2. Основные компьютерные законы

Закон Мура: Число транзисторов на микросхеме удваивается каждые 18 месяцев.

Гордон Мур (Gordon Moore) основал компанию Intel вместе с Робертом Нойсом (Robert Noyce) в 1968 году. Сначала Гордон Мур занимал должность исполнительного вице-президента корпорации. В 1975 году он стал президентом и главным управляющим Intel и оставался генеральным директором с 1975 по 1987 год. В 1997 году ему было присвоено звание почетного председателя совета директоров.

Свой закон Мур сформулировал в 1965 году, работая над статьей для Electronics magazine (тогда он был сотрудником FairchildSemiconductor). В то время закон гласил, что число транзисторов на кристалле удваивается каждый год. В 1975 году Мур внес поправку: …удваивается каждые два года. В 1965 году, в процессе подготовки выступления, Гордон Мур сделал знаменательное наблюдение. Представив в виде графика рост производительности запоминающих микросхем, он обнаружил любопытную закономерность: новые модели микросхем разрабатывались спустя более-менее одинаковые периоды – 18-24 месяца – после появления их предшественников, а емкость их при этом возрастала каждый раз примерно вдвое. Если такая тенденция продолжится, заключил Мур, то мощность вычислительных устройств экспоненциально возрастет на протяжении относительно короткого промежутка времени.

Закон постоянно действует и многие считают, что это будет происходить, возможно, до 2020 года.

3. Архитектура Фон Неймана

В каждой области науки и техники существуют некоторые фундаментальные идеи или принципы, которые определяют ее содержание и развитие. В компьютерной науке роль таких фундаментальных идей сыграли принципы, сформулированные независимо друг от друга – американским математиком и физиком Джоном фон Нейманом(1903-1957) и советским ученым Сергеем Лебедевым(1902-1974). Эти принципы определяют основные организации компьютера.

Принципы фон Неймана:

1. Использование двоичной системы счисления в вычислительных машинах. Преимущество перед десятичной системой счисления заключается в том, что устройства можно делать достаточно простыми, арифметические и логические операции в двоичной системе счисления также выполняются достаточно просто,

2. Программное управление ЭВМ. Работа ЭВМ контролируется программой, состоящей из набора команд. Команды выполняются последовательно друг за другой. Созданием машины с хранимой в памяти программой было положено начало тому, что мы сегодня называем программированием,

3. Па пять компьютера используется не только для хранения данных, но и программ. При этом и команды программы и данные кодируются в двоичной системе счисления, т.е. их способ записи одинаков. Поэтому в определенных ситуациях над командами можно выполнять те же действия, что и над данными,

4. Ячейки памяти ЭВМ имеют адреса, которые последовательно пронумерованы. В любой момент можно обратиться к любой ячейке памяти по ее адресу. Этот принцип открыл возможность использовать переменные в программировании.

5. Возможность условного перехода в процессе выполнения программы. Не смотря на то, что команды выполняются последовательно, в программах можно реализовать возможность перехода к любому участку кода.

Самый главным следствием этих принципов можно назвать то, что теперь программа уже не была постоянной частью машины (как например, у калькулятора). Программу стало возможно легко изменить, А вот аппаратура, конечно же, остается неизменной, и очень простой.

Для сравнения, программа компьютера ЕNIАС (где не было хранимой в памяти программы) определялась специальными перемычками на панели. Чтобы перепрограммировать машину (установить перемычки по-другому) мог потребоваться далеко не один день.