Output (und häufig andere Kleinteile nah verbunden mit diesen) bekannt zusammen als a Zentraleinheit (CPU). Frühe CPUs bestanden aus vielen unterschiedlichen Bestandteilen, aber seit Mitte der 70-iger Jahre sind die CPUs gewöhnlich auf einem einzelnem konstruiert worden integrierte Schaltung benannte a Mikroprozessor.
Steuereinheit
Die Steuereinheit (häufig genannt ein Steuersystem oder eine Zentraleinheit) verweist die verschiedenen Bestandteile eines Computers. Es liest und deutet (decodiert), Anweisungen im Programm eins nach dem anderen. Das Steuersystem decodiert jede Anweisung und macht sie zu eine Reihe Steuersignale, die die anderen Teile des Computers laufen lassen.[13] Steuersysteme in vorgerückten Computern können den Auftrag von etwas Anweisungen ändern, um Leistung zu verbessern.
Ein Schlüsselbestandteil, der für alle CPUs allgemein ist, ist Programmkostenzähler, eine spezielle Speicherzelle (a Register) dieses hält Schiene, von der Position im Gedächtnis die folgende Anweisung gelesen werden soll von.[14]
Die Funktion des Steuersystems ist- als Folgenanmerkung, daß dieses eine vereinfachte Beschreibung ist, und einige dieser Schritte können einem anderen Auftrag abhängig von der Art von CPU gleichzeitig oder in durchgeführt werden:
- Lesen Sie den Code für die folgende Anweisung von der Zelle, die durch den Programmkostenzähler angezeigt wird.
- Decodieren Sie den numerischen Code für die Anweisung in einsetzen Befehle oder Signale für jedes der anderen Systeme.
- Erhöhen Sie den Programmkostenzähler, so, das er auf die folgende Anweisung zeigt.
- Lesen Sie, was Daten die Anweisung von den Zellen im Gedächtnis erfordert (oder möglicherweise von einem Eingabegerät). Die Position dieser erforderlichen Daten wird gewöhnlich innerhalb des Anweisung Codes gespeichert.
- Stellen Sie die notwendigen Daten zu einem ALU zur Verfügung oder registrieren Sie.
- Wenn die Anweisung ein ALU oder fachkundigen Kleinteile erfordert durchzuführen, weisen Sie die Kleinteile an, um den erbetenen Betrieb durchzuführen.
- Schreiben Sie das Resultat vom ALU zurück zu einer Gedächtnisposition oder zu einem Register oder möglicherweise zu einem Ausgabemechanismus.
- Springen Sie zurück zu Schritt (1).
Da der Programmkostenzähler (begrifflich) gerade ein anderer Satz Speicherzellen ist, kann er durch die Berechnungen geändert werden, die im ALU erfolgt sind. Das Hinzufügen 100 dem Programmkostenzähler würde die folgende Anweisung verursachen, von den Positionen eines Platzes 100 weiter hinunter das Programm gelesen zu werden. Anweisungen, die den Programmkostenzähler ändern, bekannt häufig wie „springt“ und zuläßt Schleifen (Anweisungen, die durch den Computer wiederholt werden) und häufig bedingte Anweisung Durchführung (beide Beispiele von steuern Sie Fluß).
Es ist wahrnehmbar, daß die Reihenfolge der Betriebe, denen die Steuereinheit durchmacht, eine Anweisung zu verarbeiten, in sich wie einem kurzen Computerprogramm ist - und in der Tat, in mehr komplizierter CPU entwirft, dort ist ein anderes dennoch der Kleincomputer, der a genannt wird microsequencer dieses läßt a laufen Mikrobefehl programmieren Sie, das alle diese Fälle veranlaßt zu geschehen.
Arithmetik-/Logikmaßeinheit (ALU)
Das ALU ist zum Durchführen von zwei Kategorien Betriebe fähig: Arithmetik und Logik.
