Համակարգչի աշխատանքի ճարտարապետություն և սկզբունքներ: Ինչ է համակարգչային ճարտարապետությունը
Ուղարկել ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազայում պարզ է: Օգտագործեք ստորև ներկայացված ձևը
Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսումնառության և աշխատանքի մեջ, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:
Տեղակայված է http://www.allbest.ru/ կայքում
պետական բյուջեի ուսումնական հաստատություն
Միջին մասնագիտական կրթություն
Ռոստովի մարզ
«Ռոստովի շինարարական քոլեջ»
թեմայի շուրջ՝ «Համակարգիչների ճարտարապետություն»
Ավարտված աշխատանք.
A-21 խմբի ուսանող
Պավլովա Ն.Վ.
Դոնի Ռոստով 2014թ
Ներածություն
1. Անհատական համակարգչի հայեցակարգը
2. Անհատական համակարգչի ճարտարապետության հայեցակարգը
3. Անհատական համակարգչի ներքին սարքեր
4. Անհատական համակարգչի արտաքին սարքեր
Համակարգչային միկրոպրոցեսորային տրամաբանության ներածություն
Արագ զարգացում տեղեկատվական տեխնոլոգիաներիսկ դրանց հիմնական տեխնիկական բազան՝ համակարգիչները, հանգեցնում են դրանցով ավելի մեծ հագեցվածության մարդկային գործունեության գրեթե բոլոր ոլորտներում։ Այս պայմաններում ուսանողը պետք է իմանա համակարգչային տեխնիկայի հիմունքները, դրա հիմնականը բնութագրերըև ֆունկցիոնալությունը: Նման գիտելիքները հնարավորություն են տալիս ավելի գիտակցաբար ընտրություն կատարել, կազմակերպել սպասարկում, թարմացնել անհատական համակարգիչները, պլանավորել համակարգչի մշակումը ինչպես անձնական, այնպես էլ մասնագիտական օգտագործման համար, որն ամենաարդիականն է:
Համակարգիչը ծրագրավորվող է էլեկտրոնային սարք, կարող է մշակել տվյալներ և կատարել հաշվարկներ, ինչպես նաև կատարել այլ նիշերի մանիպուլյացիայի առաջադրանքներ։
Համակարգիչը բազմաֆունկցիոնալ էլեկտրոնային սարք է տեղեկատվության կուտակման, մշակման և փոխանցման համար:
Անհատական համակարգչի ճարտարապետությունը նրա հիմնական մասերի դասավորությունն է, ինչպիսիք են պրոցեսորը, օպերատիվ հիշողությունը, վիդեո ենթահամակարգը, սկավառակի համակարգը, ծայրամասային սարքերը և մուտքային/ելքային սարքերը:
PC ճարտարապետությունը որոշում է աշխատանքի սկզբունքը, տեղեկատվական կապերը և համակարգչի հիմնական տրամաբանական հանգույցների փոխկապակցումը.
Կենտրոնական պրոցեսոր;
հիմնական հիշողություն;
արտաքին հիշողություն;
Ծայրամասային սարքեր.
1. Համակարգչային ինտերիեր
v Համակարգչի՝ նրա «ուղեղի» ամենակարեւոր տարրը միկրոպրոցեսորն է։ Միկրոպրոցեսորը էլեկտրոնային միացում է, որն իրականացնում է տեղեկատվության մշակման և բոլոր համակարգչային միավորների կառավարման բոլոր գործառույթները: Կառուցվածքային առումով այն մեկ բյուրեղ է՝ 4-6 սմ2։
Միկրոպրոցեսորը բաղկացած է հետևյալ բլոկներից.
1. Թվաբանական տրամաբանական միավորը (ALU) երկուական համակարգում տրամաբանական և թվաբանական գործողություններ կատարող սարք է։
2. Միկրոպրոցեսորային հիշողությունը ռեգիստրների հիշողությունն է, որոնք պահում են տվյալները և դրանց հասցեները
3. Քեշ հիշողություն - արագ հիշողությունը բարելավում է միկրոպրոցեսորի աշխատանքը՝ բուֆերացնելով հաճախ օգտագործվող հրամանները
4. Կառավարման սարք (CU) - այս սարքը ապահովում է բազմաֆունկցիոնալ ռեժիմ, որը նպաստում է համակարգչի կազմակերպմանը, որում նրա հիշողությունը միաժամանակ պարունակում է ծրագրեր և տվյալներ մի քանի խնդիրների լուծման համար։ Multitasking-ն իրականացվում է ընդհատումների և հիշողության պաշտպանության համակարգի շնորհիվ
5. Միկրոպրոցեսորային հիմք - այն նախատեսված է միկրոպրոցեսորային միավորների միջև տեղեկատվության փոխանակման համար:
Միկրոպրոցեսորային ինտերֆեյսի համակարգ - իրականացնում է ինտերֆեյս և հաղորդակցություն այլ PC սարքերի հետ; ներառում է ներքին MP ինտերֆեյս, բուֆերային պահեստավորման ռեգիստրներ և մուտքային-ելքային նավահանգիստների (IOP) և համակարգի ավտոբուսի կառավարման սխեմաներ:
v Պահպանման սարքը նույնպես կարևոր դեր է խաղում համակարգչում։
Պահպանման սարքը համակարգչային միավոր է, որը նախատեսված է ժամանակավոր ( RAM) և ծրագրերի, մուտքային և ելքային տվյալների, ինչպես նաև միջանկյալ արդյունքների երկարաժամկետ (մշտական հիշողություն) պահպանում։
ZPU-ի տեսակները.
1. RAM-ը (Random Access Memory) համեմատաբար փոքր ծավալի արագ գործող հիշողության սարք է, որը պահում է ներկայումս կատարվող ծրագիրը և դրա տվյալները:
2. Քեշ հիշողությունը գերարագ հիշողություն է, որը նախատեսված է միջանկյալ արդյունքները պահելու համար:
3. ROM (միայն կարդալու հիշողություն) - այս հիշողությունը նախատեսված է համակարգային և օժանդակ ծրագրեր (Bios) պահելու համար, այն անկայուն է, բայց տվյալների փոխանակման փոխարժեքը դեպքերի ճնշող մեծամասնությունում շատ ավելի ցածր է:
v Ավտոբուսը համակարգային տախտակ է, որը տրամադրում է I/O տեղեկատվություն: Ավտոբուսի հատկանիշը փոխարժեքն է։ Անվադողերի հիմնական տեսակները (դասավորված ըստ կատարողականի բարելավման)՝ ISA, EISA, VESA, PCI, AGP: Միակցիչներ - PCI ստանդարտի «անցքերը» ծնվել են մոտ 10 տարի առաջ և այսօր լրացուցիչ սարքերի միացման համար նախատեսված սլոտների հիմնական ստանդարտն է:
Համակարգի ավտոբուսը ներառում է.
կոդի տվյալների ավտոբուս (KSHD), որը պարունակում է լարեր և ինտերֆեյսի սխեմաներ օպերանդի թվային կոդի (մեքենայական բառի) բոլոր թվանշանների զուգահեռ փոխանցման համար.
