Що таке архітектура комп'ютера?

Кожен, хто вирішив вивчити пристрій електронної обчислювальної машини, обов'язково стикається з терміном «архітектура комп'ютера». Повна його визначення привести неможливо, так як поняття занадто узагальнююче і кожен розглядає його з точки зору вирішуваних завдань. Наприклад, в одному випадку при описі особливу увагу приділяють програмної складової (команда, регістри, пам'ять), а в іншому - апаратної, що включає складові пристрою і спосіб їх взаємодії. Так як середньостатистичний власник комп'ютера частіше цікавиться саме комплектуючими, а не командами, то розглянемо питання саме з цього боку.

Архітектура комп'ютера це спосіб організації взаємодії компонентів, що складають комп'ютер. Для спрощення розуміння часто наводяться описи основних характеристик ключових компонентів.

Всі сучасні комп'ютери ґрунтуються на принципах обробки даних, запропонованих Джоном фон Нейманом в 1946 році. Відмінною особливістю є циклічний спосіб виконання будь-якого процесу, при якому операнди і дані розміщуються в одному і тому ж блоці пам'яті. До речі, саме цей факт пояснює, чому архітектура комп'ютера фон Неймана (неймановская) використовується у всіх сучасних ЕОМ. Втім, спроби відійти від неї робилися вже давно.

Але повернемося до пристроїв, що визначає, як виглядає архітектура персонального комп'ютера. Хоча багато джерел основою обчислювальної машини називають центральний процесор (CPU), тим не менш, у відношенні класичних комп'ютерних систем це дуже суперечливе.

Основним елементом, побічно дозволяє визначити, яка архітектура комп'ютера використовується, є материнська плата. На ній розведені лінії зв'язку (шини) між усіма комплектуючими, які з'єднуються з материнською платою (і один з одним) за допомогою роз'ємів і портів. Не існує універсальних материнських плат, оскільки кожна з них призначена для роботи з абсолютно певним класом процесорів.

Центральний процесор - обчислювальне ядро всього комп'ютера. Представлений великою мікросхемою з мільярдами транзисторів всередині, що формують функціональні блоки. Будь запущена на виконання програма непомітно для користувача перетвориться (інтерпретується) в машинний код і виконується саме на центральному процесорі. Архітектура комп'ютера багато в чому визначається типом CPU.

Інтерфейсна шина, як уже зазначалося, фізично представлена лініями зв'язку. У відповідності з напрямком передачі сигналів забезпечує взаємодію:

• центрального процесора і модулів оперативної пам'яті;
• між портами підключених зовнішніх пристроїв і оперативною пам'яттю. Існує механізм, що дозволяє комплектующим працювати з системною пам'яттю за допомогою спеціального контролера, минаючи центральний процесор;
• між портами материнської плати і центральним процесором.

Оперативна пам'ять є необхідною частиною будь-якого обчислювального пристрою, навіть найпростішого калькулятора. У комп'ютерах транзистори пам'яті реалізовані в мікросхемах, припаяних до планки текстоліту з низкою мідних ковзають контактів. Кожна планка вставляється у відповідний роз'єм материнської плати. Клас CPU визначає підтримуване покоління модулів оперативної пам'яті. Наприклад, якщо процесор Intel Core2Duo призначений для роботи з пам'яттю DDR2, то наступний Core припускає використання тільки DDR3.

Крім оперативної, існує принципово інший вид пам'яті. Він представлений, насамперед, пристроями на магнітних дисках (вінчестери).

Крім внутрішніх комплектуючих, існує величезна кількість зовнішніх пристроїв. Лише завдяки їм вдається забезпечувати взаємодію людини і машини. Наприклад, монітор, мишка, клавіатура, тачскрін, а також сканер, принтер і т.д. - Все це зовнішні пристрої, без яких комп'ютер залишався б простим металевим ящиком, річчю в собі.

Дана робота дає лише загальне уявлення про архітектуру комп'ютера. Більш детальну інформацію по компонентам можна знайти в мережі Інтернет.