Ποια είναι η αρχιτεκτονική του υπολογιστή;

Όποιος έχει αποφασίσει να μελετήσει την ηλεκτρονική συσκευήυπολογιστή, αναγκαστικά συγκρούεται με τον όρο "αρχιτεκτονική υπολογιστών". Ο πλήρης ορισμός του δεν μπορεί να δοθεί, δεδομένου ότι η έννοια είναι πολύ γενικευμένη και όλοι το θεωρούν από την άποψη των καθηκόντων που επιλύονται. Για παράδειγμα, σε μια περίπτωση, στην περιγραφή, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στο στοιχείο λογισμικού (εντολή, καταχωρητές, μνήμη) και στο άλλο - στο στοιχείο υλικού, το οποίο περιλαμβάνει τα στοιχεία της συσκευής και τον τρόπο αλληλεπίδρασής τους. Δεδομένου ότι ο μέσος ιδιοκτήτης του υπολογιστή είναι πιο πιθανό να ενδιαφέρεται για τα συστατικά μέρη και όχι για τις ομάδες, τότε θα εξετάσουμε το ερώτημα από αυτή την πλευρά.

Η αρχιτεκτονική του υπολογιστή είναι ένας τρόπος οργάνωσης της αλληλεπίδρασης των στοιχείων που απαρτίζουν τον υπολογιστή. Για την απλούστευση της κατανόησης, παρέχονται συχνά περιγραφές βασικών χαρακτηριστικών των βασικών στοιχείων.

Όλοι οι σύγχρονοι υπολογιστές βασίζονταιΟι αρχές της επεξεργασίας δεδομένων που προτάθηκαν από τον John von Neumann το 1946. Ένα χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό είναι ένας κυκλικός τρόπος εκτέλεσης μιας διαδικασίας, στην οποία οι τελεστές και τα δεδομένα τοποθετούνται στο ίδιο μπλοκ μνήμης. Παρεμπιπτόντως, αυτό εξηγεί γιατί η αρχιτεκτονική υπολογιστών von Neumann (Neumann) χρησιμοποιείται σε όλους τους σύγχρονους υπολογιστές. Ωστόσο, οι απόπειρες απόκλισης από αυτήν έχουν αναληφθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Αλλά πίσω στις συσκευές που καθορίζουν τον τρόποφαίνεται η αρχιτεκτονική ενός προσωπικού υπολογιστή. Αν και πολλές πηγές ονομάζονται κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), ωστόσο, αυτό είναι εξαιρετικά αμφιλεγόμενο σε σχέση με τα κλασσικά συστήματα υπολογιστών.

Το κύριο στοιχείο, επιτρέποντας έμμεσακαθορίζει ποια αρχιτεκτονική υπολογιστή χρησιμοποιείται, είναι η μητρική πλακέτα. Σε αυτό βρίσκονται οι γραμμές επικοινωνίας (λεωφορεία) μεταξύ όλων των στοιχείων που συνδέονται στη μητρική πλακέτα (και μεταξύ τους) μέσω συνδέσεων και θυρών. Δεν υπάρχουν καθολικές μητρικές κάρτες, δεδομένου ότι κάθε μία από αυτές έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με μια πολύ συγκεκριμένη κατηγορία επεξεργαστών.

Ο κεντρικός επεξεργαστής είναι ο υπολογιστικός πυρήνας όλωνυπολογιστή. Αντιπροσωπεύεται από ένα μεγάλο μικροκύκλωμα με δισεκατομμύρια τρανζίστορ μέσα του, σχηματίζοντας λειτουργικά μπλοκ. Οποιοδήποτε πρόγραμμα που εκτελείται για εκτέλεση είναι απαρατήρητο από το χρήστη που μετατράπηκε (ερμηνεύεται) σε κώδικα μηχανής και εκτελέστηκε ακριβώς στον κεντρικό επεξεργαστή. Η αρχιτεκτονική του υπολογιστή καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο της CPU.

λεωφορείο Interface, όπως ήδη αναφέρθηκε, σωματικά αντιπροσωπεύονται από γραμμές επικοινωνίας. Σύμφωνα με την κατεύθυνση της μετάδοσης σήματος παρέχει την αλληλεπίδραση:

• Μονάδες CPU και RAM.
• μεταξύ των θυρών των συνδεδεμένων εξωτερικών συσκευών καιμνήμη τυχαίας πρόσβασης. Υπάρχει ένας μηχανισμός που επιτρέπει στα εξαρτήματα να λειτουργούν με τη μνήμη του συστήματος χρησιμοποιώντας έναν ειδικό ελεγκτή, παρακάμπτοντας τη CPU.
• μεταξύ των θυρών της μητρικής πλακέτας και της CPU.

Η μνήμη RAM είναι ένα απαραίτητο κομμάτιοποιαδήποτε υπολογιστική συσκευή, ακόμα και την απλούστερη αριθμομηχανή. Στους υπολογιστές, τα τρανζίστορ μνήμης υλοποιούνται σε μικροκυκλώματα συγκολλημένα σε μια λωρίδα από τεστολίτη με σειρά χάλκινων συρόμενων επαφών. Κάθε ταινία εισάγεται στον αντίστοιχο σύνδεσμο της μητρικής πλακέτας. Η κλάση CPU ορίζει μια υποστηριζόμενη γενιά ενοτήτων RAM. Για παράδειγμα, εάν ο επεξεργαστής Intel Core2Duo έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με μνήμη DDR2, ο επόμενος πυρήνας προϋποθέτει τη χρήση μόνο του DDR3.

Εκτός από την επιχειρησιακή λειτουργία, υπάρχει μια ριζικά διαφορετική μορφή μνήμης. Παρουσιάζεται, πρώτα απ 'όλα, από συσκευές σε μαγνητικούς δίσκους (σκληρούς δίσκους).

Εκτός από τα εσωτερικά εξαρτήματα, υπάρχειέναν τεράστιο αριθμό εξωτερικών συσκευών. Μόνο χάρη σε αυτές είναι δυνατή η διασφάλιση της αλληλεπίδρασης του ανθρώπου και του μηχανήματος. Για παράδειγμα, μια οθόνη, ένα ποντίκι, ένα πληκτρολόγιο, μια οθόνη αφής, καθώς και ένα σαρωτή, εκτυπωτή, κ.λπ. - όλα αυτά είναι εξωτερικές συσκευές, χωρίς τις οποίες ο υπολογιστής θα παραμείνει ένα απλό μεταλλικό κιβώτιο, ένα πράγμα από μόνο του.

Αυτό το έργο δίνει μόνο μια γενική ιδέα της αρχιτεκτονικής του υπολογιστή. Λεπτομερέστερες πληροφορίες σχετικά με τα στοιχεία μπορούν να βρεθούν στο Internet.