Презентация на тему Логические принципы проектирования современного компьютера

э.) - крупнейший древнегреческий
мыслитель

называть формальной. Это название закрепилось за ней потому, что

она возникла и развилась как наука о формах мышления.

не отдельная наука, а инструмент любой науки.
Логика —

это наука о правильном рассуждении, о средствах доказательства истины.
Задачу логики Аристотель понимал как исследование и указание методов, с помощью которых известное данное может быть сведено к элементам, способным стать источником его объяснения.

на четыре группы:
утвердительные и отрицательные предложения ( в

первой понятия соединяются, а во второй отделяются друг от друга );
истинные и ложные предложения.
Для логики Аристотеля различение истинных и ложных предложений фундаментально. Истинными предложениями он называет те, в которых утверждается соединение понятий таково, каково соединение их предметов в действительности. Ложными называются те предложения, в которых либо соединяется то, что разделено в действительности, либо разъединяется то, что в действительности соединено.

нечто предложено, то с необходимостью вытекает нечто отличное от

положенного в силу того, что положенное есть”.
Силлогизм состоит из трех суждений, два из них посылки, а третье - заключение.
«Если А присуще всякому В
и В присуще всякому С,
то А присуще всякому С».

в логику переменные.
Буквы являются знаками общности и показывают,

что такое заключение будет следовать всегда, какой бы термин мы не избрали.
Из этого взгляда на переменные вытекает весь характер логики Аристотеля. Логика - это не есть конкретное учение о конкретных вещах или терминах. Логика - это наука о законах силлогизмов, выраженных в переменных.

английский математик-самоучка
(1815-1864г)
Джордж Буль по праву считается отцом математической

логики. Его именем назван раздел математической логики – булева алгебра.

алгебру - систему обозначений и правил, применимую ко всевозможным

объектам, от чисел до предложений.
Пользуясь этой системой, он мог закодировать высказывания (утверждения, истинность или ложность которых требовалось доказать) с помощью символов своего языка, а затем манипулировать ими, подобно тому как в математике манипулируют числами. Основными операциями булевой алгебры являются конъюнкция (И), дизъюнкция (ИЛИ), отрицание (НЕ).

стало понятно, что система Буля хорошо подходит для описания

электрических переключателей схем. Ток в цепи может либо протекать, либо отсутствовать, подобно тому как утверждение может быть либо истинным, либо ложным.
А еще несколько десятилетий спустя, уже в ХХ столетии, ученые объединили созданный Джорджем Булем математический аппарат с двоичной системой счисления, заложив тем самым основы для разработки цифрового электронного компьютера.

Шеннон
(1916-2001г) –
американский математик
В 1936 году выпускник Мичиганского университета

Клод Шеннон, которому был тогда 21 год, сумел ликвидировать разрыв между алгебраической теорией логики и ее практическим приложением

имея два диплома бакалавра - по электротехнике и по

математике, выполнял обязанности оператора на неуклюжем механическом вычислительном устройстве под названием "дифференциальный анализатор"
Постепенно у Шеннона стали вырисовываться контуры устройства компьютера. Если построить электрические цепи в соответствии с принципами булевой алгебры, то они могли бы выражать логические отношения, определять истинность утверждений, а также выполнять сложные вычисления.

схемы, очевидно, были бы гораздо удобнее шестеренок и валиков,

щедро смазанных машинным маслом у "дифференциального анализатора".
Свои идеи относительно связи между двоичным исчислением, булевой алгеброй и электрическими схемами Шеннон развил в докторской диссертации, опубликованной в 1938 году.

Нейман – американский математик
1903-1957

году в семье будапештского банкира и уже в восьмилетнем

возрасте владел не только несколькими иностранными языками, но также знал основы высшей математики.
Он обладал феноменальной памятью и помнил все, что когда-либо слышал, видел или читал, мог дословно цитировать по памяти большие фрагменты книг, которые читал несколько лет назад.

направлен в качестве консультанта по математическим вопросам в группу

разработчиков первой ЭВМ ENIAC.
После окончания строительства ENIAC фон Нейман опубликовал отчет "Предварительное обсуждение логической конструкции электронной вычислительной машины". Этот отчет стал исходным пунктом в конструировании новых машин.
Сам Нейман занялся разработкой собственной версии вычислительной машины, которую назвал машиной с памятью с прямой адресацией - IAS (Immediate Address Storage).

фон Нейман понял, что создание компьютеров с большим количеством

переключателей и проводов, которые реализуют тот или иной алгоритм, очень долго и утомительно.
И он понял: в памяти машины должны быть не только данные, которые обрабатываются в ходе работы, но также и сама программа.
Таким образом, его фундаментальным открытием в области вычислительной техники стала мысль, которая сегодня кажется нам такой естественной: в ходе работы компьютера и программа, и обрабатываемые ею данные должны находиться в одном пространстве оперативной памяти.

ходе строительства ENIAC Нейман пришел к выводу, что десятичная

арифметика, реализуемая в ENIAC, очень неэффективна.
Для каждого десятичного разряда были отведены 10 ламп, и в любой момент времени горела только одна (скажем, если горит седьмая лампа, то в разряде стоит 7, если девятая - 9 и т. д.). В своей машине десятичную арифметику Нейман заменил двоичной.

архитектуру IAS (вычислительной машины, сконструированной фон Нейманом), которая в

специальной литературе сегодня так и именуется - "архитектура фон Неймана", или "фон-неймановская машина".
Машина фон Неймана состояла из пяти основных узлов: памяти, арифметико-логического устройства (АЛУ), устройства управления и устройств ввода-вывода (в современных микропроцессорах АЛУ и устройство управления объединены в одном корпусе).