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.