وان Neumann فن تعمیر: اصطلاح کی موجودگی کی تاریخ

فن تعمیر وان Neumann کے، بھی وان Neumann ماڈل، یا پرنسٹن فن تعمیر کے طور پر جانا جاتا ہے، ایک کمپیوٹر EDVAC کی رپورٹ "سب سے پہلے ڈرافٹ" میں 1945، ریاضی داں اور ماہر طبیعیات جان وان Neumann میں بیان کے طریقہ کار کی بنیاد پر.

سرکٹ فن تعمیر

رپورٹ، پروسیسنگ یونٹس پر مشتمل حصوں پر مشتمل کے ساتھ الیکٹرانک ڈیجیٹل کمپیوٹر کی وان Neumann فن تعمیر آریھ بیان:

• ایک حسابی منطق یونٹ؛
• پروسیسر کے رجسٹر؛
• ایک ہدایات رجسٹر اور پروگرام کاؤنٹر پر مشتمل کنٹرول یونٹ؛
• ڈیٹا کو محفوظ کرنے کے لئے ایک میموری؛
• ایک بیرونی سٹوریج تجویز؛
• ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے میکانزم.

ترقی کے معنی کمپیوٹر میں معلومات پر ذخیرہ کسی بھی معلومات پروگرام، آپریشن، منتخب ڈیٹا وہ ایک عام بس اشتراک کریں، کیونکہ ایک ہی وقت میں نہیں چلایا جا سکتا ہے جس میں کی طرف سے استعمال کیا جا سکتا ہے کہ حقیقت میں پر مشتمل ہے. یہ فن تعمیر ہونا چاہئے اس کے بارے سائنسدان سوچ کو بیان کرتا ہے جس میں "سب سے پہلے ڈرافٹ"، میں ذکر کیا جاتا ہے. وان Neumann اس صورت حال "bottleneck کے"، جو اکثر نظام کی کارکردگی کو محدود کر دیتی ہے کہا جاتا ہے.

وان Neumann فن تعمیر کے اصولوں

ڈیجیٹل کمپیوٹر - ایک کمپیوٹر، ایک پروگرام کے پروگرام ہدایات، ڈیٹا پڑھنے، لکھنے پر مشتمل ہے، اور یہ بھی رینڈم رسائی میموری (RAM) شامل ہیں کو جمع کرنا. جان وان Neumann کی طرف سے فن تعمیر کے اصول اس کے کام میں بیان کردہ "سب سے پہلے منصوبہ." ان کے مطابق، پروگرام میموری میں محفوظ کمپیوٹرز طرح انایک طور کمپیوٹرز، کے کنٹرول پر ایک بہتر تھے. مؤخر الذکر سوئچ کی ترتیب، اور پیچ کا اندراج، مختلف فعال بلاکس کے درمیان ڈیٹا اور کنٹرول سگنل روٹنگ کے نتیجے میں کی طرف سے پروگرام کیا گیا تھا. میموری کی وسیع اکثریت میں بھی اس طرح سے جدید کمپیوٹرز کی طرف سے استعمال کیا جاتا ہے. اس طرح کے کمپیوٹر آرکیٹیکچر وان Neumann مختلف، مثال کے طور پر ہارورڈ سے، یہ بنیادی اور کیشے میموری استعمال نہیں کرتا ہے تو قسم ہے.

زمانہ قبل از تاریخ

سب سے پہلے کمپیوٹرز ایک مقررہ پروگرام کو دی گئی تھیں. کچھ بہت آسان کمپیوٹرز اب بھی اس کے ڈیزائن یا سادگی یا تربیت کے مقاصد کے لئے استعمال کرتے ہیں. مثال کے طور پر ایک ڈیسک ٹاپ کیلکولیٹر بھی ایک مقررہ پروگرام کے ساتھ ایک کمپیوٹر ہے. یہ ریاضی کی مبادیات کے ساتھ کام کر سکتے ہیں، لیکن یہ کے طور پر استعمال نہیں کیا جا سکتا ، ایک لفظ پروسیسر ، یا ایک کھیل کنسول. مقررہ مشین کے پروگرام تبدیل کرنے rewiring اس، آلات کی تنظیم نو یا تنظیم نو کی ضرورت ہے. قدیم ترین کمپیوٹرز کے طور پر وہ پہلی بار کے لئے اور سائنسی مقاصد کے لئے تیار کیا گیا ہے، اس لیے تنگ نہیں تھے. reprogramming کی بہت بعد میں شائع ہوا ہے اور یہ ایک امر محال تھا، بلاک diagrams اور نوٹ اور ختم ہونے والے تفصیلی ڈیزائن کے بعد سے. خاص طور پر مشکل جسمانی مشین وصولی چینلز کی جدید کے عمل تھا. اس انایک پر تین ہفتوں کی تنصیب لے اور یہ کام کرنے کی کوشش کر سکتا ہے.

