《EDVAC》学习记录(第二部分)

第二,应保证CPU能最有效的完成计算机的逻辑控制。为确保计算机的兼容性,即计算机能够尽可能完成指令,那么对于一些特殊的问题指令就应该进行区分,大致可分为两类,特定指令和通用指令。前者必须以某种方式进行存储,后者则用计算机确定的指令完成操作。执行通用指令的部分,构成了计算机第二个特定的部分:CC。

第三,任何要执行冗长又复杂操作的设备,必须具备相当大的存储空间,至少在以下四个操作阶段,是需要内存存储的:

(1)在进行加减乘除的操作过程中,存在一些必须被记录的中间结果。特别是对于更为复杂的计算操作而言。

(2)对于执行复杂操作的指令,可能会需要相当大的内存存储空间,特别是指令是根据问题需求所构建的,那么这些内容必须被存储。

(3)在许多问题中,特定的函数表达式有着十分重要的作用,而这些函数表达式通常会以表格的形式给出。而事实上,在某些情况下,这些函数表达式是根据经验得出的,在另外的情况下,函数表达式则是由解析式得到的,即使如此,从表格中获取它们,比重新需要一个值来进行重新计算更方便也更快捷。

(4)对于偏微分方程,初始条件和边界条件可能会构成大量的数据,而这些数据在给定的问题中,必须被存储下来。

(5)对于双曲或抛物线类型的偏微分方程,计算得到的中间结果必须被存储,以便于后续计算。这些中间结果的产生,不是由人为操作产生的,而是计算机本身在计算过程中自动生成的。

(6)对于总微分方程也适用,但它们需要的存储空间偏小,更多依赖于问题所给出的常数和固定参数等,至于进一步的存储空间需求,则根据需求来进行确定。

(7)排序问题和某些统计实验也需要存储中间结果和最终结果。

总结第三点,计算机需要相当大的存储空间,虽然这些存储的各个部分的内容在性质上略有不同、目的也大相径庭,但是这些内容构成了一个完整的组织。并且人们尽可能地希望这些内容是可以互相替换地。无论如何,存储空间构成了计算机的第三个特定部分:M。

三个特定部分CA、CC和M可对应于人类神经系统中的联想神经元。至于感觉神经元、传入神经元、运动神经元和传出神经元等的对应物,则是计算机的输入和输出设备。现在我们会对它们进行简要的讨论。

尽管计算机的特定部分CC和特定部分M之间的所有信息传输,都通过中间部分所包含的机制来实现,但信息仍然需要出外部设备输入,并将最终结果输出到外部设备中。这里的外部设备指的输入和输出设备,可以由人们直接感知。

计算机必须具备某种特定类型的介质来保持输入和输出的能力。该介质在计算机中被称为外部记录介质:R。

第四,计算机必须有组织将信息从外部记录介质R传输到特定部分CC和特定部分M。这些组织形成了计算机的输入,即特定部分:I。最好是从R,通过I到M的转移,而不是直接到CC。(R→M)

第五,计算机必须有组织将信息从特定部分CC和特定部分M传输到外部记录介质R。这些组织形成了计算机的输出,即特定部分:O。同样最好是从M,通过O到R的转移,而不是直接从CC。(M→R)

当然,输入到R的信息是计算机的最终结果,最终结果信息必须与中间结果信息区分开来,中间信息的结果仍然存在于M中。一个重要的问题出现了:R除了具有直接接近人类行为和知觉的属性外,R还具备记忆的属性。事实上,R是计算机自动并长期存储各种问题信息的天然媒介,那么,为什么有必要在计算机中使用M呢?M具备的存储功能,难道不能由R接管吗?

将算术运算时产生的信息移出设备,即从M到R是很方便的。然而,逻辑指令可以从外部感知,即从R可以感知到I。后者可以在设备生成时由O传递到R,并在需要时由I从R感知。在许多情况下,使用M加速了运算,但将M和R混合使用是可行的,而不会严重损失速度,并增加处理信息的容量。

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