Каковы некоторые примеры архитектур не фон Неймана?
-
05-07-2019 - |
Вопрос
Если я правильно понимаю, современные компьютеры смоделированы по архитектуре фон Неймана. Я иногда видел ссылки на альтернативы, но на самом деле не видел ни одного очень хорошего описания того, как архитектуры не фон Неймана будут организованы и функционировать. Р>
У кого-нибудь есть примеры? Каковы преимущества / недостатки альтернативной организации компьютера?
Решение
Я считаю, что наиболее распространенным из них будет гарвардская архитектура или Модифицированная гарвардская архитектура , которая используется во многих чипах на основе ARM. Я уверен, что есть много различий, но вот тот, который выделяется
В компьютере, использующем гарвардскую архитектуру, ЦП может одновременно читать инструкцию и выполнять доступ к памяти данных, даже без кэша.
Другие советы
Примерами машин не von Neumann являются машины потока данных и машины сокращения. В обоих случаях наблюдается высокая степень параллелизма, и вместо переменных есть неизменные связи между именами и постоянными значениями. non von Neumann обычно зарезервирован для машин, которые представляют радикальный отход от модели фон Неймана, и поэтому обычно не применяется к многопроцессорной или мультикомпьютерной архитектуре, которая эффективно предлагает набор взаимодействующих машин фон Неймана.
Сотовые автоматы - это устаревшие нейронные сети, но идеи очень похожи.
http://en.wikipedia.org/wiki/Cellular_automaton
Нейронные сети можно рассматривать как форму клеточных автоматов или как отдельную архитектуру, отличную от фон Неймана.
Квантовые компьютеры также являются еще одним примером. Они отличаются от других компьютеров, главным образом, из-за порядка времени, необходимого для решения проблемы на них. Обычные компьютеры могут быть смоделированы с использованием машины Тьюринга, будь то фон Нейман или Гарвард. У них есть своя собственная модель, называемая квантовой машиной Тьюринга.
компьютеры с потоком данных и редукционные компьютеры - пример архитектуры не фон Неймана.
Еще один пример: машины, которые не являются независимыми от проблем (на примере большинства машин сегодня). Р>
Очевидным примером является машина загадки. Используется немецкой армией во Второй мировой войне: она может решить только одну проблему: набор сообщений!
В v. Neumann Architectures машины должны быть способны решить любую возможную проблему. Единственным ограничением того времени были технологии, используемые для создания компьютеров: P
Мозг можно считать компьютером с архитектурой не-фон Неймана. В настоящее время IBM работает над решением не от Неймана. HP labs "The Machine" также может быть не фон Неймана. Р>
А как насчет аналоговых компьютеров ? Я предполагаю, что они используют другую архитектуру.
Микроконтроллеры PIC используют архитектуру Гарварда. См. Www.microchip.com или https://en.wikipedia.org/wiki/PIC_microcontroller . Это очень дешевые контроллеры, которые можно запрограммировать на управление различными устройствами, такими как включение света или запуск двигателя. Самое интересное с точки зрения программирования заключается в том, что программный код находится в памяти, а все переменные хранятся в регистрах.