ایک نیا خیال

ایک کمپیوٹر کے ساتھ، یاد میں ایک پروگرام کو ذخیرہ کرنے، سب کچھ بدل گیا. میموری میں محفوظ، وہ ہدایات کا ایک سیٹ کے ساتھ ڈیزائن کر رہے ہیں. یہ مشین کو فوری طور پر حساب کرنے کے لئے ہدایات کا ایک سیٹ حاصل کر سکتے ہیں کا مطلب ہے کہ.

اس طرح کے پروگرام کے ڈیزائن خود میں تبدیلی کرنے کوڈ سے متعلق ہے. اس طرح کسی چیز کے لئے سب سے پہلے پلانٹس میں سے ایک اضافہ یا دوسری صورت میں حکم دیتا ہے کے ایڈریس حصہ تبدیل کرنے کے لئے ایک الگورتھم کے لئے ایک ضرورت تھی. انہوں نے کہا کہ ابتدائی ڈیزائن میں دستی طور پر رکھ دیا گیا تھا. انڈیکس کے رجسٹر اور بالواسطہ جان وان Neumann مشینوں کے کمپیوٹر آرکیٹیکچر طرف سے موجود عام خصوصیات بن خطاب جب یہ کم اہم بن گیا. دیگر استعمال کرتا ہے - فوری حل کے ساتھ حکم دیتا ہے کے سلسلہ میں کثرت سے استعمال کیا جاتا اعداد و شمار کو داخل کرنے کے لئے. لیکن یہ سمجھنے اور ڈیبگ کو عام طور پر مشکل ہے، کیونکہ ایک بڑی حد تک خود میں تبدیلی کرنے کوڈ تنقید کا نشانہ بنایا گیا ہے. اس کے علاوہ، وہ بھی جدید پروسیسرز کی نسل اور کیشنگ اسکیم کے لحاظ سے غیر موثر ثابت ہوئی.

کی طرف سے اور بڑے، ڈیٹا طور ہدایات کا علاج کرنے کی صلاحیت - یہ خود کار پروگراموں کے ممکنہ اشیاء کے ساتھ assemblers، مرتب، assemblers، لوڈرز اور دیگر آلات بناتا ہے کیا ہے. لہذا پروگراموں کو لکھنے والے پروگراموں کو لکھنے کے لئے، بات کرنے کے لئے. ایک چھوٹے پیمانے پر، جیسا کہ جدید 3D گرافکس میں BitBlt تصویر پھیری آدم یا پکسل اور راس shaders کے بار بار چلنے والی شدید پٹ اور آؤٹ پٹ آپریشن،، صارف کا سامان بغیر چلانے کے غیر موثر ہونے کے لئے پایا گیا ہے.

ایک تصور کی ترقی کے پروگرام کے میموری میں محفوظ

ریاضی داں ایلن ٹیورنگ، کیمبرج یونیورسٹی میں میکس نیومین کے لیکچر کے بعد ریاضیاتی منطق کے مسئلے میں دلچسپی تھی، جو 1936 میں ایک مضمون لکھا تھا جو لندن میں ریاضی سوسائٹی کے ایڈیشن میں شائع کیا گیا. اس میں انہوں نے ایک فرضی مشین، وہ "عالمگیر کمپیوٹنگ مشین" کہا جاتا ہے جس میں، اور اب ایک عالمگیر ٹیورنگ مشین کے طور پر جانا جاتا ہے جو بیان کیا. ، دونوں ہدایات اور ڈیٹا، پیدا کیا گیا تھا جس میں اور فن تعمیر پر مشتمل ہے جس میں - وہ لامحدود اسٹوریج (میموری جدید اصطلاح میں) تھے. انہوں نے 1935 میں کیمبرج کے وزٹنگ پروفیسر تھے جب وان Neumann ایک وقت میں ٹیورنگ سے واقف ہوگئے اور ٹیورنگ 1936-1937 میں پرنسٹن میں ایڈوانسڈ سٹڈی کے لئے انسٹی ٹیوٹ (نیو جرسی) میں ان کے ڈاکٹریٹ کے مقالہ کا دفاع کے دوران میں.

