Вычислительная машина - это техническое устройство обработки информации. Кроме
обработки информации, вычислительная машина выполняет функции ввода, хранения
и вывода информации. Общие принципы работы универсальных вычислительных устройств
были сформулированы известным математиком Джоном фон Нейманом.
Общая схема работы вычислительной машины, или компьютера, может быть представлена
следующим образом. Компьютер может работать только по заранее разработанной
программе. Программа представляет собой последовательность специальных команд,
которые выполняются одна за другой, сначала первая, потом вторая, третья, и
т. д., пока не выполнится последняя команда. Последовательность команд может
быть изменена при помощи команд, передающих управление на выполнение других
команд, не обязательно следующих за текущей командой. Таким образом, некоторые
последовательности команд могут выполняться неоднократно в течение нескольких
циклов.
Для выполнения программа размещается на устройстве, которое называется памятью,
или основной, системной памятью. Каждая команда размещается в отдельной ячейке
памяти, имеющей свой адрес, по которому может быть осуществлен прямой непосредственный
доступ. Устройство управления, имея адрес ячейки памяти, в которой находится
первая команда программы, извлекает эту команду и передает на выполнение в арифметическо-логическое
устройство. После выполнения этой команды из следующей ячейки памяти извлекается
очередная команда и передается на выполнение. Последовательность команд выполнятся
автоматически до выполнения последней.
Набор команд, которые может выполнить арифметическо-логическое устройство, определяется
при разработке и совершенствовании этого устройства. В общем случае команды
могут задавать выполнение арифметических или логических операций, чтение данных
из памяти, запись данных в память, чтение данных из внешних устройств, запись
данных на внешние устройства.
В современных компьютерах устройство управления и арифметическо-логическое устройство
объединены в одно, которое называется процессором (или центральным процессором).
В настоящее время процессоры производятся на отдельном кристалле (чипе) по специальным
микротехнологиям. Такие устройства называют центральными микропроцессорами.
Они определяют тип компьютера.
Современные компьютеры являются сложными устройствами, состоящими из многих
устройств, работа которых управляется центральным микропроцессором. Выполняющаяся
программа может прерываться по специальным сигналам-прерываниям от внешних устройств
для выполнения срочных действий.
Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса? (Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды. Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
