Architektura komputera

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Schemat blokowy prostego komputera. Czarne linie oznaczają przepływ danych, a czerwone linie przepływ sterowania.

Architektura komputera oznacza w informatyce technicznej zbiór zasad i metod opisujących funkcjonalność, organizację i implementację komputerów. Niektóre definicje architektury komputerów definiują ją jako opis możliwości i model programowy komputera, ale nie konkretną implementację. W innych definicjach architektura komputera obejmuje projekt architektury zestawu instrukcji, projekt mikroarchitektury, syntezę logiczną i implementację.

MISD (Multiple Instruction, Single Data) - architektura przetwarzania równoległego, w której wiele równolegle wykonywanych programów przetwarza jednocześnie jeden wspólny strumień danych. W zasadzie jedynym zastosowaniem są systemy wykorzystujące redundancję (wielokrotne wykonywanie tych samych obliczeń) do minimalizacji błędów.Urządzenie wejścia-wyjścia, urządzenie we/wy, urządzenie I/O (ang. input/output device) służy do komunikacji systemu komputerowego z jego użytkownikiem lub innym systemem przetwarzania danych. Urządzenie wejścia-wyjścia służy często do zamiany wielkości fizycznych na dane przetwarzane przez system lub odwrotnie. Np. mysz komputerowa przetwarza ruch ręki, odbiornik GPS aktualne położenie geograficzne, a monitor komputera przetwarza dane komputerowe na obraz.

Wprowadzenie[ | edytuj kod]

Komputer jest systemem złożonym o strukturze hierarchicznej - układem wzajemnie powiązanych podsystemów, z których każdy również ma strukturę hierarchiczną, aż do osiągnięcia najniższego poziomu - podsystemu elementarnego. Na każdym poziomie projektant zajmuje się strukturą (sposobem wzajemnego powiązania) i funkcjami (działaniem) poszczególnych składników.

Rejestry procesora to komórki pamięci o niewielkich rozmiarach (najczęściej 4/8/16/32/64/128 bitów) umieszczone wewnątrz procesora i służące do przechowywania tymczasowych wyników obliczeń, adresów lokacji w pamięci operacyjnej itd. Większość procesorów przeprowadza działania wyłącznie korzystając z wewnętrznych rejestrów, kopiując do nich dane z pamięci i po zakończeniu obliczeń odsyłając wynik do pamięci.SISD - jest to architektura klasycznego komputera sekwencyjnego, zawierającego jeden procesor i jeden blok pamięci operacyjnej. Ciąg instrukcji wykonywany jest sekwencyjnie. Architektura taka może zawierać również pewne elementy równoległości, jak np. przetwarzanie potokowe (ang. pipelining). Procesor może się składać z kilku jednostek przetwarzających, jednak wszystkie te jednostki podlegają jednej jednostce sterującej procesora. Również jeżeli komputer składa się z kilku procesorów, ale wykonują one niezależne od siebie programy, to możemy traktować go jako zestaw maszyn SISD.

Komputer składa się z jednostki centralnej (CPU), magistrali systemowej, pamięci oraz urządzeń wejścia-wyjścia. Jednostka centralna składa się z rejestrów, jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU), jednostki sterującej i połączeń wewnętrznych. Jednostka sterująca składa się z układów logicznego szeregowania, rejestrów i dekoderów jednostki sterującej oraz jej pamięci.

Zmodyfikowana architektura harwardzka - znana również jako architektura mieszana, łączy w sobie cechy architektury harwardzkiej i architektury von Neumanna. Oddzielone zostały pamięci danych i rozkazów, lecz wykorzystują one wspólne magistrale danych i adresową. Architektura niniejsza umożliwia łatwe przesyłanie danych pomiędzy rozdzielonymi pamięciami.Informatyka techniczna (ang.information technology) – dyscyplina w dziedzinie nauk inżynieryjno-technicznych oraz kierunek studiów technicznych korzystająca z elektroniki, do projektowania, wytwarzania i eksploatacji sprzętu cyfrowego oraz z podstaw matematyki do projektowania i implementacji oprogramowania podstawowego i systemowego dla przetwarzania danych w systemach teleinformatycznych o szerokich praktycznych zastosowaniach.


Podstrony: 1 [2] [3] [4]




Warto wiedzieć że... beta

Charles Babbage (ur. 26 grudnia 1791 w Teignmouth, zm. 18 października 1871 w Londynie) – angielski matematyk, astronom i mechanik, autor tablic logarytmicznych, konstruktor mechanicznych maszyn liczących.
W informatyce przepływ sterowania oznacza kolejność, w jakiej pojedyncze wyrażenia lub instrukcje są wykonywane w paradygmacie programowania imperatywnego. W języku programowania instrukcja przepływu sterowania może zmienić przepływ sterowania tak, aby wyrażenia wykonywane były w innej kolejności, niż ta, w jakiej są wypisane w kodzie źródłowym. Pojęcie przepływu danych jest prawie zawsze ograniczane do pojedynczego wątku aplikacji, ponieważ dotyczy ono wykonywania instrukcji po jednej naraz.
Synteza logiczna polega na znalezieniu takiej konfiguracji zasobów sprzętowych (bramek logicznych), przerzutników, komórek czy też makrokomórek), która realizować będzie założony układ cyfrowy (opisany zazwyczaj za pomocą języka opisu sprzętu (HDL) lub sieci połączeń). Proces ten przebiega według pewnych wytycznych nakładanych przez projektanta. Może to być minimalizacja potrzebnych zasobów sprzętowych, minimalizacja maksymalnego czasu propagacji sygnału w układzie lub zmniejszenie mocy pobieranej przez układ.
Pamięć operacyjna (ang. internal memory, primary storage) – pamięć adresowana i dostępna bezpośrednio przez procesor, a nie przez urządzenia wejścia-wyjścia procesora. W pamięci tej mogą być umieszczane rozkazy (kody operacji) procesora (program) dostępne bezpośrednio przez procesor i stąd nazwa pamięć operacyjna. W Polsce często pamięć ta jest utożsamiana z pamięcią RAM, choć jest to zawężenie pojęcia, pamięcią operacyjną jest też pamięć nieulotna (ROM, EPROM i inne jej odmiany) dostępna bezpośrednio przez procesor, a dawniej używano pamięci o dostępie cyklicznym.
Magistrala (ang. bus) – zespół linii oraz układów przełączających służących do przesyłania sygnałów między połączonymi urządzeniami w systemach mikroprocesorowych, złożony z trzech współdziałających szyn:
Jednostka arytmetyczno-logiczna (z ang. Arithmetic and Logical Unit lub Arithmetic Logic Unit, ALU) to jedna z głównych części procesora, prowadząca proste operacje na liczbach całkowitych.
Pamięć komputerowa to różnego rodzaju urządzenia i bloki funkcjonalne komputera, służące do przechowywania danych i programów (systemu operacyjnego oraz aplikacji). Potocznie przez "pamięć komputerową" rozumie się samą pamięć operacyjną.

Reklama