Der Satz der arithmetischen Betriebe, die ein bestimmte ALU Unterstützungen auf das Hinzufügen und das Subtrahieren begrenzt werden können, oder konnte das Multiplizieren oder das Teilen einschließen, Trigonometrie Funktionen (Sinus, Kosinus, usw.) und Quadratwurzeln. Einige können vollständige Zahlen nur an laufen lassen (Ganzzahlen) während andere verwenden Gleitkomma darstellen reale Zahlen- obwohl mit begrenzter Präzision. Jedoch kann jeder möglicher Computer, der zum Durchführen gerade der einfachsten Betriebe fähig ist, programmiert werden, um hinunter die komplizierteren Betriebe in einfache Schritte zu brechen, die es durchführen kann. Folglich kann jeder möglicher Computer programmiert werden, um irgendeine Arithmetik durchzuführen, Betrieb-obgleich es mehr Zeit dauert, so zu tun, wenn sein ALU nicht direkt den Betrieb stützt. Ein ALU kann Zahlen auch vergleichen und zurückgehen Boolesche Wahrheit Werte gleich ist (zutreffend oder falsch) abhängig von, ob man, grösser als oder kleiner als dem anderen („ist 64 grösser als 65? “).
Logikbetriebe beziehen mit ein Boolesche Logik: UND, ODER, XOR und NICHT. Diese können nützlich sein beide für das Verursachen erschwert bedingte Aussagen und Verarbeitung Boolesche Logik.
Superscalar Computer enthalten mehrfaches ALUs, damit sie einige Anweisungen gleichzeitig verarbeiten können. Graphikprozessoren und Computer mit SIMD und MIMD Eigenschaften liefern häufig ALUs, das Arithmetik an durchführen kann Vektoren und Matrizen.
Gedächtnis
Ein Computerspeicher kann als Liste der Zellen angesehen werden, in die Zahlen gesetzt werden oder lesen können. Jede Zelle hat eine numerierte „Adresse“ und kann ein Einfachzahl speichern. Der Computer kann angewiesen werden „setzte die Nr. 123 in die numerierte Zelle 1357“, oder „addieren Sie die Zahl, die in Zelle 1357 zur Zahl ist, die in Zelle 2468 ist und die Antwort in Zelle 1595 setzt“. Die Informationen, die im Speicher gespeichert werden, können praktisch alles darstellen. Buchstaben, Zahlen, sogar Maschineninstruktionen können in Gedächtnis genauso leicht gesetzt werden. Da die CPU nicht zwischen unterschiedlichen Arten der Informationen unterscheidet, ist sie bis zur Software, zum zu geben von Bedeutung zu, was das Gedächtnis als nichts sieht, aber eine Reihe Zahlen.
In fast allen modernen Computern wird jede Speicherzelle bis zum Speicher eingestellt binäre Zahlen in den Achtergruppen Spitzen (benannt a Byte). Jedes Byte ist in der Lage, 256 unterschiedliche Zahlen darzustellen; entweder von 0 bis 255 oder -128 bis +127. Um größere Zahlen zu speichern, können einige nachfolgende Bytes verwendet werden (gewöhnlich, zwei, vier oder acht). Wenn negative Zahlen angefordert werden, werden sie normalerweise innen gespeichert Ergänzung zwei Darstellung. Andere Vorbereitungen sind möglich, aber werden normalerweise draußen nicht von fachkundigen Anwendungen oder von den historischen Kontexten gesehen. Ein Computer kann irgendeine Art Informationen im Speicher speichern, solange er in der numerischen Form irgendwie dargestellt werden kann. Moderne Computer haben Milliarden oder sogar Trillionen von Bytes des Gedächtnisses.
Die CPU enthält einen speziellen Satz benannte Speicherzellen Register das kann zu viel schnell als der Hauptspeicherbereich gelesen werden und geschrieben werden. Es gibt gewöhnlich zwischen zwei und hundert Registern abhängig von der Art von CPU. Register werden für die sehr häufig benötigten Datenelemente benutzt, um zu vermeiden Hauptspeicher zugänglich machen zu müssen, jedesmal wenn Daten erforderlich sind. Da Daten ständig an bearbeitet werden, erhöht das Verringern der Notwendigkeit, Hauptspeicher (den zugänglich zu machen häufig verglichen mit dem ALU und den Steuereinheiten langsames ist), groß die Geschwindigkeit des Computers.