հասցեի կոդի ավտոբուս (KSA), ներառյալ լարերը և ինտերֆեյսի սխեմաները հիմնական հիշողության բջջի հասցեի կոդի բոլոր թվանշանների զուգահեռ փոխանցման համար կամ արտաքին սարքի մուտքային-ելքային պորտին.
հրահանգների կոդի ավտոբուս (KSI), որը պարունակում է լարեր և ինտերֆեյսի սխեմաներ բոլոր մեքենաների բլոկներին հրահանգներ (կառավարման ազդանշաններ, իմպուլսներ) փոխանցելու համար.
էլեկտրական ավտոբուս, որն ունի լարեր և ինտերֆեյսի սխեմաներ՝ ԱՀ միավորները էլեկտրամատակարարման համակարգին միացնելու համար:
Համակարգի ավտոբուսը տրամադրում է տեղեկատվության փոխանցման երեք ուղղություն.
Միկրոպրոցեսորի և հիմնական հիշողության միջև;
Միկրոպրոցեսորի և արտաքին սարքերի մուտքային-ելքային պորտերի միջև;
Արտաքին սարքերի հիմնական հիշողության և I/O պորտերի միջև (DMA ռեժիմ)
v Կոշտ սկավառակ (կոշտ սկավառակ, HDD) - նախատեսված է համակարգչի աշխատանքի ընթացքում օգտագործվող տեղեկատվության մշտական պահպանման համար՝ օպերացիոն համակարգ, փաստաթղթեր, խաղեր և այլն: Կոշտ սկավառակի հիմնական բնութագրերն են դրա հզորությունը՝ չափված գիգաբայթերով (ԳԲ), տվյալների ընթերցման արագությունը, մուտքի միջին ժամանակը և քեշի չափը: Տեղեկատվությունը պահվում է մագնիսական շերտով մեկ կամ մի քանի կլոր թիթեղների վրա, որոնց վրայով թռչում են մագնիսական ձայնագրող գլուխները։ Կոշտ սկավառակները միացված են մայր տախտակին հատուկ մալուխների միջոցով, որոնցից յուրաքանչյուրը նախատեսված է երկու սարքի համար։
v Կոմպակտ սկավառակի սկավառակ (CD-ROM) նախատեսված է ձայնասկավառակների վրա ձայնագրությունները կարդալու համար: Սարքի առավելությունները՝ սկավառակի մեծ հզորություն, արագ մուտք, հուսալիություն, բազմակողմանիություն, ցածր գնով: Հիմնական հայեցակարգը, որը բնութագրում է այս սարքի աշխատանքը, արագությունն է: Առաջին իսկ CD-ROM-ները 1 արագությամբ են: Այժմ կան 52 արագությամբ CD-ROM-ներ: Ի՞նչ է նշանակում 52 արագությամբ շարժիչ: Սա նշանակում է, որ այն կարդում է տվյալները 52 անգամ ավելի արագ, քան առաջին 1 արագությամբ (150 Կբ/վ) CD-ROM-ը: Հետևաբար, մենք 52-ը բազմապատկում ենք 150 ... 7800 կիլոբայթ վայրկյանում: Ստանդարտ CD-ROM կրիչների հիմնական թերությունը տեղեկատվություն գրելու անկարողությունն է:
Սա պահանջում է այլ սարքեր.
CD-R - սկավառակի կրիչ՝ հատուկ սկավառակի վրա մեկ անգամ տեղեկատվություն գրանցելու ունակությամբ, Ռուսաստանում դրանք կոչվում են «դատարկ»: Այս սկավառակների վրա ձայնագրությունն իրականացվում է դրանց վրա հատուկ լուսազգայուն շերտի առկայության պատճառով, որն այրվում է բարձր ջերմաստիճան լազերային ճառագայթի ազդեցության տակ։
CD-RW - սկավառակ՝ տեղեկատվություն բազմիցս գրելու ունակությամբ: Այս սարքը աշխատում է բոլորովին այլ սկզբունքով և բոլորովին այլ սկավառակներով, քան CD-R-ն:
Վերջերս ավելի ու ավելի է տարածվում DVD-ROM-ը` սարք, որը նախատեսված է DVD ֆորմատի սկավառակներ կարդալու համար:
v BIOS (Basic Input - Output System) - հիմնական մուտքային / ելքային համակարգ - մայր տախտակի վրա տեղադրված միկրոսխեմա: Այստեղ են պահվում հիմնական համակարգչի կարգավորումները: Օգտագործելով BIOS-ը, դուք կարող եք փոխել պրոցեսորի արագությունը, գործողության պարամետրերը համակարգչի այլ ներքին և որոշ արտաքին սարքերի համար: BIOS-ն առաջին և ամենակարևոր կամուրջն է, որը միացնում է համակարգչի ապարատային և ծրագրային ապահովումը: Հետևաբար, ժամանակակից BIOS-ների համար կան շատերը կարևոր հատկանիշներայն թարմացնելու, Plag & Play ստանդարտով աշխատելու, CD-ROM-ից, ցանցային և ZIP կրիչներից համակարգիչը բեռնելու հնարավորությունն է:
v Էներգամատակարարում. Սա բլոկ է, որը պարունակում է համակարգչի ինքնավար և ցանցային էներգիայի մատակարարման համակարգեր:
v Ժամաչափ. Սա մեքենայական էլեկտրոնային ժամացույց է, որն անհրաժեշտության դեպքում ապահովում է ժամանակի ընթացիկ պահի ավտոմատ հեռացում (տարի, ամիս, ժամ, րոպե, վայրկյան և վայրկյանի հատված): Ժմչփը միացված է էներգիայի ինքնավար աղբյուրին՝ մարտկոցին և շարունակում է աշխատել, երբ մեքենան անջատված է ցանցից:
2. Համակարգչային արտաքին սարքեր
v Ստեղնաշարը սարք է, որն օգտագործվում է օգտատերից տեղեկատվությունը համակարգիչ մուտքագրելու համար: Ժամանակակից ստեղնաշարը բաղկացած է 104 ստեղներից, որոնք ամրացված են մեկ բնակարանում:
v Մկնիկ - մանիպուլյատոր՝ տեղեկատվություն համակարգիչ մուտքագրելու համար: Անհրաժեշտ է գրաֆիկական փաթեթների, գծագրերի հետ աշխատելու, դիագրամներ մշակելիս և նորով աշխատելիս օպերացիոն համակարգերՕ՜
v Joystick - մանիպուլյատոր՝ կոճակներով կախովի բռնակի տեսքով, որն օգտագործվում է համակարգչային խաղերում։
v Մոնիտոր (ցուցադրում) - սարք, որը նախատեսված է տեքստային և գրաֆիկական տեղեկատվության ցուցադրման համար:
v Տպիչ - սարք, որը նախատեսված է թղթի վրա տեքստային և գրաֆիկական տեղեկատվություն արտածելու համար: Կան մատրիցային, թանաքային և լազերային տպիչներ (դասավորվում են որակի և տպման արագության բարձրացման կարգով): Տպիչները լինում են գունավոր (inkjet և լազերային) և սև ու սպիտակ (dot matrix և լազերային):
v Սկաներ՝ տեքստային և գրաֆիկական տեղեկատվություն համակարգիչ մուտքագրելու սարք։ Սկաներները ձեռքի են, սեղանադիր պլանշետներ և նույնիսկ հատակ:
v Պլոտեր - սարք, որը թույլ է տալիս գրաֆիկական տեղեկատվություն ցուցադրել թղթի կամ այլ կրիչների վրա: Պլոտերների համար բնորոշ առաջադրանքներն են տարբեր գծագրերի, դիագրամների, գծագրերի, գրաֆիկների, քարտեզների և այլնի կատարումը:
v Մոդեմ (modulator-demodulator) - սարք, որը թույլ է տալիս համակարգչին հեռախոսային գծերի միջոցով հաղորդակցվել այլ համակարգչի հետ։ Իմ ձևով տեսքըև տեղադրման վայրը, մոդեմները բաժանվում են ներքին (ներքին) և արտաքին (արտաքին): Ներքին մոդեմները էլեկտրոնային տախտակ են, որը տեղադրված է անմիջապես համակարգչի մեջ, մինչդեռ արտաքին մոդեմները առանձին սարք են, որը միացված է պորտերից մեկին: Արտաքին մոդեմն ավելի թանկ է, քան նույն տեսակի ներքին մոդեմը արտաքին գրավչությունև ավելի հեշտ տեղադրում: Մոդեմի շահագործման հիմնական պարամետրը տվյալների փոխանցման արագությունն է:
Եզրակացություն
Էլեկտրոնիկայի արդյունաբերության և համակարգչային տեխնիկայի զարգացումն իրականացվում է այնպիսի արագ տեմպերով, որ բառացիորեն 1-2 տարում այսօրվա «տեխնոլոգիայի հրաշքը» հնանում է։ Այնուամենայնիվ, համակարգչային դիզայնի սկզբունքները մնացել են անփոփոխ այն բանից հետո, երբ 1945 թվականին հայտնի մաթեմատիկոս Ջոն ֆոն Նեյմանը պատրաստեց զեկույց համընդհանուր հաշվողական սարքերի նախագծման և գործունեության մասին, այսինքն. համակարգիչներ։
1. https://ru.wikipedia.org/wiki
2. http://imcs.dvfu.ru/lib/eastprog/architecture.html
3. http://rechkate.ru/informatika/arhitektura-pk
4. http://www.lessons-tva.info/edu/e-inf1/e-inf1-2-2.html
5. http://wiki.kem-edu.ru/index.php
Հյուրընկալվել է Allbest.ru-ում
...Նմանատիպ փաստաթղթեր
դասական համակարգչային ճարտարապետություն. Մի քիչ ցանցի հայեցակարգը. I/O սարք. Թվաբանական տրամաբանական միավոր, ALU ռեգիստրների կառուցվածքը, որտեղ տեղադրվում են սկզբնական և ստացված տվյալները, ինչպես նաև ռեգիստրների չափը (երկուական թվանշանների թիվը t):
շնորհանդես, ավելացվել է 29.11.2013թ
Ժամանակակից անհատական համակարգչի ճարտարապետություն. Համակարգչի կենտրոնական և արտաքին սարքերի տեսակներն ու բնութագրերը: Անհատական համակարգչի կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ դիագրամներ: Սարքեր՝ համակարգի միավորում տեղեկատվություն մուտքագրելու և տեղեկատվություն ցուցադրելու համար:
կուրսային աշխատանք, ավելացվել է 18.01.2012թ
Համակարգչային տեխնոլոգիաների ստեղծման պատմությունը. Հաշվողական սարքի կազմակերպում («ֆոն Նեյմանի ճարտարապետություն»): Տեղեկատվության մուտքագրման, մշակման, պահպանման և ելքի սարքեր: Ընդհանուր և մասնագիտական նպատակներով մոնիտորներ, դրանց համեմատական բնութագրերը:
վերացական, ավելացվել է 25.11.2009 թ
Համակարգիչ կառուցելու ողնաշար-մոդուլային սկզբունք. Սարքերի միջև տեղեկատվության փոխանակման հիմնական (ավտոբուս) սկզբունքը: Անհատական համակարգչի ներքին կառուցվածքը. հիմնական բլոկների կազմը և նպատակը: Տեղեկատվության մուտքագրման և ելքի սարքեր:
վերացական, ավելացվել է 19.11.2009 թ
Համակարգչային ծրագրի կառավարման գործոն. Շինարարության հիմնական-մոդուլային սկզբունքը. Joystick - մանիպուլյատոր սարք՝ ձեռքի շարժումների մասին տեղեկություններ մուտքագրելու համար։ Համակարգի բլոկի կազմը. Սարքեր՝ համակարգչի հիշողությունից օգտվողին տեղեկատվություն ցուցադրելու համար:
շնորհանդես, ավելացվել է 23.02.2015թ
Անհատական համակարգչի (PC) շրջանակը. ԱՀ-ի հիմնական բլոկները, տեղեկատվության համակարգչային մշակման մեթոդները: Մուտքային և ելքային սարքեր, տեղեկատվության պահպանում. համակարգային միավոր, ստեղնաշար, մոնիտոր, մկնիկ, սկաներ, թվայնացնող սարք, տպիչ, սկավառակակիր:
շնորհանդես, ավելացվել է 25.02.2011թ
Անհատական համակարգչի հիմնական մասերը` համակարգի միավորը, մուտքային և ելքային սարքերը: Համակարգի միավորի հիմնական տարրերը. մայր տախտակ, պրոցեսոր, օպերատիվ հիշողություն, քեշ հիշողություն, կրիչներ։ Օպերացիոն համակարգ, Windows օբյեկտներ, Windows.
վերացական, ավելացվել է 21.09.2009թ
Ժամանակակից անհատական համակարգչի հիմնական բաղադրիչների նկարագրությունը, բնութագրերը և շահագործման սկզբունքները: Հասցեավորման սկզբունքները, հիշողության միատարրությունը և ծրագրի կառավարման սկզբունքը։ Ծայրամասային մուտքային սարքեր: կենտրոնական տարրեր.
