10119

Что такое архитектура и структура компьютера

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Что такое архитектура и структура компьютера При рассмотрении компьютерных устройств принято различать их архитектуру и структуру. Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне включающее описание пользовательских возможностей про

Русский

2013-03-21

19.6 KB

10 чел.

Что такое архитектура и структура компьютера?

При рассмотрении компьютерных устройств принято различать их архитектуру и структуру.

Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.

Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.

Наиболее распространены следующие архитектурные решения.

· Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа (рис. 2.1). Это однопроцессорный компьютер.   К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с общей шиной, подробно рассмотренная в разделе 2.18 (рис. 2.26). Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.

Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления.

Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры — устройства управления периферийными устройствами.

Контроллер — устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.

· Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую оперативную память и несколько процессоров, представлена на рис. 2.3.

 

Рис. 2.3. Архитектура многопроцессорного компьютера

· Многомашинная вычислительная система. Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую архитектуру, и такая система применяется достаточно широко. Однако эффект от применения такой вычислительной системы может быть получен только при решении задач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабо связанных подзадач, сколько компьютеров в системе.

Преимущество в быстродействии многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем перед однопроцессорными очевидно.

· Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной программе — то есть по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных. Структура таких компьютеров представлена на рис. 2.4.

 

Рис. 2.4. Архитектура с параллельным процессором

В современных машинах часто присутствуют элементы различных типов архитектурных решений. Существуют и такие архитектурные решения, которые радикально отличаются от рассмотренных выше.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

56225. Стратегии работы с детьми групп риска (по материалам газеты «Школьный психолог») 128 KB
  У таких детей значительно повышена активность правого полушария. За счёт этого они имеют богатое воображение, хорошо развитое образное мышление. Прекрасно воспринимают метафоры, образы, сравнения.
56226. Веселий ярмарок українських страв 343.5 KB
  Мета. Познайомити дітей зі стравами української національної кухні, з традиціями, повязаними із готуванням страв; розповісти про професію кухаря, важливість їжі в житті людини. Виховувати повагу до людської праці, бажання самим допомагати дорослим.
56227. Традиційні українські страви 85.5 KB
  Мета: ознайомити та поглибити знання дітей про традиційні українські страви; розвивати культуру звязного мовлення, вміння виступати з повідомленням, узагальнювати матеріал, висловлювати власну думку; виховувати шанобливе ставлення та інтерес...
56228. СТРІТЕННЯ 62.5 KB
  МЕТА: Ознайомити і розширити знання учнів про святкування свята Стрітення в Україні; виховувати любов і бережливе ставлення до природи, повагу до звича – їв свого народу.
56230. Свято Стрітення (свято проводів зими і зустрічі весни) 71.5 KB
  Зима нас вдосталь розважала: Ми взимку Новий рік стрічали Біля ялинки були ігри жарти сміх Та ще й катались з гірок снігових. Ось зима по нашім краї На санчатах розїжджає.
56232. Особливості уроку іноземної мови у початковій школі 67 KB
  Особливості уроку іноземної мови у початковій школі. Пілготовча робота вчителя до уроку. Цілі уроку та їх характеристика. План Вимоги до уроку з іноземної мови у початковій школі.
56233. Структура комбинированного урока русского языка 45.5 KB
  Литература: что использовал для подготовки к уроку. Этапы Содержание урока Примечание. Приветствие посадка детей проверка готовности к работе настрой мотивация иногда объявление темы и цели урока.