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

12267. Шолпан планетасы 1.29 MB
  Шолпанның бетін Жерден оптикалық құралмен бақылау қиын өйткені ол бұлтқа оранған. Сондықтан ғаламшардың физикалық сипаттары радиометод және ғарыштық зерттеулермен алынған. Шолпанның массасы Жердің 0815 массасына тең ал оның радиусы R = 6050км немесе Жердің 0950 р
12268. Қазақстанның ауылшаруашылығы кешенінің даму бағыттары 423.5 KB
  Кіріспе Ел экономикасының қуаттылығы оның қазба байлықтары мен минералдық ресурстар базасының көлеміне емес алысты аңғаратын экономикалық реформалар стратегиясының бәсекелестікке қабілетті жоғарғы технологиялық тауар мен сапалы қызмет жасауға жағдай туғызуға...
12269. Екі мәрте Социалистік Еңбек Ері Жазылбек Қуанышбаевтың туғанына – 110 жыл 54.5 KB
  Жаз дидарлы ата жайында айтсақ... Екі мәрте Социалистік Еңбек Ері Жазылбек Қуанышбаевтың туғанына 110 жыл Даналар көп менің мына даламда Атағы аян осынау кең ғаламға. Дәріс алған табиғаттың өзінен Жүгінбеген қағаз бенен қаламға. ...
12270. Қазіргі Қазақстандағы аграрлық қатынастар және ауылдың әлеуметтік-экономикалық дамуы (1985-2006 жж.) 183 KB
  Автореферат диссертации Қазіргі Қазақстандағы аграрлық қатынастар және ауылдың әлеуметтікэкономикалық дамуы 19852006 жж. ИСИБАЕВА ЕЛИЗАВЕТА ИМАНҒАЛИҚЫЗЫ Қазіргі Қазақстандағы аграрлық қатынастар және ауылдың әлеуметтікэкономикалық дамуы 19852006 жж.07.00.02 Отан тари
12271. Табиғатты аграрлық мақсатта пайдалану экономикасы 58.5 KB
  Табиғатты аграрлық мақсатта пайдалану экономикасы Жоспар Кіріспе 1.1. Аграрлық секторда топырақ ресурстарының маңызы. 1. 2. Экономика жағдайында жел және су эрозиялары. 1.3. Жерді рекультивациялау. Қорытынды Қолданылған әдебиеттер 1.1. Аграрлық се...
12272. Ыбырай Жақаев 66 KB
  Ыбырай Жақаев Ыбырай Жақаев Қазақ халқының бұрынғы қазіргі мемлекетіміздің тарихындағы ірі іргелі тұлғалардың бірі. Еңбек сүйгіштіктің адамдықтың адалдықтың азаматтықтың өлшемі. Мен таңғаламын: Ыбекең күріштен дүниежүзілік рекорд жасады. Ал көршілес Ақтөбе ...
12273. Ақша айналысы және ақша жүйесі 166.5 KB
  КУРСТЫҚ ЖҰМЫС Тақырыбы: Ақша айналысы және ақша жүйесі. Кіріспе Көптеген шетел басылымдарында ақша айналымы деген ұғым кездеспейді. 90 жылдардың орта шеңіне дейін ТМД мүше елдердің басылымдарында ақша айналысы деген ұғымдарға анықтама беріліп ол бір бі
12274. Қазақстан Республикасындағы ақша жүйесі 260 KB
  Жоспар Кіріспе I. Ақшаның мәні мен қызметтері Ақшаның пайда болуы мен қажеттілігі Ақша түрлері Ақшаның қызметтері және экономикадағы рөлі мен қазіргі жағдайдағы дамуы II. Ақша айналысы 2.1. Ақша айналысы мен заңы 2.2. Ақшаның метеалды
12275. Ақша айналысының кұрылымы 148 KB
  Мазмұны Кіріспе 1.Ақша айналымының түсінігі және мәні 1.1 Ақша айналымы және ақша айналымының заңы 1.2 Қолма қол және қолма қол емес ақша айналымдары 2. Ақша айналысының кұрылымы 2.1 Ақша массасы және оның жылдамдығы 2.2 Ақша агрегаттар...