Hauptspeicher des Computers kommt in zwei Hauptvielzahl: RAM oder RAM und Read-only-Speicher oder ROM. RAM kann zu gelesen werden und geschrieben werden, immer wenn die CPU es befiehlt, aber ROM mit Daten und Software vorbelastet wird, die nie ändert, also kann die CPU von ihr nur lesen. ROM wird gewöhnlich benutzt, um die Ausgangsstart-upanweisungen des Computers zu speichern. Im allgemeinen wird der Inhalt von RAM gelöscht, wenn der Strom zum Computer abgestellt wird, während ROM seine Daten unbestimmt behält. In einem PC enthält das ROM ein fachkundiges Programm genannt BIOS das instrumentiert das Laden des Computers Betriebssystem vom Festplattenlaufwerk in RAM, wann immer der Computer oder Zurückstellen eingeschalten wird. In eingebettete Computer, die häufig nicht Laufwerke haben, alle Software, die, um erfordert wird, die Aufgabe durchzuführen in ROM gespeichert werden kann. Software, die in ROM gespeichert wird, wird häufig benannt Mikroprogrammaufstellung weil es notionally eher wie Kleinteile als Software ist. Grelles Gedächtnis verwischt die Unterscheidung zwischen ROM und RAM indem das Behalten von Daten, wenn Sie aber abgestellt werden, Sein rewritable wie RAM. Jedoch ist grelles Gedächtnis gewöhnlich viel langsamer als herkömmliches ROM und RAM, also wird sein Gebrauch auf Anwendungen eingeschränkt, in denen hohe Geschwindigkeiten nicht angefordert werden.[15]
In den hoch entwickelteren Computern kann es eines oder mehrer geben RAM Cachespeicher welche langsamer als Register aber sind, schneller als Hauptspeicher. Im Allgemeinen sind Computer mit dieser Art des Pufferspeichers entworfen, um häufig benötigte Daten in den Pufferspeicher automatisch, häufig ohne die Notwendigkeit an jeder möglicher Intervention auf dem Fach des Programmierers zu verschieben.
Input/Output (Input/Output)
Input/Output ist die Mittel, durch die ein Computer Informationen von der äußeren Welt erhält und Resultate zurückschickt. Vorrichtungen, die Eingang oder Ausgang zum Computer zur Verfügung stellen, werden benannt Peripherie. Auf einem typischem PC, schließen Peripherie Eingabegeräte wie die Tastatur ein und Mausund Ausgabemechanismen wie Anzeige und Drucker. Festplattenlaufwerke, Diskettenlaufwerk und optische Scheibe Antriebe Serve als eingegebene und Ausgabemechanismen. Computernetzwerkanschluß ist eine andere Form von Input/Output.
Häufig sind Ein-e/Ausgabegerät komplizierte Computer in ihrem eigenen Recht mit ihrer eigenen CPU und Gedächtnis. A Graphikverarbeitung Maßeinheit konnten fünfzig oder enthalten kleinere Computer, die die Berechnungen durchführen, die notwendig sind anzuzeigen Graphiken 3D[Zitieren benötigt]. Modern Tischrechner enthalten Sie viele Kleincomputer, die die Haupt-CPU unterstützen, wenn sie Input/Output durchführen.
Multitasking
Während ein Computer als Laufen lassen von einem gigantischen Programm angesehen werden kann, das in seinem Hauptspeicher gespeichert wird, in einigen Systemen ist es notwendig, das Aussehen von einige Programme gleichzeitig laufen lassen zu geben. Dieses wird erzielt indem man den Computerschalter schnell zwischen jedes Programm der Reihe nach laufen lassen hat. Ein bedeutet durch, welches dieses ist mit einem speziellen Signal genannt getan wird Unterbrechung welches den Computer regelmäßig veranlassen kann Anweisungen, durchzuführen zu stoppen, in denen es war und noch etwas anstatt zu tun. Indem er sich erinnert, an wo er vor der Unterbrechung durchführte, kann der Computer zu dieser Aufgabe später zurückgehen. Wenn einige Programme „gleichzeitig“ laufen, dann konnte der Unterbrechung Generator mehreree hundert Unterbrechungen pro die Sekunde verursachen und einen Programmschalter jedesmal verursachen. Da moderne Computer gewöhnlich Anweisungen einige Aufträge Größe schneller der als menschlichen Vorstellung durchführen, kann es scheinen, daß viele Programme gleichzeitig laufen, obwohl nur man überhaupt in jedem möglichem gegebenen Augenblick durchführt. Diese Methode des Multitaskings wird manchmal „Time-Sharing“ benannt, da jedem Programm eine „Scheibe“ der Zeit der Reihe nach zugeteilt wird.