վերացական, ավելացվել է 11/07/2008 թ
Անձնական համակարգչի սարք՝ համակարգի միավոր, հովացման համակարգ, մայր տախտակ, պրոցեսոր, վիդեո քարտ, ձայնային քարտ: Հիշողություն, տեղեկատվության պահպանման սարք: Asus N53SM նոութբուքի սարք՝ ստեղնաշար և touchpad, տեխնիկական բնութագրեր:
վերացական, ավելացվել է 12/05/2012 թ
Համակարգչի էությունը որպես մի տեսակ հաշվիչ: Միկրոպրոցեսորի բնութագրերը՝ համակարգչի հիմնական տարրը, նրա էլեկտրոնային միացում, որն իրականացնում է բոլոր հաշվարկներն ու տեղեկատվության մշակումը։ Համակարգչային տեխնիկայի պատմություն. Ձայնային քարտի, ստեղնաշարի աշխատանքը։
Անհատական համակարգչի ճարտարապետություն(PC) ներառում է կառուցվածք, որն արտացոլում է ԱՀ-ի և ծրագրակազմի կազմը:
- սա իր ֆունկցիոնալ տարրերի մի շարք է (հիմնական տրամաբանական հանգույցներից մինչև ամենապարզ սխեմաները) և նրանց միջև կապերը:
Ճարտարապետությունը սահմանում է ԱՀ-ի հիմնական տրամաբանական հանգույցների աշխատանքի սկզբունքները, տեղեկատվական կապերը և փոխկապակցումը, որոնք ներառում են պրոցեսորը, պատահական մուտքի հիշողությունը, արտաքին պահեստավորման սարքերը և ծայրամասային սարքերը:
Բոլոր ժամանակակից ԱՀ-ների կառուցման հիմնական սկզբունքըծրագրային հսկողություն է:
Դասական ֆոն Նեյմանի ճարտարապետություն
1946 դոլարով ամերիկացի մաթեմատիկոսներ Ջոն ֆոն Նեյման, Գերմանական ԳոլդշտեյնԵվ Արթուր Բերքսհամատեղ հոդվածում նրանք նախանշել են համակարգիչների կառուցման և շահագործման նոր սկզբունքներ։ Այս սկզբունքների հիման վրա արտադրվել են $1-րդ և $2$-րդ սերնդի համակարգիչներ: Հետագա սերունդներում որոշակի փոփոխություններ եղան, բայց ֆոն Նեյմանի (այդպես էին կոչվում) սկզբունքները մնացին։
Ֆոն Նեյմանի հիմնական սկզբունքները.
- Օգտագործելով երկուական թվային համակարգը ԱՀ-ում , որոնցում սարքերի համար շատ ավելի հեշտ է կատարել թվաբանական-տրամաբանական գործողություններ, քան տասնորդական:
- ԱՀ ծրագրային ապահովման հսկողություն . ԱՀ-ի աշխատանքը վերահսկվում է ծրագրով, որը բաղկացած է մի շարք հրամաններից, որոնք կատարվում են հաջորդաբար մեկը մյուսի հետևից: Հիշողության մեջ պահված ծրագրով մեքենայի ստեղծումը նշանավորեց ծրագրավորման սկիզբը։
- Տվյալները և ծրագրերը պահվում են համակարգչի հիշողության մեջ . Հրամաններն ու տվյալները կոդավորված են նույն կերպ երկուական տարբերակով:
- ԱՀ հիշողության բջիջները ունեն հաջորդական համարակալված հասցեներ: Հիշողության ցանկացած վայր իր հասցեով մուտք գործելու հնարավորությունը հնարավորություն տվեց օգտագործել փոփոխականներ ծրագրավորման մեջ:
- Ծրագրի կատարման ընթացքում պայմանական ցատկի հնարավորություն։ ԱՀ-ում հրամանները կատարվում են հաջորդաբար, բայց անհրաժեշտության դեպքում կարող եք անցում կատարել կոդի ցանկացած մասի:
Հիմնական սկզբունքն այն էր, որ ծրագիրն արդեն դարձել էր մշտական մասմեքենաներ, բայց փոփոխական, ի տարբերություն ապարատի, որը մնում է անփոփոխ և շատ պարզ:
Ֆոն Նեյմանը առաջարկել է նաև PC կառուցվածքը (նկ. 1):
Նկար 1. ԱՀ կառուցվածքը
Ֆոն Նեյմանի մեքենայի կազմը ներառում էր.
- պահեստավորման սարք (հիշողություն);
- թվաբանական տրամաբանական միավոր (ALU), որն իրականացնում էր բոլոր թվաբանական և տրամաբանական գործողությունները.
- կառավարման սարք (ՄՄ), որը համակարգում է մեքենայի բոլոր հանգույցների գործողությունները ծրագրին համապատասխան.
- I/O սարքեր.
Ծրագրերը և տվյալները մուտքագրվել են հիշողության մեջ մուտքային սարքից ALU-ի միջոցով: Ծրագրի բոլոր հրամանները հաջորդաբար գրվել են հիշողության բջիջներում, իսկ մշակման համար նախատեսված տվյալները՝ կամայական բջիջներում:
Հրամանը ներառում էր կատարվող գործողությունը և հիշողության բջիջների հասցեները, որոնցում պահվում են տվյալները և որոնց վրա պետք է կատարվի անհրաժեշտ գործողությունը, ինչպես նաև այն բջջի հասցեն, որում պետք է գրվի արդյունքը ( պահեստավորում հիշողության մեջ):
ALU-ից արդյունքները փոխանցվում են հիշողության կամ ելքային սարքի: Այս սարքերը սկզբունքորեն տարբերվում են նրանով, որ տվյալները պահվում են հիշողության մեջ՝ համակարգչի կողմից մշակման համար հարմար ձևով, իսկ ելքային սարքերում (մոնիթոր, տպիչ և այլն)՝ մարդու համար հարմար ձևով:
Հրամաններով ազդանշանները ստացվում են ՄՄ-ից այլ սարքեր, իսկ մյուս սարքերից ՄՄ-ն ստանում է տեղեկատվություն դրանց կատարման արդյունքի մասին։
ՄՄ-ն պարունակում է հատուկ գրանցամատյան (բջիջ) - ծրագրի հաշվիչ, որում գրված է ծրագրի առաջին հրահանգի հասցեն։ ՄՄ-ն հիշողությունից կարդում է համապատասխան հիշողության բջիջի պարունակությունը և տեղադրում այն հատուկ սարքում. հրահանգների գրանցամատյան. ՄՄ-ն որոշում է հրամանի աշխատանքը, հիշողության մեջ «նշում» է այն տվյալները, որոնց հասցեները նշված են հրամանում և վերահսկում է հրամանի կատարումը: Գործողությունը կատարվում է ALU-ի կամ համակարգչային տեխնիկայի միջոցով:
Հրամանի կատարումից հետո ծրագրի հաշվիչը ավելանում է $1$-ով և ցույց է տալիս ծրագրի հաջորդ հրամանը: Եթե անհրաժեշտ է կատարել հրաման, որը չի հետևում ընթացիկին հերթականությամբ, ապա հատուկ jump հրամանը պարունակում է այն բջջի հասցեն, որին պետք է փոխանցվի կառավարումը:
Ժամանակակից համակարգչի ճարտարապետություն
Ժամանակակից ԱՀ-ների ճարտարապետությունը հիմնված է բեռնախցիկ-մոդուլային սկզբունք. ԱՀ-ն բաղկացած է առանձին մասերից՝ մոդուլներից, որոնք համեմատաբար անկախ ԱՀ սարքեր են (օրինակ՝ պրոցեսոր, օպերատիվ հիշողություն, կարգավորիչ, էկրան, տպիչ, սկաներ և այլն)։
Մոդուլային սկզբունք թույլ է տալիս օգտագործողին ինքնուրույն լրացնել համակարգչի անհրաժեշտ կոնֆիգուրացիան և անհրաժեշտության դեպքում թարմացնել այն: Համակարգի մոդուլային կազմակերպումը հիմնված է տեղեկատվության փոխանակման հիմնական սկզբունքի վրա։ Որպեսզի ԱՀ-ն աշխատի որպես մեկ մեխանիզմ, անհրաժեշտ է տվյալների փոխանակում տարբեր սարքերի միջև, որոնց համար համակարգի (հիմնական) ավտոբուս, որը պատրաստվում է մայր տախտակի վրա տպված կամրջի տեսքով։
ԱՀ-ի ճարտարապետության հիմնական առանձնահատկությունները կրճատվում են ապարատային դասավորության սկզբունքներին, ինչպես նաև համակարգային սարքավորումների ընտրված հավաքածուին:
Այս ճարտարապետությունը բնութագրվում է իր բացություն– ԱՀ-ում լրացուցիչ սարքեր (համակարգ և ծայրամասային) ներառելու ունակություն, ինչպես նաև ցանկացած մակարդակի օգտատերերի ծրագրերը հեշտությամբ ներդնելու հնարավորություն ծրագրային ապահովումԱՀ.
