Έννοια και κύριοι τύποι αρχιτεκτονικής υπολογιστών.

Στη δεκαετία του '60, οι κορυφαίοι προγραμματιστές άρχισαν να αναπτύσσουν ένα νέο σχέδιο, το οποίο περιλαμβάνει ένα συνδυασμό αλληλεπίδρασης υλικού και λογισμικού και το οποίο οδήγησε στον ορισμό της αρχιτεκτονικής υπολογιστών. Η αρχιτεκτονική των υπολογιστών έχει γίνει μια σημαντική λεπτομέρεια στον κόσμο των υπολογιστών και παραμένει μέχρι σήμερα.

Έννοια και κύριοι τύποι αρχιτεκτονικής υπολογιστών

Η αρχιτεκτονική ενός υπολογιστή είναι μια πολλαπλή συμβίωση της κοινής δράσης, της διαμόρφωσης και της διασύνδεσης των κύριων λογικών κόμβων ενός υπολογιστή. Αυτή η συμβίωση χρησιμεύει στην εκπλήρωση των καθηκόντων που ορίζει ο χρήστης και περιλαμβάνει πολλούς παράγοντες που συνδυάζουν τη δημιουργία υλικού και λογισμικού, όπου το κύριο άγχος είναι η γενίκευση των συνδέσεων και των αρχών που είναι εγγενείς σε διάφορες τροποποιήσεις της τεχνολογίας των υπολογιστών. Για παράδειγμα, στην παραγωγή μηχανημάτων, τα κύρια στοιχεία του εξοπλισμού και η λειτουργικότητά του μπορεί να είναι τα ίδια, αλλά τα μεμονωμένα δείγματα έχουν σημαντική διαφορά στην τιμή, την ταχύτητα και την παραγωγικότητα.

Κατά την καθημερινή δουλειά οποιουδήποτε χρήστη, όχι μόνο η αποτελεσματικότητα και η ταχύτητα του μηχανήματος, αλλά και οι ικανότητές του στην επίλυση συγκεκριμένων εργασιών, παρουσιάζουν σημαντικό ενδιαφέρον. Ως αποτέλεσμα, το άθροισμα αυτών των απαιτήσεων των καταναλωτών έχει οδηγήσει σε σημαντική ανάπτυξη της βάσης στοιχείων ηλεκτρονικών υπολογιστών, η οποία διακρίνεται από μεγαλύτερη αξιοπιστία και ευκολία στην εργασία. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η αύξηση της ταχύτητας διαθεσιμότητας των μεμονωμένων στοιχείων δεν είναι απεριόριστη, γι 'αυτό και οι κορυφαίοι εμπειρογνώμονες βλέπουν τη λύση αυτού του ζητήματος στον εκσυγχρονισμό της αρχιτεκτονικής των υπολογιστών.

Ως αποτέλεσμα του εκσυγχρονισμού του υπολογιστή, δημιουργήθηκαν ισχυροί υπολογιστές με αρχιτεκτονική πολλών επεξεργαστών, που επιτρέπει την ταυτόχρονη λειτουργία πολλών επεξεργαστών. Και, όσο πιο ισχυρός είναι ο υπολογιστής, τόσο περισσότερο συμμετέχουν οι επεξεργαστές.

Κύριοι τύποι αρχιτεκτονικής υπολογιστών

Ολόκληρο το σύστημα πληροφορικής χωρίζει τους τύπους της αρχιτεκτονικής του υπολογιστή σε τρεις ομάδες, λόγω του αριθμού των ροών εντολών και δεδομένων, τις εξετάζει:

• Ο ιδρυτής της κλασικής αρχιτεκτονικής των υπολογιστών της 1ης και 2ης γενιάς ήταν ο John von Neumann, ο οποίος διατύπωσε τις βασικές αρχές της αλληλουχίας. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει συστήματα μονοεπεξεργαστών, σε μία περίπτωση που έχουν μια ενιαία ροή δεδομένων (SISD), και στη δεύτερη - μια πολλαπλή ροή δεδομένων (SIMD). Αυτοί οι τύποι αρχιτεκτονικής οφείλονται σε μία μόνο ροή διανυσμάτων εντολών, ενώ οι ροές δεδομένων είναι πολυάριθμες.
• Η επόμενη ομάδα, η οποία περιλαμβάνει τους τύπους αρχιτεκτονικής - MIMD. Πρόκειται για ένα σύστημα πολλαπλών επεξεργαστών με πολλαπλή ροή εντολών και την ίδια ροή δεδομένων. Αυτό το αρχιτεκτονικό σύστημα χρησιμοποιείται κυρίως σε σύγχρονους υπερ-υπολογιστές.
• Και το τελευταίο, τρίτο είδος αρχιτεκτονικής είναι το MISD, που αντιπροσωπεύει ένα πρόγραμμα με πολλά δεδομένα. Δυστυχώς, το MISD δεν έχει πρακτική σημασία. Αυτό το είδος δεν θεωρείται αρχιτεκτονική υπολογιστών, αλλά μορφή παραλληλισμού των προγραμμάτων. Σημαίνει την ταυτόχρονη εκτέλεση δύο ή περισσότερων αντιγράφων ενός προγράμματος σε διαφορετικές ενότητες επεξεργαστών με διαφορετικά δεδομένα.

Αξίζει να εξεταστεί μια τόσο σημαντική κατεύθυνση στην ανάπτυξη της αρχιτεκτονικής του υπολογιστή, ως μηχανές ροής δεδομένων. Στη δεκαετία του '80 θεωρήθηκε ότι η προοπτική της υψηλής απόδοσης του υπολογιστή σχετίζεται άμεσα με την ελεγχόμενη ροή δεδομένων του υπολογιστή, όπου οι ρεύσεις αυτές είναι ικανές να εκτελούν διάφορες εντολές, ενώ οι τύποι αρχιτεκτονικής υπολογιστών που εξετάστηκαν παραπάνω έχουν συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών που ελέγχονται από τις εντολές. Στη σύγχρονη παραγωγή, υιοθετήθηκαν μόνο λίγα στοιχεία αυτής της προσέγγισης, που χρησιμοποιούνται σε μικροεπεξεργαστές που περιέχουν πολλές σύγχρονες λειτουργικές συσκευές που περιμένουν να είναι έτοιμοι οι τελεστές.