Vor der ära der preiswerten Computer, war der Grundregelgebrauch für Multitasking, vielen Leuten zu erlauben, den gleichen Computer zu teilen.
Scheinbar würde Multitasking einen Computer, der zwischen einige Programme zum Durchlauf langsam schält - direkt proportional zur Zahl Programmen verursachen, die sie laufen läßt. Jedoch geben die meisten Programme viel ihrer Wartelangsamen Vorrichtungen Input/Output der Zeit aus, um ihre Aufgaben durchzuführen. Wenn ein Programm wartet, daß der Benutzer an die Maus oder einen Schlüssel auf der Tastatur zu betätigen klickt, dann nimmt es nicht eine „Zeitscheibe“ bis den Fall, den sie ist aufgetreten wartet. Dieses gibt oben Zeit für andere Programme frei durchzuführen, damit viele Programme ohne nicht annehmbaren Geschwindigkeit Verlust gleichzeitig laufen gelassen werden können.
Simultanverarbeitung
Einige Computer können ihre Arbeit zwischen einen oder mehrer unterschiedlichen CPUs teilen und eine Simultanverarbeitung Konfiguration verursachen. Traditionsgemäß wurde diese Technik nur in den großen und leistungsfähigen Computern wie verwendet Supercomputer, Zentralrechner und Bediener. Jedoch Mehrprozessorsystem und Mehrader (mehrfache CPUs auf einer einzelnen integrierten Schaltung) sind persönliche und Laptop-Computer weit vorhanden geworden und anfangen zu sehen, daß erhöhter Verbrauch im Niedrigende infolgedessen vermarktet.
Supercomputer insbesondere haben häufig in hohem Grade einzigartige Architektur, die sich erheblich von der grundlegenden speicherprogrammierten Architektur und von den universellen Computern unterscheiden.[16] Sie kennzeichnen häufig Tausenden CPUs, schält kundengebundenes Schnell und fachkundige rechnende Kleinteile zusammen. Solche Designs neigen, nur für die fachkundigen Aufgaben nützlich zu sein wegen der großen Skala der Programmorganisation erfordert, um die meisten vorhandenen Betriebsmitteln erfolgreich sofort zu verwenden. Supercomputer sehen normalerweise Verbrauch in großräumigem Simulation, Graphikübertragungund Cryptography Anwendungen, sowie mit anderem sogenanntem „embarrassingly ähnlichkeit„Aufgaben.
Netzwerkanschluß und das Internet
Computer sind benutzt worden, um Informationen zwischen mehrfachen Positionen seit den fünfziger Jahren zu koordinieren. Die US Militärs SALBEI System war das erste großräumige Beispiel solch eines Systems, dem zu eine Anzahl von für einen speziellen Zweck kommerziellen Systemen wie führte SABRE.
In den siebziger Jahren fingen Computertechniker an den Forschung Anstalten in den Vereinigten Staaten an, ihre Computer zu verbinden, welche zusammen ist die Nachrichtentechniktechnologie verwenden. Diese Bemühung wurde von ARPA finanziert (jetzt DARPA) und Computernetz daß es produzierte, wurde benannt ARPANET. Die Technologien, die den ARPANet mögliche Verbreitung bildeten und entwickelten. In der Zeit wurde die Netzverbreitung über den akademischen und militärischen Anstalten hinaus und als bekannt Internet. Das Hervortreten des Netzwerkanschlußes bezog eine Neudefinition der Natur und der Grenzen des Computers mit ein. Betriebssysteme und Anwendungen des Computers wurden geändert, um die Fähigkeit einzuschließen zu definieren und die Betriebsmittel anderer Computer im Netz, wie Peripheriegeräten zugänglich zu machen, speicherte Informationen und dergleichen, als Verlängerungen der Betriebsmittel eines einzelnen Computers. Zuerst war dieser Service vorhanden hauptsächlich, das Arbeiten in den High-Tech Klimas, aber in den neunziger Jahren Völker die Verbreitung von Anwendungen wie E-mail und World Wide Web, kombiniert mit der Entwicklung der preiswerten, schnellen Netzwerkanschlußtechnologien mögen Sie Ethernet und ADSL Sägecomputernetzwerkanschluß werden fast überall vorhanden. Tatsächlich wächst die Zahl Computern, die vernetzt sind, phänomenal. Ein sehr großer Anteil PC schließen Sie regelmäßig an an Internet Informationen mitteilen und erhalten. „Drahtloser“ Netzwerkanschluß, häufig verwendend bewegliches Telefon Netze, hat bedeutet, daß Netzwerkanschluß sogar in den beweglichen rechnenden Klimas in zunehmendem Maße überall vorhanden wird.