Դիտողություն 1
Բացի այդ, համակարգչի ճարտարապետության բարելավումը կապված է համակարգի հիշողության հետ տեղեկատվության փոխանակման առավելագույն արագացում:Համակարգի հիշողությունից է, որում պահվում են տվյալները, որ համակարգիչը կարդում է բոլոր գործարկվող հրամանները: Այսպիսով, պրոցեսորը կատարում է հիշողության զանգերի մեծ մասը, և հիշողության հետ փոխանակման արագացումը կհանգեցնի ամբողջ համակարգի զգալի արագացմանը որպես ամբողջություն:
Որովհետեւ Օգտագործելով համակարգային ավտոբուս՝ պրոցեսորը հիշողության հետ փոխանակելու համար, դուք պետք է հաշվի առնեք հենց ավտոբուսի արագության սահմանները, այնուհետև ավտոբուսի միջոցով անհնար է հասնել տվյալների փոխանակման զգալի արագացման:
Այս խնդրի լուծման համար առաջարկվել է հետևյալ մոտեցումը. Համակարգի հիշողությունը համակարգի ողնաշարի փոխարեն միացված է հատուկ գերարագ ավտոբուսին, որը հեռակա տեղակայված է պրոցեսորին ավելի մոտ և չի պահանջում բարդ բուֆերներ և մեծ հեռավորություններ: Այս դեպքում հիշողությունը փոխանակվում է պրոցեսորի համար հնարավոր առավելագույն արագությամբ, իսկ համակարգի մայրուղին այն չի դանդաղեցնում: Այս որոշումը հատկապես արդիական դարձավ պրոցեսորի արագության բարձրացմամբ։
Այսպիսով, դառնում է համակարգչի կառուցվածքը մեկ ավտոբուսից, որն օգտագործվել է միայն առաջին համակարգիչներում երեք բար.
Նկար 2. ԱՀ-ի երեք ավտոբուսային կառուցվածք
ALU-ն և CU-ն ժամանակակից ԱՀ-ներում կազմում են պրոցեսոր: Պրոցեսորը, որը բաղկացած է մեկ կամ մի քանի խոշոր ինտեգրալ սխեմաներից, կոչվում է միկրոպրոցեսոր կամ միկրոպրոցեսորային փաթեթ։
Բազմապրոցեսորային համակարգչի ճարտարապետություն
Բազմաթիվ պրոցեսորների առկայությունը ԱՀ-ում նշանակում է շատ տվյալների հոսքեր և հրամաններ կարող են կազմակերպվել զուգահեռ, այսինքն. Միևնույն առաջադրանքի մի քանի բեկորներ կարող են կատարվել միաժամանակ:
Նկար 3. Բազմապրոցեսորային ԱՀ-ի ճարտարապետություն
Բազմամեքենա հաշվողական համակարգ
Բազմամեքենա հաշվողական համակարգի ճարտարապետության մեջ յուրաքանչյուր պրոցեսոր ունի իր RAM-ը:Բազմամեքենա հաշվողական համակարգի օգտագործումը արդյունավետ է այնպիսի խնդիրների լուծման համար, որոնք ունեն շատ հատուկ կառուցվածք, որը պետք է բաղկացած լինի այնքան ԱՀ-ից, որքան համակարգը բաժանված է ազատ զուգակցված ենթաառաջադրանքների:
Բազմապրոցեսորային և բազմամեքենա հաշվողական համակարգերը արագության առումով առավելություն ունեն միապրոցեսորայինների նկատմամբ։
Զուգահեռ պրոցեսորի ճարտարապետություն
Այս ճարտարապետության մեջ մի քանի ALU-ներ գործում են մեկ կառավարման միավորի հսկողության ներքո: Սա նշանակում է, որ շատ տվյալներ կարող են մշակվել մեկ ծրագրով, այսինքն՝ մեկ հրամանի հոսքով: Նման ճարտարապետության բարձր կատարողականությունը կարելի է ձեռք բերել միայն այն առաջադրանքների դեպքում, որոնցում միևնույն հաշվողական գործողությունները կատարվում են միաժամանակ միևնույն տեսակի տվյալների տարբեր հավաքածուների վրա:
Նկար 4. Ճարտարապետություն զուգահեռ պրոցեսորով
Ժամանակակից մեքենաները հաճախ պարունակում են տարրեր տարբեր տեսակներճարտարապետական լուծումներ. Կան ճարտարապետական այլ լուծումներ, որոնք տարբերվում են վերը նշվածներից:
Համակարգիչ կառուցելու հիմնական սկզբունքը կոչվում է ճարտարապետություն: ֆոն Նոյմանը - Հունգարական ծագում ունեցող ամերիկացի գիտնական Ջոն ֆոն Նոյմանը, ով առաջարկել է այն:
Համակարգչային ժամանակակից ճարտարապետությունը որոշվում է հետևյալ սկզբունքներով.
