Архитектура персональных эвм

Понятие «архитектура ЭВМ» появилось в конце 60-х гг. XX в. с существенным изменением подхода к созданию вычислительных машин. На смену независимой от математического обеспечения разработке аппаратуры пришла технология проектирования ЭВМ как системы, представляющей собой совокупность аппаратных (hardware, «железо») и программных (software, «софт») средств. При этом возникло принципиально новое понятие – архитектура ЭВМ.

По определению, архитектура – это описание сложной системы, состоящей из множества элементов, как единого целого.

Применительно к ВТ архитектура определяет состав, назначение, логическую организацию и порядок взаимодействия всех аппаратных и программных средств, объединенных в единую вычислительную систему. Одинаковая архитектура разных компьютеров обеспечивает их совместимость: все машины одного семейства, независимо от их конкретного устройства и фирмы-производителя, должны быть способны выполнять одну и ту ж программу (на практике чаще используется менее жесткий принцип совместимости «снизу вверх»: все программы данной модели выполнимы на более старших).

Архитектуру компьютера следует отличать от его структуры и конфигурации. Архитектура описывает принципы действия и взаимного соединения основных логических узлов ЭВМ, тогда как структура определяет конкретный набор устройств, узлов и блоков, входящих в ее состав. С точки зрения архитектуры важны не все сведения о построении ЭВМ, а только те, которые могут использоваться при практической работе с компьютером и делать его использование наиболее эффективным. Архитектура определяет лишь наиболее важные связи и принципы, являющиеся наиболее общими, присущими многим конкретным реализациям вычислительных машин.

Иными словами, архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием ее основных функциональных узлов.

В архитектуре ЭВМ выделяются три составляющие: собственно аппаратные и программные средства и логика их взаимодействия, к которой, в свою очередь, относятся система команд, система адресации, форматы данных и т.п.

В ПК реализован важный принцип открытой архитектуры: устройства, непосредственно участвующие в обработке информации соединены с остальными устройствами единой магистралью – шиной. Устройства, связанные процессором не напрямую, а через шину, называют периферийными. Принцип открытой архитектуры позволяет выбирать, расширять и модернизировать конфигурацию компьютера. Конфигурация определяется составом устройств, подключенных к компьютеру, причем минимальный набор аппаратных средств, без которых невозможны запуск и работа с ПК, называются базовой конфигурацией.

В базовую конфигурацию, как правило, входят:

• устройства ввода для ввода данных в компьютер (клавиатура, мышь, световое перо и др.);

• оперативная память для временного хранения программ и обрабатываемых в текущий момент данных;

• дополнительные накопители для длительного хранения большого объема данных;

• устройства вывода для выдачи результатов обработки данных (монитор и др.).

Еще важным признаком, по которому разделяются компьютеры, является платформа. Платформ современных ПК несколько; каждая из них отличается как по назначению, так и по типу используемого аппаратного и программного обеспечения. Как правило, различные платформы несовместимы между собой, хотя в отдельных случаях эта проблема решается с помощью специальных эмуляторов. Основных платформ две: IBM и Apple.

IBM

Включает в себя громадный спектр самых различных компьютеров, причем в настоящее время компания IBM – лишь один из великого множества производителей ПК, уже много лет как утративший свое господство в этой области. Тем не менее, и сейчас подавляющее большинство ПК формально относится к типу IBM PC-совместимых. Однако в настоящее время чаще говорят не об IBM-совместимых компьютерах, о платформе WIntel, подразумевая под этим сочетание аппаратного обеспечения – процессоров фирмы Intel и программного обеспечения – операционной системы Windows. Главная заслуга IBM – выработка и утверждение единых стандартов на комплектующие ПК (унификация), что обеспечило подлинно массовое производство относительно недорогих устройств. Именно с понятием IBM PC-совместимости связан принцип открытой архитектуры.

Apple

В отличие от IBM компания Apple всегда делала ставку на эксклюзивность и закрытую архитектуру – комплектующие и программы для производимых Apple компьютеров серии Macintosh выпускались лишь небольшим числом авторизованных производителей, что означало достаточно высокую стоимость в сочетании с надежностью, удобством и «продвинутостью». Именно на компьютерах Apple впервые появились новинки, со временем ставшие неотъемлемой частью любого ПК: графический интерфейс, мышь, звуковая подсистема, компьютерное видео и др. Macintosh по-прежнему незаменимы в таких областях, как издательское дело, дизайн, профессиональная работа с графикой, видео и звуком.

Существуют и другие компьютерные платформы – серверная Sun, игровая Amiga и т.д.