Zgodovina raèunalni¹tva-VON NEUMANNOV RAÈUNALNIK

UVOD IN VON NEUMANNOV RAÈUNALNIK

John von Neumann.

Ideja o raèunalniku s shranjenim programom se danes povezuje z imenom znanega ameri¹kega matematika mad¾arskega porekla Johna von Neumanna (1903-1957),ki je bil svetovalec pri ENIACa. Prviè je bil objavljen junija1945 v predlogu za nov elektronski raèunalnik EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer), ki ga je napisal von Neumann.Kopijo tega slavnega teksta, v katerem sta bila prviè omenjena tudi pojma centralne procesne enote in glavnega pomnilnika. Ni zanesljivo, da je von Neumann v resnici avtor ideje o shranjenem programu; gotovo je le, da je nastala v skupini, ki je razvijala ENIACa, èeprav pri njem ni bila uporabljena. Po mnenju nekaterih je von Neumann zato ne zaslu¾i, da se ta ideja povezuje z njegovim imenom. Drugi celo veramejo, da je o stroju s shranjenim programom razmi¹ljal ¾e Babbag, ker so v njegovih zapiskih stavki, iz katerih bi bilo morda mogoèe, vendar nikakor ne nujno, sklepati na to. Kakor koli ¾e, danes za te vrste stroje prevladuje oznaka von Neumannov raèunalnik. Vsi dana¹nji raèunalniki so praktièno von Neumannovi.

V èem je pravzaprav kvaliteta ideje o shranjenem programu? Najprej v tem, da se program postavi v notranjost stroja, in tone v obliki ¾iènih povezav, temveè v obliki v pomnilniku shranjene informacije, ki preko elektriènih impulzov vodi stroj. Takoshranjen program ima dve takoj vidni prednosti:

1) nastavljanje stika in povezovanje z ¾icami ni potrebno in

2) dostop do ukazov je hiter. Danes se nam to zdi tako samoumevno, da izjemnosti te ideje ne vidimo veè. Takrat pa je bila ideja o od znotraj vodenemu stroju nekako v nasprotju z izku¹njami in zdravo pametjo. Navsezadnje so se vsi stroji vedno vodili od zunaj z gumbi, vzvodi, tipkami in podobnim. Celo stroje, ki so bili programirani, kot npr. Jacquardove statve ali Hardvard Mark l., so vodili vidni fizièni objelti - luknjane kartice ali trak - ki so bili zunaj stroja. Zagovarjati idejo, da naj se stroj vodi od znotraj, s pomoèjo za èloveka nevidno shranjene informacije, je pomenilo narediti velik intelektualen skok.

Za raèunalnike, ki so tako kot ENIAC programirali z ¾iènimi povezavami, se vèasih uporablja oznaka raèunalniki s trdo o¾ièenim programom. Temu ustrezno bi v pomnilnilu shranjen program lahko imenovali mehak, ker ga je zelo lahko spreminjati. Ta "mehkost" je poleg ¾e omenjene preprostosti in hitristi kmalu postala najpomembnej¹a kvaliteta ideje o shranjenem programu. V pomnilniku shranjen program namreè stroj lahko obravnava tudi kot vhodni podatek. Posledica tega je, da stroj lahko spreminja ali tudi seatavlja ulaze oziroma programe. To je mogoèe delati na dva naèina:

1. Tako, da stroj spreminja ukazre programa, ki se trenutno izvaja. Ta sposobnost se je pri prvih von Neumannovih raèunalnikih veliko uporabljala. Danes je kompleksnost programov veliko veèja in njo gledamo drugaèe. Programi, ki spreminjajo svoje lastne ukaze, so glede preizku¹anja zelo zapleteni in zaradi ¹tevilnih slabih izku¹enj z nimi, neza¾eleni. Na veèini dana¹njih raèunalnikov je tako programiranje sicer izvedljivo, na nekaterih pa je z uporabo posebnih za¹èitnih mehanizmov namenoma prepreèeno.

2. Tako, da en program kot vhodni podatek vzame drugega in ga spremeni v tretjega. To uporabljajo kot imenovana programska orodja, kot so zbirniki in prevajalniki, brez katerih si dana¹njega raèunalni¹tva sploh ne moremo veè predstavljati. Sposobnost dana¹njih raèunalnikov, da pomagajo pri razvoju svojih lastnih programov, imamo za eno od njihovih najpomembnej¹ih lastnosti.

Zgradbo tipiènega raèunalnika von Neumannovega tipa iz zaèetnega obdobja prikazuje naslednja slika :

SLIKA

Ta zgradba je praktièno enaka zgradbi dana¹njih raèunalnikov.

Najbolj znana raèunalnika iz tega obdobja sta:

1. EDVAC

2. IAS.