Под компютърна архитектура разбира като съвкупност от общи принципи на хардуер и софтуер, както и техните характеристики, определя функционалността на компютъра, по решение на съответните класове проблеми.
Open архитектура - предполага съществуването на общ стандарт в разработването на устройства, които са разположени на дънната платка и разширителни карти.
Структура на компютъра - това е някакъв модел, който установява състава, начина и принципите на взаимодействие на неговите компоненти
Фигура 3 - Компютърни архитектури.
В момента най-широко използван в компютъра имам 2 вида архитектура: Princeton (фон Нойман) и Харвард. Както те освобождават 2 главен хост компютър: централната единица за обработка и паметта на компютъра. Разликата се състои в структурата на паметта: в Принстън архитектура и програмни данни, съхранявани в един паметта на масива и се изпращат на процесора един и същи канал, докато архитектурата Harvard предвижда отделни съхраняване и пренос на потоци за инструкции и данни.
Според Джон фон Нойман, всеки компютър трябва да включва четири основни блока - на процесора, паметта, външна памет и набор от входно-изходни устройства
Фигура 4 - блокова схема на компютърна
Тази схема се използва широко в първите изчислителни машини имаше един голям недостатък: за контрол на вход-изход, както и изпълнение на команди от едно контролно устройство. С тази структура, всички видове компютърна обработка на софтуер за срока на входно-изходни операции престанали, поради заетостта на процесора, което значително намалява скоростта на машината.
За да се премахне този недостатък е поставена във веригата на допълнителен компонент - вход-изход канал (устройство, което осигурява директно взаимодействието между процесора и периферните устройства).
Харвард архитектура - архитектурата на компютъра, отличителен белег на която е отделно съхраняване и обработка на команди и данни. Архитектурата е проектирана от Хауърд Aiken в края на 1930 г. в Харвардския университет
Типични операции (събиране и умножение) изискват никакви компютърно устройство, няколко стъпки: избор на двете операнди, изборът на потребителя и неговото изпълнение, и в крайна сметка, в резултат на запазване.
Идеята реализира Ейкън, е физическото разделяне на преносните линии на команди и данни. Първият компютър Ахен "Марк I» перфорирана лента се използва за съхранение на инструкции и за обработка на данни - електромеханични регистри. Това ви позволява да изпращате и обработка на команди и данни, което значително подобрява цялостното представяне.
Според тези знаци и техните комбинации между архитектури освободят:
1. битов интерфейс и машинни думи. 8-, 16-, 32-, 64-, 128- битово (брой компютри има друга битова);
2. Особеностите на набор от команди, регистри формат и данни. CISC, RISC, VLIW;
3. Според броя на процесорите. единичен процесор, мулти-процесор, суперскаларна; многопроцесорни въз основа на взаимодействие с памет, симетрична многопроцесорна (SMP), mascivno паралелна (МРР), разпределени.
Най многопроцесорни системи употреба днес ОМП архитектура.
SMP системи позволяват всеки процесор, за да работи на всяка задача, без значение къде се съхраняват данните в паметта за тази задача; с дължимата подкрепа на операционната система, SMP системи могат лесно да се движат задачите между процесори ефективно разпределение на натоварването. От друга страна, паметта е много по-бавно на процесора, която е достъпна, дори и един процесор машини трябва да прекарват много време за извличане на данни от паметта. На пазарите на ценни книжа е само един процесор може да получите достъп до паметта в даден момент.
Масивната паралелна архитектура (Engl масивна паралелна обработка, MPP.) - клас архитектури за паралелно функция компютърни архитектури се състои в това, че паметта е физически разделен. Системата е изградена от отделни модули, съдържащи процесора, местната банка операционната памет, комуникационни процесори и мрежови адаптери, понякога - твърди дискове и / или други входно / изходни устройства. Достъпът до банката на операционната памет на модула са само на преработвателите на същия модул. Модулите са свързани със специални комуникационни канали. За разлика от SMP системи. в машини с отделна памет всеки процесор има достъп само до локалната памет, и по тази причина не е необходимо, за да преминете-точна синхронизация на процесори.
Разпределени изчисления. метакомпютърен (Engl решетка. - Network) - труден начин за решаване на изчислителни задачи с помощта на множество компютри, обединени в паралелна компютърна система (едновременни решения на различни части от един-единствен изчислителни задачи множество процесори (или процесорни ядра а) един или повече компютри)
В суперскаларна процесор има и няколко компютърни модули, но проблемът е, разпределението на работата между тях е решен в хардуера. Това значително усложнява дизайна на процесора, и могат да бъдат податливи на грешки. Проблемът с разпределението на процесор VLIW е решен по време на компилация и в инструкциите ясно показва компютърно устройство, трябва да изпълнява някои команди.
Суперскаларна - преработка ядро архитектура, която използва множество декодери команди, които могат да се зареждат множество изпълнение операция единици. Планиране за изпълнение на инструкции поток е динамично и извършена от компютри ядрото. Ако в процеса на екипа обработват конвейера, не противоречат един на друг, и един не зависи от резултата от друга, то това устройство може да изпълнява паралелно изпълнение на команди. На суперскаларна системи, решението за започване на инструкции за изпълнение се взема изчисление модул, който изисква много ресурси
Свързани статии