Принципы, определяющие архитектуру компьютера.

Современную архитектуру компьютера определяют следующие принципы:

- Принцип программного управления. Обеспечивает автоматизацию процесса вычислений на ЭВМ. Согласно этому принципу, для решения каждой задачи составляется программа, которая определяет последовательность действий компьютера. Эффективность программного управления будет выше при решении задачи этой же программой много раз (хотя и с разными начальными данными).

- Принцип программы, сохраняемой в памяти. Согласно этому принципу, команды программы подаются, как и данные, в виде чисел и обрабатываются так же, как и числа, а сама программа перед выполнением загружается в оперативную память, что ускоряет процесс ее выполнения.

- Принцип произвольного доступа к памяти. В соответствии с этим принципом, элементы программ и данных могут записываться в произвольное место оперативной памяти, что позволяет обратиться по любому заданному адресу (к конкретному участку памяти) без просмотра предыдущих.

На основании этих принципов можно утверждать, что современный компьютер - техническое устройство, которое после ввода в память начальных данных в виде цифровых кодов и программы их обработки, выраженной тоже цифровыми кодами, способно автоматически осуществить вычислительный процесс, заданный программой, и выдать готовые результаты решения задачи в форме, пригодной для восприятия человеком.

 

Обзор архитектуры компьютеров

 

Архитектура с параллельными процессорами - архитектура вычислительной системы, состоящей из несколько арифметико-логических устройств, которые работают под управлением одного устройства управления.

 

Классическая архитектура компьютера (Архитектура фон Неймана) - архитектура компьютера, предусматривающая:

- одно арифметико-логическое устройство, через которое проходит поток данных;

- одно устройство управления, через которое проходит поток команд.

 

Многомашинная вычислительная система - архитектура вычислительной системы, состоящей их нескольких процессоров, не имеющих общей оперативной памяти. Каждый компьютер в многомашинной системе имеет собственную (локальную) память и классическую архитектуру.

Многопроцессорная архитектура компьютера ( Мультипроцессорная архитектура компьютера ) - архитектура компьютера, предусматривающая наличие в компьютере нескольких процессоров, что позволяет параллельно обрабатывать несколько потоков данных и несколько потоков команд.

 

Открытая архитектура (Open architecture) - архитектура компьютера или периферийного устройства, на которую опубликованы спецификации, что позволяет другим производителям разрабатывать дополнительные устройства к системам с такой архитектурой.

 

Открытая архитектура персонального компьютера - разработанная корпорацией IBM архитектура персональных компьютеров, предполагающая:

- наличие общей информационной шины, к которой подключаются дополнительные устройства через разъемы расширения;

- модульное построение компьютера;

- совместимость всех новых устройств и программных средств с предыдущими версиями.

Последовательный компьютер (Sequential computer) - компьютер с жесткой последовательностью операций, в котором в каждый момент времени только один процессорный элемент обрабатывает одну программу. Последовательный компьютер реализует фон-неймановскую архитектуру вычислений.

 

Вопросы для активизации и создания проблемной ситуации.

 

1. Что такое архитектура компьютера? Общая структура компьютера?

2. Принципы современной архитектуры компьютера?

3. Методы классификации компьютеров? Классификация по назначению?

4. Провести сравнительный анализ по поколениям?

5. Какие принципы определяют архитектуру компьютера?

6. Какая архитектура является с параллельными процессорами?

7. Какая архитектура называется многомашинной вычислительной системой?

8. В чем различие открытой архитектуры от закрытой?