3. Архитектура компьютера

Прежде всего под архитектурой компьютера понимают методологию сборки как компьютеров в целом, так и отдельных комплектующих в частности.
Это некий стандарт, некая единая концепция, используя которую, многие производители комплектующих — от транзисторов до готовых плат — могут взаимодействовать между собой, создавая значительные и даже прорывные технологические новинки.

Классический вариант архитектуры

Она основана на принципах Неймана, которые рассмотрены в предыдущем разделе. Основные элементы классической архитектуры компьютера:

• логико-арифметический блок;
• блок управления;
• блок внешней памяти;
• блок оперативной памяти;
• блок ввода-вывода данных.

Современная архитектура компьютера

Архитектура компьютера, на котором ты сейчас работаешь на нашем сайте, основана на классической архитектуре, но при этом имеет значительное отличие. Это отличие — центральный процессор. Он объединил в себе блок управления и логико-арифметический блок. Также современная архитектура использует так называемые контроллеры. Они стали необходимы для обмена информацией внутри компьютера, когда из центрального процессора убрали функцию ввода-вывода.

Архитектура IBM

IBM — один из старейших в мире производителей компьютеров. Они первыми разработали «стандартную» архитектуру. Они сделали её открытой, то есть любой производитель компьютеров может сам решать, какую «начинку» сделать своему продукту. При этом аналоги комплектующих разных производителей также будут взаимозаменяемы. Это позволяет посредством замены элементов на более современные модернизировать однажды купленный компьютер много лет подряд.

Программное обеспечение на архитектуре от IBM

Первое и главное, что позволяет архитектура IBM, — это возможность работать под самыми разнообразными операционными системами. Это следствие открытости архитектуры.
Нет никакой разницы, какую ОС и какой версии ты поставишь — Linux или Windows, Unix или OS/\(2\) — они одинаково успешно запустятся и будут выполнять свои функции. А ты сможешь на них работать. И всё это не требует какого-либо согласования с производителями отдельных комплектующих или компьютера в целом.

Внутренняя архитектура компьютера

Теперь давай рассмотрим, что же именно содержится внутри той машины, за которой ты сейчас работаешь. Вне зависимости от того, какого вида твой компьютер — десктоп, неттоп, моноблок или ноутбук, — внутренняя архитектура будет одной и той же (за малыми и редкими исключениями).
Итак, мы знаем, что наш компьютер должен обрабатывать ту информацию, которую получает от внешних устройств. Эта обработка происходит в центральном процессоре. Процессор посредством контроллеров обменивается информацией с другими устройствами. Эти контроллеры и процессор размещаются на одной большой плате. Она называется материнской. Для обработки специализированной информации — аудио, видео — создают отдельные процессоры и платы. Такие платы также крепятся на материнскую.
Понятно, что все эти устройства должны как-то взаимодействовать с центральным процессором. Для такого взаимодействия используется асинхронная связь.

Асинхронная связь — такой вид передачи данных, который происходит через неопределённые промежутки времени и при котором за один сеанс передаётся один символ.

Все устройства — и внешние, и внутренние — «общаются» друг с другом и с центральным процессором посредством контроллеров, системной шины и портов (например, USB).

Архитектура компьютеров.

Содержит сведения о последних достижениях в области архитектур вычислительных систем (компьютеров), в том числе многоядерных, графических и квантовых процессоров. Актуальность книги обусловлена отсутствием соответствующей отечественной учебной литературы в данной предметной области.

Дисциплина «Архитектура компьютеров» изучает внутреннюю организацию вычислительной системы, знание которой позволяет программистам любого уровня рационально использовать все ресурсы системы и проектировать эффективные программы.

В книге уделяется внимание как теоретическим аспектам, так и реальным архитектурам, воплощенным в действующих вычислительных системах и способствующим развитию существующих и генерации новых идей в этой области.

Каждая глава учебника представляет отдельный интерес, что дает возможность некоторые главы включать в смежные курсы («Высокопроизводительные вычисления», «Операционные системы», «Компьютерные сети», «Системы параллельного действия», «Проектирование процессорной обработки» и т.д.).

Это позволяет работать с учебником, не обязательно придерживаясь порядка, предложенного автором.

Архитектура компьютера, характеризующая его логическую организацию, может быть представлена как множество взаимосвязанных компонент, включающих, на первый взгляд, элементы различной природы – программное обеспечение (software), аппаратное обеспечение (hardware), алгоритмическое обеспечение (brainware), специальное фирменное обеспечение (firmware) – и поддерживающих его слаженное функционирование в форме единого архитектурного ансамбля, позволяющего вести эффективную обработку различных объектов.

Архитектура вычислительной системы – это совокупность основных функциональных возможностей системы, сфер применения (научно-техническая, экономическая, управление и т.д.), режимов работы (пакетный, мультипрограммный, разделения времени, диалоговый и т.д.), характеристик ВС (быстродействие, набор и объем памяти, набор периферийных устройств и т.д.), особенностей структуры (однопроцессорная, многопроцессорная) и реализующей базы, т.е. совокупность software, hardware, brainware и firmware.

При подготовке материала использовались источники:
https://www.yaklass.ru/p/informatika/10-klass/tcifrovaia-gramotnost-7279403/ustroistvo-personalnogo-kompiutera-6885891/re-5cac134d-9687-4db6-aa04-bf8ecf63270d
http://www.kavserver.ru/library/ComputerArchitecture.pdf