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

58939. Публій Вергілій Марон. Поема “Енеїда” як літературна обробка римської легенди про троянця Енея — засновника Риму. Творче наслідування поем Гомера 126 KB
  Мета: подати загальні відомості про золоту добу римської культури та літератури розкрити значення творчості Вергілія як найвидатнішого римського поета творця національного героїчного епосу пояснити...
58940. Звук (ш), позначення його буквами «Ш», «ш» (ша) 419 KB
  Мета. Ознайомити учнів з буквами «Ш», «ш» (ша), їх назвою та звуковим значенням; виробляти навички читання зв’язного тексту, вчити виразно читати текст. Розвивати фонематичний слух, усне мовлення, логічне мислення, увагу, спостережливість.
58941. Хліб, як сонечко ясне 46 KB
  Сприяти розширенню знань дітей про хліб удоско наленню навички читання вголос і мовчки. Виховувати пова гу до праці хлібороба бережне ставлення до хліба. Коломієць Хліб ілюстрації про професії вироби із хліба карт...
58942. Подарунок мамі. Виготовлення саморобної листівки 572 KB
  Мета: ознайомити учнів з об’ємними листівками, навчити виготовляти квіти з паперу; розвивати фантазію, кмітливість; виховувати любов до матері, бабусі.
58943. Київ – столиця України 45 KB
  Яке слово вийшло Отже тема нашого уроку €œКиїв - столиця України. Розповідь вчителя про місто Київ з демонстрацією слайдів. Сьогодні ми з вами помандруємо в столицю України місто Київ.
58944. Повітря навколо нас. Властивості повітря 63 KB
  Мета: розширити й поглибити уявлення дітей про значення і місцезнаходження повітря на землі про властивості повітря про значення в природі властивостей повітря використовувати елементи музикотерапевтичної педагогіки Пісне знайка...
58945. Виконання завдань для курсу узагальнення і систематизації знань і вмінь з рідної мови, математики, читання 145 KB
  Обладнання: картки із цифрами від 1 до 6 плакати із завданнями дошки для запису балів. У другий тур потрапляють лише 6 учнів за кількістю балів. Той хто підняв картку з цифрою 5 отримує 30 балів Розкажи як за горою Сонечко сідає Як у Дніпра веселочка...
58946. Любовний трикутник як основа ґендерної дисгармонії (порівняльний аналіз драми І. Франка „Украдене щастя” та саги в новелах М. Матіос „Майже ніколи не навпаки”) 310.5 KB
  Мета: навчальна – сприяти засвоєнню учнями ґендерного методу, проаналізувати ґендерні колізії у драмі І. Франка „Украдене щастя” та сазі в новелах М. Матіос „Майже ніколи не навпаки” (визначити причини та наслідки ґендерної дисгармонії, спроектувати можливу поведінку героїв для досягнення егалітарного консенсусу)...