Weitere Themen
Kleinteile
Die Bezeichnung Kleinteile umfaßt alle jene Teile eines Computers, die fühlbare Gegenstände sind. Stromkreise, Anzeigen, Spg.Versorgungsteile, Kabel, Tastaturen, Drucker und Mäuse sind alle Kleinteile.
| Peripheriegerät (Input/Output) | Eingang | Maus, Tastatur, Steuerknüppel, Bildscanner |
| Ausgang | Monitor, Drucker | |
| Beide | Diskettenlaufwerk, Festplatte, Optische Scheibe fahren Sie, Fernschreiber | |
| Computerbusse | Kurzstrecken | RS-232, SCSI, PCI, USB |
| Lange Strecke (Computernetzwerkanschluß) | Ethernet, ATM, FDDI |
Software
Software bezieht sich auf Teile des Computers, die nicht eine materielle Form, wie Programme, Daten, Protokolle, etc. haben. Wenn Software in den Kleinteilen gespeichert wird, die nicht leicht geändert werden können (wie BIOS ROM in IBM PC kompatibel), wird es manchmal „die Mikroprogrammaufstellung genannt,“, zum anzuzeigen, daß es in einen unsicheren Bereich irgendwo zwischen Kleinteile und Software fällt.
Programmiersprachen
Programmiersprachen stellen verschiedene Weisen des Spezifizierens der Programme für Computer zum Durchlauf zur Verfügung. Verschieden natürliche Sprachen, sind Programmiersprachen, um keine Mehrdeutigkeit zu ermöglichen entworfen und kurz zu sein. Sie sind lediglich schriftliche Sprachen und sind häufig schwierig, laut zu lesen. Sie sind im Allgemeinen irgendein übersetzt in Maschinensprache durch a Compiler oder Versammlungsteilnehmer bevor direkt an der Laufzeit durch gelaufen werden oder übersetzt werden Interpret. Manchmal werden Programme durch eine hybride Methode der zwei Techniken durchgeführt. Es gibt Tausenden von unterschiedlichem programmierensprache-einigem gesollt universell sein, andere, die nur für hoch spezialisierte Anwendungen nützlich sind.
| Listen von Programmiersprachen | Timeline von Programmiersprachen, Kategorische Liste von Programmiersprachen, Generations-Aliste von Programmiersprachen, Alphabetische Liste von Programmiersprachen, Nicht-Englisch-gegründete Programmiersprachen |
| Allgemein verwendet Assemblersprachen | ARM, MIPSS, x86 |
| Allgemein verwendet Höhere Programmiersprachen | BASIC, C, C++, C#, COBOL, Fortran, Java, LISP, Pascal |
| Allgemein verwendet Scripting Sprachen | Bourne Index, Javascript, Pythonschlange, Rubin, PHP, Perl |
Berufe und Organisationen
Da der Gebrauch der Computer während der Gesellschaft verbreitet hat, gibt es eine zunehmende Anzahl von den Karrieren, die Computer mit einbeziehen. Nach dem Thema der Kleinteile, der Software und der Mikroprogrammaufstellung, bekannt die Gehirne der Leute, die in der Industrie arbeiten, manchmal irreverently als wetware oder „meatware“.
| Kleinteil-in Verbindung stehend | Elektrotechnik, Elektroniktechnik, Computertechnik, Fernmeldetechnik, Optische Technik, Nanoscale Technik |
| Software-in Verbindung stehend | Informatik, Menschlich-Computer Interaktion, Informationstechnologie, Softwaretechnik, Wissenschaftliches Rechnen, Netzdesign, Desktop-Publishing |
Die Notwendigkeit an den Computern zu arbeiten quellen zusammen hervor und tauschen Informationen hat gelaicht die Notwendigkeit an vielen Standardorganisationen, -vereinen und -gesellschaften einer formalen und formlosen Natur aus.