Ծրագրի վերահսկման սկզբունքը. Ապահովում է համակարգչի վրա հաշվարկման գործընթացի ավտոմատացում: Այս սկզբունքով յուրաքանչյուր խնդիր լուծելու համար կազմվում է ծրագիր, որը որոշում է համակարգչի գործողությունների հաջորդականությունը։ Ծրագրի վերահսկման արդյունավետությունն ավելի բարձր կլինի, երբ խնդիրը լուծվի միևնույն ծրագրի կողմից բազմիցս (թեև տարբեր սկզբնական տվյալներով):
Հիշողության մեջ պահվող ծրագրի սկզբունքը. Համաձայն այս սկզբունքի, ծրագրի հրամանները տրվում են, ինչպես տվյալները, թվերի տեսքով և մշակվում են այնպես, ինչպես թվերը, և ծրագիրն ինքը բեռնվում է RAM-ում մինչև կատարումը, ինչը արագացնում է դրա կատարման գործընթացը:
Հիշողության պատահական մուտքի սկզբունքը. Այս սկզբունքի համաձայն՝ ծրագրի և տվյալների տարրերը կարող են գրվել RAM-ի կամայական վայրում, ինչը թույլ է տալիս մուտք գործել ցանկացած հասցե (հատուկ հիշողության վայր)՝ առանց նախորդներին նայելու:
Ելնելով այս սկզբունքներից՝ կարելի է պնդել, որ ժամանակակից համակարգիչը տեխնիկական սարք է, որը սկզբնական տվյալները թվային կոդերի տեսքով հիշողության մեջ մուտքագրելուց և դրանց մշակման ծրագրից հետո՝ արտահայտված նաև թվային կոդերով, ի վիճակի է ինքնաբերաբար իրականացնել. ծրագրով սահմանված հաշվողական գործընթացն ու պատրաստի արդյունքներ են տալիս խնդիրը լուծելու համար մարդու ընկալման համար հարմար ձևով։
Անձնական համակարգիչը, ինչպիսին է IBM PC-ն, ունի միկրոպրոցեսորային համակարգի բավականին ավանդական ճարտարապետություն և պարունակում է բոլոր սովորական ֆունկցիոնալ միավորները՝ պրոցեսոր, մշտական և պատահական մուտքի հիշողություն, մուտքային/ելքային սարքեր, համակարգային ավտոբուս, էներգիայի մատակարարում:
Անհատական համակարգիչների ճարտարապետության հիմնական առանձնահատկությունները կրճատվում են ապարատային դասավորության սկզբունքներին, ինչպես նաև համակարգային սարքավորումների ընտրված հավաքածուին:
Համակարգչի հիմնական բաղադրիչները հետևյալն են.
CPU միկրոպրոցեսոր է՝ բոլոր անհրաժեշտ օժանդակ չիպերով, ներառյալ արտաքին քեշի հիշողությունը և համակարգային ավտոբուսի կարգավորիչը: (Քեշ հիշողությունը ավելի մանրամասն կքննարկվի հաջորդ բաժիններում): Շատ դեպքերում դա կենտրոնական պրոցեսորն է, որն իրականացնում է փոխանակումը համակարգի ավտոբուսում:
RAM կարող է զբաղեցնել պրոցեսորի հասցեական հիշողության գրեթե ողջ տարածքը: Այնուամենայնիվ, ամենից հաճախ դրա ծավալը շատ ավելի քիչ է: Ժամանակակից անհատական համակարգիչներում համակարգի հիշողության ստանդարտ քանակը սովորաբար կազմում է 64-ից մինչև 512 ՄԲ: Համակարգչի RAM-ն աշխատում է դինամիկ հիշողության չիպերով և, հետևաբար, պահանջում է վերականգնում:
Համառ հիշողություն (ROM BIOS - Base Input / Output System) ունի փոքր չափ (մինչև 64 ԿԲ), պարունակում է գործարկման ծրագիր, համակարգի կազմաձևման նկարագրություն, ինչպես նաև վարորդներ (ցածր մակարդակի ծրագրեր)՝ համակարգային սարքերի հետ փոխազդելու համար:
Ընդհատման վերահսկիչ փոխակերպում է համակարգի ավտոբուսի ապարատային ընդհատումները պրոցեսորի ապարատային ընդհատումների և սահմանում ընդհատումների վեկտորային հասցեներ: Ընդհատման կարգավորիչի բոլոր աշխատանքային ռեժիմները սահմանվում են ծրագրային պրոցեսորի կողմից՝ նախքան աշխատանքը սկսելը:
Ուղղակի հիշողության մուտքի վերահսկիչ ստանում է RAP-ի հարցումը համակարգի ավտոբուսից, փոխանցում այն պրոցեսորին, և այն բանից հետո, երբ պրոցեսորը տրամադրում է ավտոբուսը, այն փոխանցում է տվյալներ հիշողության և I/O սարքի միջև: PDP կարգավորիչի աշխատանքի բոլոր ռեժիմները սահմանվում են ծրագրային պրոցեսորի կողմից նախքան աշխատանքը սկսելը: Համակարգչում ներկառուցված ընդհատումների և DMA կարգավորիչների օգտագործումը հնարավորություն է տալիս զգալիորեն պարզեցնել օգտագործվող ընդարձակման քարտերի սարքավորումները:
Վերականգնման վերահսկիչ իրականացնում է տեղեկատվության պարբերական թարմացում դինամիկ պատահական մուտքի հիշողության մեջ՝ ավտոբուսի վրա հատուկ ռեգեներացիոն ցիկլեր անցկացնելով: Վերականգնման ցիկլերի տևողության ընթացքում այն դառնում է ավտոբուսի տերը (վարպետը):
Տվյալների բայթերի փոխանակում օգնում է տվյալների փոխանակմանը 16-բիթանոց և 8-բիթանոց սարքերի միջև, ուղարկել ամբողջական բառեր կամ առանձին բայթեր:
Իրական ժամանակի ժամացույց և ժամանակաչափ-հաշվիչ - դրանք ժամի և ամսաթվի ներքին հսկողության, ինչպես նաև ժամանակային ընդմիջումների ծրագրային բացահայտման, ծրագրի հաճախականության կարգավորումների և այլնի սարքեր են:
Համակարգի I/O սարքեր - սրանք այն սարքերն են, որոնք անհրաժեշտ են համակարգչին աշխատելու և ստանդարտ արտաքին սարքերի հետ զուգահեռ և սերիական ինտերֆեյսների միջոցով փոխազդելու համար: Նրանք կարող են պատրաստվել մայր տախտակի վրա, կամ կարող են տեղակայվել ընդարձակման քարտերի վրա:
Ընդարձակման տախտակներ տեղադրված են համակարգի ողնաշարի անցքերում (միակցիչներ) և կարող են պարունակել RAM և մուտքային/ելքային սարքեր: Նրանք կարող են շփվել ավտոբուսի այլ սարքերի հետ ծրագրային ռեժիմում, ընդհատման ռեժիմում և DMA ռեժիմում: Հնարավոր է նաև գրավել ավտոբուսը, այսինքն՝ ամբողջությամբ անջատել համակարգի բոլոր սարքերը ավտոբուսից որոշ ժամանակով։