آزادانہ جی Presper Eckert اور Dzhon Mochli، پنسلوانیا کی یونیورسٹی میں الیکٹریکل انجینئرنگ کی انایک سکول تیار کیا ہے جو دسمبر 1943 میں یاد میں پروگرام ذخیرہ جو مشین کے تصور کے بارے میں لکھا. ایک نئی مشین، EDVAC کی منصوبہ بندی کر جب، Eckert جنوری 1944 میں لکھا جو دھاتی پارا تاخیر کا استعمال کرتے ہوئے نیا آلہ پتہ یاد میں ڈیٹا اور پروگراموں کو ذخیرہ کرے گا. یہ پہلی بار یاد میں پروگرام ذخیرہ ہے کہ ایک مشق مشین کی تعمیر کی تجویز پیش کی گئی ہے نہیں تھا. ایک ہی وقت میں، وہ اور Mauchly سے ٹیورنگ (نیچے تصویر) کے کام سے آگاہ نہیں تھے.

کمپیوٹر آرکیٹیکچر: وان Neumann اصول

وان Neumann حساب کی ایک بہت بڑی رقم کی ضرورت ہے جس میں لاس Alamos میں نیشنل لیبارٹری میں "مین ہیٹن پروجیکٹ"، میں ملوث تھا. یہ 1944 انایک کی گرمیوں میں اس منصوبے کے لئے اس کی طرف متوجہ. وہاں اس نے ترقی EDVAC کمپیوٹر پر بات چیت میں شمولیت اختیار کی. اس گروپ کے اندر اندر، وہ Eckert اور Mauchly سے کے کام پر مبنی، حقدار پر EDVAC »" ایک سب سے پہلے ڈرافٹ رپورٹ ایک کاغذ لکھا. ان کے ساتھی گولڈسٹین (ویسے، Eckert اور Mauchly سے اس خبر دنگ رہ گیا تھا) وان Neumann کے ساتھ منصوبہ تقسیم جب یہ نامکمل تھا. یہ دستاویز امریکہ اور یورپ میں ساتھیوں وان Neumann کے درجنوں طرف سے پڑھا اور کمپیوٹر ترقی کے اگلے مرحلے پر گہرا اثر پڑا کیا گیا ہے.

وان Neumann فن تعمیر کے بنیادی اصولوں، اسی میں مذکور "سب سے پہلے ڈرافٹ،" وسیع مقبولیت، ٹیورنگ الیکٹرانک کیلکولیٹر، انجینئرنگ اور پروگرامنگ میں تفصیل سے بیان کیا گیا ہے جس پر اس رپورٹ کو احاطہ کرتا ہے جبکہ حاصل ہو گئی. یہ بیان کیا گیا ہے اور مصنف کی گاڑی، جس میں خود کار کمپیوٹنگ انجن (اککا) کہا جاتا تھا کے پیش کیا گیا ہے. انہوں نے کہا کہ 1946 ء میں برٹش نیشنل جسمانی لیبارٹری کی ایگزیکٹو کمیٹی کو یہ بھی پیش کی. تھوڑی دیر کے بعد بھی مختلف ACE ڈیزائن کے کامیاب عمل تیار کئے گئے.

منصوبوں شروع کریں

اور وان Neumann اور ٹیورنگ دستاویزات کے منصوبے کی یاد میں ایک مخصوص پروگرام کو ذخیرہ کرنے کے ایک کمپیوٹر کو بیان کرتا ہے، لیکن مضمون وان Neumann معاشرے میں زیادہ گردش حاصل کی، اور کمپیوٹر آرکیٹیکچر جان وان Neumann فن تعمیر کے طور پر جانا بن گیا.

1945 میں پروفیسر Neumann کی، اس کے بعد فلاڈیلفیا، انہوں نے سب سے پہلے انایک بنایا گیا تھا جہاں میں انجینئرنگ سکول میں کام کرنے والے، ان کے ساتھیوں کی جانب سے جاری کردہ ڈیجیٹل کمپیوٹرز کی منطقی ڈیزائن پر رپورٹ. رپورٹ کے بعد سے EDVAC کے طور پر جانا بن گیا ہے جس مشین، کی تعمیر کے لئے کافی تفصیلی تجویز کو فراہم کرتا ہے. وہ حال ہی میں امریکہ میں قائم کیا گیا تھا، لیکن ایک رپورٹ وان Neumann EDSAC کی تخلیق کی حوصلہ افزائی کی گئی ہے.

