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

885. Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника 130 KB
  Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника. Абсолютная погрешность ускорения свободного падения. Окончательный результат с записью средних абсолютных погрешностей косвенных измерений.
886. Совершенствование государственной поддержки малого и среднего бизнеса в России 678 KB
  Теоретические основы развития малого и среднего бизнеса в Российской Федерации. Роль малого и среднего бизнеса в развитии территории региона. Налоговая политика государства в отношении малого и среднего бизнеса: история и современное состояние. Развитие малого и среднего бизнеса в Ростовской области.
887. Разработка и реализация управленческих стратегий 174.5 KB
  Особенности и правила разработки управленческой стратегии. Анализ внутренней и внешней среды предприятия в диагностике проблем в процессе разработки и реализации управленческой стратегии (на примере предприятия). Предложения по разработке и реализации управленческой стратегии в предприятии.
888. Охорона праці в галузі 466.5 KB
  Зміст домашніх завдань та методичні рекомендації з виконання домашнього завдання. Вплив людини як біологічного об'єкту. Інформація про стан машини, що обробляється людиною. Значення світлової характеристики світлових прорізів при бічному освітленні.
889. Теорія алгоритмів 173.5 KB
  Введення до теорії алгоритмів. Сучасний погляд на алгоритмізацію. Основні алгоритмічні конструкції. Модульна структура програмних продуктів.
890. Расчёт рекуператора 147 KB
  Определение расхода продуктов сгорания через рекуператор. Определение среднеарифметических температур воздуха и продуктов сгорания. Определение коэффициента теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке. Определение действительной скорости воздуха и продуктов сгорания.
891. Разработка воздушного радиатора транзистора КТ846А 1.53 MB
  Транзистор кремниевый мезапланарный структуры n-p-n импульсный. Коэффициент теплопроводности материала радиатора. Соотношение для расчета средней температуры радиатора. Зависимость коэффициента объемного расширения от температуры.
892. Способы обучения одаренных детей 158 KB
  Теоретические основы проблемы воспитания и обучения одаренных детей. Сложности психического развития одаренных детей. Обучение одаренных детей. Подготовка педагога к взаимодействию с одаренными детьми. Неформализованные методы изучения одаренных детей.
893. Экономическое обоснование оптимальной схемы доставки машин и оборудования из Петрозаводска в Ростов-на-Дону 744 KB
  Анализ задания и обоснование расчетных вариантов схемы доставки груза. Анализ возможных маршрутов доставки в прямых и смешанных транспортных сообщениях и выбор расчетных вариантов схемы доставки груза. Определение себестоимости эксплуатационного содержания судов. Определение путевой составляющей издержек перевозки грузов водным транспортом.