Այս ճարտարապետության կարևոր առանձնահատկությունն այն է բացություն , այսինքն՝ համակարգչի մեջ հավելյալ սարքեր ներառելու հնարավորություն՝ ինչպես համակարգային սարքեր, այնպես էլ ընդլայնման տարբեր քարտեր։ Բաց լինելը ենթադրում է նաև համակարգչային ծրագրերի ցանկացած մակարդակում օգտագործողների ծրագրերը հեշտությամբ ներդնելու ունակություն:
Ընտանիքի առաջին համակարգիչը, որը ստացել է լայն տարածում, IBM PC XT, ստեղծվել է PC XT-Bus համակարգի սկզբնական հիմքի հիման վրա։ Հետագայում (սկսած IBM PC AT-ից) այն վերջնական տեսքի բերվեց մինչև ողնաշարը, որը դարձավ ստանդարտ և կոչվեց ISA (Industry Standard Architecture): Մինչև վերջերս ISA-ն մնում էր համակարգչի ողնաշարը:
Այնուամենայնիվ, սկսած i486 պրոցեսորների հայտնվելուց (1989թ.), այն դադարեց բավարարել կատարողականի պահանջները, և այն սկսեց կրկնօրինակվել ավելի արագ ավտոբուսներով՝ VLB (VESA Local Bus) և PCI (Peripheral Component Interconnect bus) կամ փոխարինվել ISA-համատեղելի EISA (Enhanced ISA): Աստիճանաբար PCI ավտոբուսը դուրս մղեց իր մրցակիցներին և դարձավ դե ֆակտո ստանդարտ, և 1999 թվականից սկսած խորհուրդ է տրվում ամբողջովին հրաժարվել ISA ավտոբուսից նոր համակարգիչներում՝ թողնելով միայն PCI-ն: Ճիշտ է, այս դեպքում պետք է հրաժարվել ISA ողնաշարին միանալու համար տարիների ընթացքում մշակված ընդլայնման քարտերի օգտագործումից:
Անհատական համակարգչի ճարտարապետության բարելավման մեկ այլ ուղղություն կապված է համակարգի հիշողության հետ տեղեկատվության փոխանակման առավելագույն արագացում . Համակարգի հիշողությունից է, որ համակարգիչը կարդում է բոլոր գործարկվող հրամանները և տվյալները պահպանում է համակարգի հիշողության մեջ: Այսինքն, պրոցեսորը կատարում է հիշողության զանգերի մեծ մասը: Հիշողության հետ փոխանակման արագացումը հանգեցնում է ամբողջ համակարգի զգալի արագացմանը որպես ամբողջություն:
Բայց համակարգային մայրուղին հիշողության փոխանակման համար օգտագործելիս պետք է հաշվի առնել մայրուղու արագության սահմանաչափերը։ Համակարգի մայրուղին պետք է ապահովի ինտերֆեյս մեծ թվով սարքերի հետ, ուստի այն պետք է ունենա բավականին երկար երկարություն. այն պահանջում է մուտքային և ելքային բուֆերների օգտագործում՝ ողնաշարի գծերին համապատասխանելու համար: Համակարգի մայրուղու երկայնքով փոխանակման ցիկլերը բարդ են և չեն կարող արագացվել: Արդյունքում անհնար է հասնել մայրուղու երկայնքով պրոցեսորի փոխանակման զգալի արագացման:
Մշակողները առաջարկել են հետևյալ մոտեցումը. Համակարգի հիշողությունը միացված է ոչ թե համակարգի ողնաշարին, այլ պրոցեսորին «ավելի մոտ» տեղակայված հատուկ գերարագ ավտոբուսին, որը չի պահանջում բարդ բուֆերներ և մեծ հեռավորություններ։ Այս դեպքում հիշողության հետ փոխանակումն ընթանում է առավելագույն հնարավորությամբ տրված պրոցեսորարագությունը, իսկ համակարգի մայրուղին չի դանդաղեցնում այն։ Սա հատկապես տեղին է դառնում պրոցեսորի արագության բարձրացման դեպքում (այժմ անհատական համակարգիչների պրոցեսորների ժամացույցի հաճախականությունը հասնում է 1-3 ԳՀց):
Այսպիսով, անհատական համակարգչի կառուցվածքը մեկ ավտոբուսից, որն օգտագործվում է միայն առաջին համակարգիչներում, դառնում է երեք բար.
Անվադողերի նպատակը հետևյալն է.
կենտրոնական պրոցեսորը և քեշ հիշողությունը (արագ բուֆերային հիշողություն) միացված են տեղական ավտոբուսին.
հիշողության ավտոբուսը միացնում է համակարգչի RAM-ը և մշտական հիշողությունը, ինչպես նաև համակարգի ավտոբուսի կարգավորիչը.
բոլոր մյուս համակարգչային սարքերը միացված են համակարգի ավտոբուսին (ողնաշարը):
Երեք անվադողերն էլ կան հասցեի գծեր, տվյալների գծեր և կառավարման ազդանշաններ. Բայց այս անվադողերի գծերի կազմը և նպատակը չեն համընկնում միմյանց հետ, չնայած նրանք կատարում են նույն գործառույթները: Պրոցեսորի տեսանկյունից համակարգում կա միայն մեկ համակարգային ավտոբուս (մայրուղի), այն ստանում է տվյալներ և հրամաններ տալիս դրա միջոցով և փոխանցում է տվյալները ինչպես հիշողություն, այնպես էլ I/O սարքեր:
Համակարգի հիշողության և պրոցեսորի միջև ժամանակային ուշացումներն այս դեպքում նվազագույն են, քանի որ տեղական ավտոբուսը և հիշողության ավտոբուսը միացված են միայն ամենապարզ արագ բուֆերներով: Նույնիսկ ավելի քիչ ուշացում կա պրոցեսորի և քեշի հիշողության միջև, որն ուղղակիորեն միացված է պրոցեսորի տեղական ավտոբուսին և ծառայում է պրոցեսորի փոխանակումն արագացնելու համակարգային հիշողության հետ։
Եթե համակարգիչը օգտագործում է երկու համակարգային ավտոբուսներ, օրինակ՝ ISA և PCI, ապա դրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր ավտոբուսի կարգավորիչը, և նրանք աշխատում են զուգահեռ՝ առանց միմյանց վրա ազդելու։ Այնուհետև ստացվում է արդեն չորս բարակ, իսկ երբեմն էլ հինգ բարակ կառուցվածք:
|
Բազմավտոբուսի կառուցվածքի օրինակ |
Desktop դասի ամենատարածված սեղանադիր համակարգիչներում որպես կառուցվածքային հիմք օգտագործվում է համակարգը կամ մայր տախտակը (մայր տախտակը), որի վրա տեղակայված են համակարգչի բոլոր հիմնական համակարգի հանգույցները, ինչպես նաև համակարգի ավտոբուսի մի քանի միակցիչներ (սլոտներ): դուստր տախտակները միացնելու համար - ընդլայնման քարտեր (ինտերֆեյսի մոդուլներ, կարգավորիչներ, ադապտերներ): Որպես կանոն, ժամանակակից մայր տախտակները թույլ են տալիս փոխարինել պրոցեսորը, ընտրել դրա ժամացույցի հաճախականությունը, փոխարինել և ընդլայնել RAM-ը, այլ հանգույցների համար աշխատելու ռեժիմների ընտրություն։