پاگلوں اور Joniacs

1947 میں Burks، گولڈسٹین اور وان Neumann فی سیکنڈ 20،000 کارروائیوں تک لے جانے کے لئے ایک اور رپورٹ جس انتہائی تیز، قابل، شاید ہونا چاہیے تھا گاڑی کے ایک اور قسم (اس وقت متوازی) کی تعمیر کا احاطہ کرتا ہے جس شائع. انہوں نے اس کی تعمیر میں غیر حل شدہ مسئلہ ہے، ایک مناسب میموری کی ترقی تھا کہ جس کے تمام مندرجات کو فوری طور پر دستیاب ہونا چاہیے متنبہ. سب سے پہلے، وہ ایک خصوصی ویکیوم ٹیوب، Selectron کہا جاتا ہے، جس میں پرنسٹن لیبارٹری میں ایجاد کیا گیا استعمال کرنے کی تجویز پیش کی. اس طرح ٹیوبیں مہنگی ہیں، اور آپ کو اس کے فن تعمیر کا استعمال کرتے ہوئے کر رہے ہیں خاص طور پر اگر، ان کو بہت مشکل بناتے ہیں. وان Neumann بعد ولیمز کی میموری کی بنیاد پر ایک گاڑی تعمیر کرنے کا فیصلہ کیا. جس پرنسٹن میں جون 1952 ء میں مکمل ہوئی یہ مشین،، وسیع پیمانے پر جانا جاتا ہے پاگل (یا صرف پاگلوں) بن گیا ہے. اس کے ڈیزائن کو اب امریکہ میں تعمیر و مزاحیہ Johniacs بلایا جا رہا ہے جس کی نصف درجن یا اس سے زیادہ اسی طرح کے آلات کی تعمیر پر تخلیق کاروں کی طرف سے حوصلہ افزائی ہے.

تخلیق اصولوں

سب سے زیادہ جدید ڈیجیٹل کمپیوٹرز میں سے ایک، خود کار طریقے سے الیکٹرانک حساب کی ٹیکنالوجی میں ترقی اور بہتری embodying کے انگریزی الیکٹرک کی طرف سے پیداوار انجینئرز کی ایک بڑی تعداد کی مدد کے ساتھ، Teddington، یہ ڈیزائن کیا گیا اور ریاضی دانوں، انجینئروں اور تحقیق انجینئرز کے ایک چھوٹے گروپ کی طرف سے بنایا گیا تھا جہاں میں قومی جسمانی لیبارٹری میں مظاہرہ کیا گیا ہے کمپنی لییمیٹڈ سامان لیبارٹری میں اب بھی ہے، لیکن صرف جس خودکار کمپیوٹنگ انجن کے طور پر جانا جاتا ہے ایک بہت بڑے پلانٹ، کے ایک پروٹوٹائپ کے طور پر. لیکن، صرف 800 thermionic والوز کے نسبتا چھوٹے وزن اور مواد کے باوجود، یہ ایک انتہائی تیز رفتار اور ورسٹائل گنتی مشین ہے.

مشینوں کا استعمال کرتے ہوئے بنیادی تصورات اور تجریدی اصولوں حساب کتاب 1936 میں ایک ہی لندن ریاضی سوسائٹی کی بنیاد پر ڈاکٹر ٹیورنگ طرف سے تیار کی ہے، لیکن برطانیہ میں اس طرح کی مشینوں پر کام جنگ سے تاخیر ہوگئی ہے کیا گیا ہے. 1945 میں، اس طرح کے آلات بنانے کے مسائل کا امتحان قومی جسمانی لیبوریٹری ڈاکٹر Vormsli، ریاضی لیبارٹری کے سیکشن کے سپرنٹنڈنٹ کو جاری رکھا. انہوں ٹیورنگ اور ماہرین کی ان کی چھوٹی سی ٹیم میں شمولیت اختیار کی، اور 1947 کے ابتدائی منصوبہ بندی کے لئے ایک خصوصی گروپ کے قیام کا جواز پیش کرنے کے لئے کافی اعلی درجے کی تھی.