| Standardgruppen | ANSI, Iec, IEEE, IETF, ISO, W3C |
| Professionelle Gesellschaften | ACM, ACM Interessengruppen, IET, IFIP |
| Frei/Öffnen Sie Quelle Software-Gruppen | Freie Software-Grundlage, Mozilla Grundlage, Apache Software-Grundlage |
Sehen Sie auch
- Computability Theorie
- Informatik
- Rechnen
- Computer in der Erfindung
- Computersicherheit und Computerunsicherheit
- Elektronische Vergeudung
- Liste der Computerbezeichnung Etymologien
- Virtualisierung
Anmerkungen
- ^ 1946, ENIAC verbrauchte ein geschätztes 174 Kilowatt. Durch Vergleich typisches PC kann herum 400 W verwenden; über vierhundertmal weniger. (Kempf 1961)
- ^ Frühe Computer wie Koloß und ENIAC waren in der Lage, zwischen 5 und 100 Betrieben pro Sekunde zu verarbeiten. Ein moderner „Gebrauchsgut“ Mikroprozessor (ab 2007) kann Milliarden Betriebe pro Sekunde, und viele dieser Betriebe verarbeiten sind schwieriger und nützlich als früh Computerbetriebe.
- ^ Reiher von Alexandria. An zurückgeholt 2008-01-15.
- ^ Die analytische Maschine sollte nicht mit Babbages verwirrt werden Differenzmaschine welches ein nicht programmierbarer mechanischer Rechner war.
- ^ B. Jack Copeland, E-D., Koloß: Die Geheimnisse der Computer Codebreaking des Bletchley Parks, Oxford Universitätspresse, 2006
- ^ Dieses Programm wurde ähnlich zu denen für geschrieben PDP-11 Minicomputer und Erscheinen einige typische Sachen, die ein Computer tun kann. Aller Text nach den Semicolons sind Anmerkungen zugunsten der menschlichen Leser. Diese haben keine Bedeutung zum Computer und werden ignoriert. (Digital Equipment Corporation 1972)
- ^ Versuche werden häufig, Programme zu verursachen gebildet, die diese grundlegende Beschränkung der Computer überwinden können. Software, die das Lernen nachahmt und Anpassung ist ein Teil von künstliche Intelligenz.
- ^ Es ist nicht allgemeinhin zutreffend, daß Wanzen an der Programmiereraufsicht nur liegen. Computerhardware kann ausfallen oder kann selbst ein grundlegendes Problem haben, das unerwartete Resultate in bestimmten Situationen produziert. Zum Beispiel Wanze des Pentiums FDIV verursachte einiges Intel Mikroprozessoren in den frühen neunziger Jahren, zum der ungenauen Resultate für sicheres zu produzieren Gleitkomma Abteilung Betriebe. Dieses wurde durch einen Fehler im Mikroprozessordesign verursacht und ergeben einen teilweisen Rückruf der betroffenen Vorrichtungen.
- ^ Sogar wurden einige neuere Computer allgemein direkt im Maschine Code programmiert. Einige Minicomputer wie Dez PDP-8 konnte direkt von einer Verkleidung der Schalter programmiert werden. Jedoch wurde diese Methode normalerweise nur als Teil verwendet Laden des Betriebssystems Prozeß. Die meisten modernen Computer laden völlig automatisch auf, indem sie ein Aufladung Programm von einigem lesen Permanentspeicher.
- ^ Jedoch gibt es manchmal irgendeine Form der Maschinensprachekompatibilität zwischen unterschiedlichen Computern. x86-64 kompatibler Mikroprozessor mögen AMD Athlon 64 ist, die meisten gleichen Programmen laufen zu lassen, die Intel Kern 2 Mikroprozessordose, sowie die Programme, die für frühere Mikroprozessoren entworfen sind, mögen Intel Pentiums und Intel 80486. Dieses kontrastiert zu den sehr frühen kommerziellen Computern, die häufig ein-von-ein-freundlich und mit anderen Computern total inkompatibel waren.
- ^ Höhere Programmiersprachen sind auch häufig gedeutet anstatt kompiliert. Gedeutete Sprachen werden in Maschine Code schnell durch ein anderes Programm genannt übersetzt Interpret.
