Архитектура компьютера.

1.Понятие архитектуры компьютера. Классификация компьютеров. Информационно-логические основы построения ЭВМ. Принципы фон Неймана. Канальная и шинная системотехника.

Большинство составляющих термина архитектура ЭВМ относится к процессу. Трудно однозначно определить понятие архитектура ЭВМ, т.к. в него можно включить всё, что связано с компьютером вообще.

Архитектура ЭВМ – это абстрактное представление ЭВМ, к-рое отражает её структурную, схемотехничную и логичную организацию.

В понятие ЭВМ входят: 1. структурная схема ЭВМ, 2. средства и способы доступа к элементам структурной схемы ЭВМ, 3. организация и разрядность интерфейсов ЭВМ (интерфейс – способ обмена инф-ции м/д пользователями и программой, м/д программами), 4. организация и способы адресации памяти, 5. способы представления и форматы данных ЭВМ, 6. набор машинных команд и др.

Классификация по типоразмерам

Настольные модели распространены наиболее широко. Они отличаются простотой изменения конфигурации за счёт несложного подключения дополнительных внешних приборов или внутренних компонентов.

Портативные модели удобны для транспортировки. С ними можно работать при отсутствии рабочего места. Особая привлекательность портативных компьютеров связана с тем, что их можно использовать в качестве средства связи практически в любой географической точке.

Карманные модели выполняют функции "интеллектуальных записных книжек". Они позволяют хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ.

Классификация по уровню специализации

По уровню специализации компьютеры делятся на универсальные и специализированные.

На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольной конфигурации. Так, например, один и тот же компьютер может быть использован для работы с текстом, графикой, звуком, фото- и видео.Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач.

Классификация комп.: 1)По принципу действия (аналоговые, дискретные). 2)По поколениям (признаки: элементная база, программное обеспечение).3)По назначению (сверхбыстродействующие, серверы, рабочие станции, ПК).

Фон Нейман предложил схему ЭВМ с программой в памяти и с двоичной логикой.

Принципы Фон Нейман: 1. Принцип хранимой программы. Код программы и её данные находятся в одном адресном пространстве оперативной памяти, 2. Принцип микропрограммирования. В состав процессора входит устройство микропрограммного управления, к-рое поддерживает набор действий, т.е. сигналов, к-рые нужно сгенерировать для физич. выполнения каждой машинной команды, 3. Принцип последовательного выполнения команд. Процессор выбирает из памяти команды строго последовательно. Для изменения прямолинейного хода выполнения программы используются команды условного и безусловного переходов.

Архитектура компьютера с общей шиной (общей магистралью).

Системная магистраль позволяет подключать к компьютеру различные устройства путем параллельного присоединения.

Недостаток – низкое быстродействие – в любой момент времени возможет обмен только между двумя устройствами – все остальные устройства в этот момент должны быть отключены, что достигается с помощью специальных буферных устройств, которые имеют три рабочих состояния – 1, 0,  (Z =  – устройство отключено).

Канальная архитектура.

Компьютер представляет собой систему каналов. Канальная архитектура – это параллельная архитектура. Каждый канал представляет собой систему с прямым доступом к памяти. Каналы делятся на селекторные (для быстрых устройств) и мультиплексные (для медленных устройств. Канальная архитектура намного дороже магистральной, но очень быстрая.