وان Neumann فن تعمیر پر سب سے پہلے کمپیوٹرز

پہلا منصوبہ ان کے اپنے کمپیوٹرز کی تعمیر کے لیے کئی یونیورسٹیوں اور اداروں کی طرف سے استعمال کیا گیا ہے کہ ایک سکیم کی وضاحت. ان میں، صرف ILLIAC ORDVAC اور ہم آہنگ ہدایات سیٹ ہے.

کلاسیکل وان Neumann فن تعمیر مانچسٹر چھوٹے تجرباتی مشین (SSEM) میں مجتمع کیا گیا تھا، پروگرام میموری، 21 جون 1948 رکھتا ہے کہ ڈیوائس کے اس کے پہلے کامیاب آغاز کر دیا جس میں مانچسٹر یونیورسٹی میں بچے کی عرفیت.

کیمبرج کے EDSAC یونیورسٹی، اس نوعیت کا پہلا عملی الیکٹرانک کمپیوٹر، مئی 1949 ء میں کامیابی کے ساتھ پہلی بار شروع کی گئی.

پیدا ماڈل کی ترقی

IBM SSEC اعداد و شمار کے طور پر دی گئی ہدایات پر غور کرنے کا موقع ملا اور عوامی سطح پر جنوری 27، 1948 مظاہرہ کیا گیا تھا. یہ صلاحیت امریکی پیٹ میں توثیق کی ہے. تاہم، یہ بلکہ ایک مکمل طور پر الیکٹرانک کے مقابلے میں، جزوی طور الیکٹرو مشین تھی. عملی طور پر، ہدایات اپنے محدود میموری کی وجہ سے کاغذ ٹیپ سے پڑھ رہے تھے.

بچے ذخیرہ کردہ پروگراموں کو چلانے کے لئے سب سے پہلے مکمل طور پر الیکٹرانک کمپیوٹر تھا. اس فیکٹرنگ پروگرام شروع کرنے اور ایک سادہ حساب کتاب سے پتہ چلتا ہے جس میں دو اعداد coprime ہیں کہ حساب کتاب تقسیم کے بعد 52 منٹ کے لئے بھاگ گیا، 21 جون 1948.

انایک صرف پڑھنے کے لئے ایک آدم کمپیوٹر کے طور پر کام کرنے کے لئے نظر ثانی کی گئی تھی، لیکن اسی فن تعمیر پر، اور ستمبر 16، 1948 کی طرف سے مظاہرہ کیا گیا ہے، اور ایڈلی گولڈسٹین پروگرام کے اجراء وان Neumann کی مدد سے منظم کیا.

BINAC، فروری، مارچ اور اپریل 1949 ء میں کئی ٹیسٹ کے پروگراموں خرچ اگرچہ یہ ستمبر 1949 تک مکمل نہیں کیا گیا تھا. اس کے علاوہ، ٹیسٹ رنز (کچھ کامیاب) دیگر الیکٹرانک فن تعمیر کی خصوصیت ہے جو کمپیوٹر، کئے گئے. وان Neumann، ویسے، اور "مین ہیٹن" منصوبے پر کام جاری رکھا. کہ اس طرح ایک ورسٹائل آدمی ہے.

بس نظام کے فن تعمیر کا ارتقاء

کئی عشروں سے، پہلے ہی 60s اور 70s میں، عام طور پر کمپیوٹرز پر چھوٹے، ایک ارتقاء کمپیوٹر آرکیٹیکچر وان Neumann جھیلا ہے کہ جس کے نتیجے میں بننے اور تیزی سے کیا ہے. مثال کے طور پر، ان پٹ اور آؤٹ پٹ میموری کی نمائش کے متعلقہ آلات، ڈیٹا، اور عملدرآمد کیا جائے گا، جس نظام میں ضم کرنے کے لئے ہدایات، یاد میں رہے اجازت دیتا ہے. ایک بس کے نظام کو چھوٹے کے ساتھ ایک ماڈیولر نظام فراہم کرنے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے. یہ کبھی کبھی فن تعمیر کے "یکتیکرن" کہا جاتا ہے. بعد کے عشروں میں، کبھی کبھی سادہ microcontrollers کے لاگت اور سائز کو کم کرنے کے لئے ایک مخصوص ماڈل میں سے کچھ خصوصیات کو استعمال نہیں کرتے. لیکن بڑی کمپیوٹرز، قائم فن تعمیر کی پیروی وہ کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے خصوصیات میں شامل کر لیا ہے کے طور پر.