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

41233. Образование плазмы 72 KB
  Такую плазму называют горячей в отличие от плазмы низкотемпературной с температурой десятки или сотни градусов обычно создаваемой искусственно в газовых разрядах. Образование плазмы Для того чтобы обычный газ перевести в плазменное состояние необходимо ионизировать заметную часть молекул или атомов. Переход газа в состояние плазмы связан с различными процессами взаимодействия между частицами: между заряженными частицами действуют электростатические силы между заряженными и нейтральными частицами – силы квантовомеханической природы....
41234. Метод розробки динамічних систем DynmicSystemsDevelopmentMcthod DSDM 54 KB
  Мета методу здати готовий проект вчасно і вкластися в бюджет але в гой же час регулюючи зміни вимог до проекту під час його розробки. Залучення користувача це основа ведення ефективного проекту де розробники ділять з користувачами робочий простір і тому прийняті рішення будуть більш точними. Команда повинна бути уповноважена приймати важливі для проекту рішення без узгодження з начальством.
41235. Циклические процессы 165 KB
  Физический принцип действия теплового двигателя. В основе физического принципа работы теплового двигателя лежит то что функционирование теплового двигателя обеспечивается только за счет подвода или отвода теплоты. Техническая схема теплового двигателя включает в себя теплоизолированный цилиндр с поршнем под которым находится рабочее тело например газ. Схема реализации работы теплового двигателя.
41236. Второй закон термодинамики 251 KB
  Основная задача технической термодинамики это изучение закономерностей преобразования теплоты в работу. Схематически можно так представить наиболее простой способ превращения теплоты в полезную работу : Рабочее тело газ расширяется и...
41237. Свойства реальных газов и паров. Опыт Эндрюса. Диаграммы термодинамических свойств жидкостей и паров 5.88 MB
  Известно что при нагревании жидкости испаряются. при кипении во всем объеме жидкости образуются свободные замкнутые поверхности паровые пузыри внутрь которых и происходит испарение жидкости. Изменение агрегатного состояния при кипении жидкость – пар может происходить при подводе теплоты извне к жидкости. При охлаждении паров жидкости происходит конденсация: пар переходит в жидкое состояние.
41238. Цикл паросиловой установки 340 KB
  Скорость движения пара через турбину достаточно высокая так что пар не успевает передать много теплоты через корпус турбины в окружающую среду: поэтому с достаточным для общей оценки работы пара в турбине процесс расширения пара при его движении в турбине можно считать адиабатнымпроцесс 12. Из предыдущего материала известно что процессы подвода внешней теплоты характеризуются возрастанием энтропии рабочего тела. И наоборот при отводе теплоты энтропия уменьшается. Таким образом понятно что процесс 34561 – это...
41239. ЕМПІРИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 48 KB
  Місце емпіричної інженерії програмного забезпечення в інженерії програмного забезпечення. Предмет та метод емпіричної інженерії програмного забезпечення. Емпіричні дослідження програмного забезпечення.
41240. Соціологія освіти як наука і предмет 217.5 KB
  Науковий статус соціології освіти Міждисциплінарні зв’язки соціології освіти Суспільне призначення соціології освіти Науковий статус соціології освіти Соціологія освіти є результатом застосування методології і методів соціологічного аналізу особливої сфери суспільного життя соціально організованого і контрольованого навчання і виховання.
41241. Елементи форм фінансової звітності, їх структура та зміст 157.5 KB
  Основными элементами баланса являются активы обязательства и капитал собственников собственный капитал. Составление и интерпретация баланса требуют четкого определения и надлежащего отражения этих элементов. Если предприятие сомневается в отношении возможности получения будущих экономических выгод актив нужно немедленно списывать с баланса и отражать в составе расходов текущего периода в Отчете о прибылях и убытках. Текущая восстановительная себестоимость Current or Replcement Сost сумма денежных средств их эквивалентов или других...