- ^ Obgleich dieses ein einfaches Programm ist, enthält es a Software-Wanze. Wenn das Verkehrszeichen Rot zeigt, wenn jemand den „grellen roten“ Schalter schält, cht es durch Grün noch einmal einen Kreislauf durchma, bevor es beginnt, rot zu blitzen, wie angewiesen. Diese Wanze ist ziemlich einfach, zu regeln, indem man das Programm ändert, um den Schalter während jeder „Wartezeit“ wiederholt zu prüfen, Periode-aber Schreiben große Programme, die keine Wanzen haben, ist außerordentlich schwierig.
- ^ Die Richtlinie der Steuereinheit, wenn sie Anweisungen deutete, hat ein wenig in die Vergangenheit geschwankt. Während die Steuereinheit für Anweisung Deutung in den meisten modernen Computern allein verantwortlich ist, ist dieses nicht immer der Fall. Viele Computer schließen etwas Anweisungen ein, die durch das Steuersystem nur teilweise gedeutet werden und durch eine andere Vorrichtung teilweise gedeutet werden können. Dieses ist besonders der Fall mit fachkundigen rechnenden Kleinteilen, die teilweise selbständig sein können. Z.B., EDVAC, benutzte der erste moderne speicherprogrammierte entworfen zu werden Computer, ein Zentralsteuerwerk, das nur vier Anweisungen deutete. Alle Arithmetik-in Verbindung stehenden Anweisungen wurden an seine arithmetische Maßeinheit und weiteres weitergeleitet, die dort decodiert wurden.
- ^ Anweisungen besetzen häufig mehr als eine Speicheradresse, also nimmt die Programmkostenzähler normalerweise um die Zahl den Gedächtnispositionen zu, die erfordert werden, um eine Anweisung zu speichern.
- ^ Grellem Gedächtnis kann auch nur neu geschrieben werden eine begrenzte Anzahl von Zeiten, bevor man heraus trägt und es weniger nützlich für schweren gelegentlicher Zugang Verbrauch bildet. (Verma 1988)
- ^ Jedoch ist es auch sehr das Common, zum der Supercomputer aus vielen Stücken preiswerten Gebrauchsgutkleinteilen heraus zu konstruieren; normalerweise einzelne Computer schlossen durch Netze an. Diese sogenannt Computerblöcke Dose stellen häufig Supercomputerleistung an viel niedrigeren Kosten als kundengebundene Designs zur Verfügung. Wenn kundenspezifisch, wird Architektur noch für die meisten leistungsfähigsten Supercomputern verwendet, hat es eine starke Verbreitung der Blockcomputer in den letzten Jahren gegeben. (TOP500 2006)
- ^ Hauptsächlichstes 64-bit Befehlsatzarchitektur sind Verlängerungen der früheren Designs. Alle Architektur verzeichnete in dieser Tabelle bestand in 32 Bitformen, bevor ihre 64-bitinkarnationen eingeführt wurden.
Hinweise
- a Kempf, Karl (1961). "Historische Monographie: Elektronische Computer innerhalb des Artillerie-Korps". . Aberdeen, das Boden prüft (Vereinigte Staaten Armee)
- a Kreuzkopf, Tony (2000). Die Antikythera Einheit I. Amerikanische mathematische Gesellschaft. An zurückgeholt 2006-04-05.
- a Shannon, Claude Elwood (1940). "Eine symbolische Analyse der Relais- und Schaltungsstromkreise". . Massachusetts Institute of Technology
- a Digital Equipment Corporation (1972). Handbuch des Prozessor-PDP-11/40 (Pdf), Maynard, MA: Digital Equipment Corporation.
- a Verma, G.; Mielke, N. (1988). "Zuverlässigkeit Leistung von ETOX gründete grelle Gedächtnisse". . IEEE internationale Zuverlässigkeit Physik-Zusammenstellung
- a Meuer, Hans; Strohmaier, Erich; Simon, Horst; Dongarra, Jack (2006-11-13). Architektur teilt überzeit. TOP500. An zurückgeholt 2006-11-27.
- Schürt, Jon (2007). Innerhalb der Maschine: Eine erläuterte Einleitung in Mikroprozessoren und eine Computer-Architektur. San Francisco: Kein Stärke-Druck. ISBN 978-1-59327-104-6.
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