Ա-նախնական, ճարտարապետություն- սա բարդ համակարգի նկարագրություն է, որը բաղկացած է բազմաթիվ տարրերից, որպես ամբողջություն:
Ժամանակակից անհատական համակարգչի ճարտարապետությունը համակարգչի կառուցման սկզբունքների ընդհանրացումն է, որն առաջարկվել է գիտնականների խմբի կողմից՝ Ջոն ֆոն Նեյմանի գլխավորությամբ։ Neumann համակարգչի դասական ճարտարապետության մեջ կարելի է առանձնացնել 5 հիմնական բլոկներ, որոնք ներկայացված են Նկ. 2.1. Մուտքային սարքերի (IU) օգնությամբ տվյալները և ծրագրերը, որոնք ներկայացված են երկուական տեսքով, մտնում են մեքենայի պատահական մուտքի հիշողություն (RAM) կամ հիշողություն: Ծրագիրը կազմող հրամաններն իրականացնելու համար օգտագործվում է թվաբանական տրամաբանական միավոր (ALU), որը կատարում է թվաբանական գործողություններ, համեմատական գործողություններ, տրամաբանական հանրահաշիվ և այլն: RAM-ի և ALU-ի փոխազդեցությունն իրականացվում է կառավարման միավորի (CU) կողմից: Նրա օգնությամբ ծրագիրը RAM-ից տեղափոխվում է ALU, գտնվում են անհրաժեշտ տվյալները, կատարվում են հաշվարկներ, գրվում է հիշողությունը, իսկ արդյունքը կազմակերպվում է ելքային սարքի (UVv) միջոցով։
Ժամանակակից համակարգչի իրական կառուցվածքը շատ ավելի բարդ է՝ շնորհիվ դրա կատարողականը և ֆունկցիոնալությունը բարելավելու ցանկության։
Այսպիսով, քեշ հիշողությունը հայտնվեց անհատական համակարգչի կառուցվածքում, ներդրվեցին RAM-ի անմիջական մուտքի ալիքներ, որոնք օգտագործվում էին մուտքային / ելքային սարքերի հետ տվյալների փոխանակման համար՝ շրջանցելով միկրոպրոցեսորը:
Ծայրամասային սարքերը միացված են համակարգչային ապարատին հատուկ կարգավորիչների (K) կամ ադապտերների (A) միջոցով՝ հսկիչ սարքերի միջոցով՝ պրոցեսորն ազատելով այս սարքավորման անմիջական հսկողությունից:
Անհատական համակարգչի ճարտարապետության մեջ հայտնվեց համապրոցեսոր- սարք, որը գործում է հիմնական պրոցեսորին զուգահեռ և կատարում է հատուկ գործողություններ. օրինակ, մաթեմատիկական կոպրոցեսորը նախատեսված է բարդ մաթեմատիկական հաշվարկների համար:
Համակարգի միավորը ԱՀ-ի կենտրոնական մասն է: INՀամակարգային միավորի պատյանում տեղակայված են ԱՀ-ի ներքին սարքերը: Համակարգի միավորը ներառում է հետևյալ սարքերը.
Համակարգային (մայր տախտակ) միկրոպրոցեսորով տախտակ;
RAM;
Կոշտ սկավառակի սկավառակ;
Կարգավորիչներ կամ ադապտերներ՝ արտաքին ԱՀ սարքերը միացնելու և կառավարելու համար (մոնիտոր, բարձրախոս և այլն);
Արտաքին սարքերի միացման պորտեր (տպիչ,
մկներ և այլն);
Արտաքին պահեստավորման սարքեր (VZU) ճկուն սկավառակների և լազերային սկավառակների համար, ինչպիսիք են CD-ROM-ը և DVD-ROM-ը:
Մայր տախտակԱՀ-ի ինտեգրող (միավորող) հանգույց է: Մայր տախտակը մեծապես որոշում է ԱՀ-ի կոնֆիգուրացիան, քանի որ օգտագործվող միկրոպրոցեսորի տեսակը, RAM-ի առավելագույն քանակը, արտաքին ԱՀ սարքերի միացման քանակը և մեթոդները և այլ բնութագրերը կախված են դրա պարամետրերից:
Միկրոպրոցեսոր(կամ պրոցեսոր)համակարգչի հիմնական չիպն է: Այն գործարկում է ծրագրի կոդը հիշողության մեջ և վերահսկում է համակարգչի բոլոր սարքերը՝ ուղղակիորեն կամ համապատասխան կարգավորիչների միջոցով:
Ցանկացած միկրոպրոցեսորի հիմքը միջուկն է, որը բաղկացած է միլիոնավոր տրանզիստորներից, որոնք տեղակայված են սիլիկոնային չիպի վրա: Միկրոպրոցեսորն ունի հատուկ բջիջներ, որոնք կոչվում են ընդհանուր գրանցամատյաններ(RON): Պրոցեսորի գործն է հիշողությունից ընտրել հրահանգների և տվյալների որոշակի հաջորդականությամբ և կատարել դրանք: ԱՀ-ի արագությունը բարձրացնելու համար միկրոպրոցեսորը հագեցած է ներքին քեշ հիշողությամբ:
IBM-ի հետ համատեղելի ԱՀ-ներում օգտագործվող Intel պրոցեսորներն ունեն ավելի քան հազար հրահանգ և պատկանում են ընդլայնված հրահանգների հավաքածուով պրոցեսորներին՝ CISC պրոցեսորներին (CISC - Complex Instruction Set Computing):
Համակարգչի ներքին սարքերի միջև տվյալների և հրամանների փոխանակումը տեղի է ունենում բազմաբնակարան մալուխի հաղորդիչների միջոցով. համակարգի ավտոբուս.Համակարգի ավտոբուսի հիմնական խնդիրն է տվյալների փոխանցումը պրոցեսորի և համակարգչի այլ էլեկտրոնային բաղադրիչների միջև: Անվադողերի երեք տեսակ կա.
Տվյալների ավտոբուս;
Հասցե ավտոբուս;
Հրամանատար ավտոբուս.
Տվյալների ավտոբուս.Այս ավտոբուսը տվյալները փոխանցում է RAM-ից դեպի պրոցեսորի RON և հակառակը: Intel Pentium պրոցեսորների վրա հիմնված ԱՀ-ում տվյալների ավտոբուսը 64-բիթանոց է, այսինքն՝ 8 բայթ տվյալներ անմիջապես մշակվում են մեկ ժամացույցի ընթացքում մշակելու համար:
Հասցե ավտոբուս.Այս ավտոբուսում փոխանցվում են RAM բջիջների հասցեները, որտեղ գտնվում են այն հրամանները, որոնք պետք է կատարվեն պրոցեսորի կողմից։ Բացի այդ, տվյալները, որոնց վրա գործում են հրամանները, փոխանցվում են այս ավտոբուսով: Ժամանակակից պրոցեսորներում հասցեի ավտոբուսը 32-բիթանոց է, այսինքն՝ բաղկացած է 32 զուգահեռ լարերից։
Հրամանատար ավտոբուս.Պրոցեսորի կողմից կատարված հրահանգները գալիս են այս ավտոբուսի RAM-ից: Հրամանները ներկայացված են որպես բայթ: Պարզ հրամանները զբաղեցնում են մեկ բայթ, իսկ ավելի բարդ հրամանները՝ երկու, երեք կամ ավելի բայթ: Ժամանակակից պրոցեսորների մեծ մասն ունի 32-բիթանոց հրամանի ավտոբուս, չնայած կան 64-բիթանոց պրոցեսորներ 64-բիթանոց հրամանի ավտոբուսով:
Դիտարկենք մայր տախտակների հիմնական ավտոբուսային միջերեսները, բայց ավելի մանրամասն մենք կանդրադառնանք ավտոբուսին USB.
USB(Ունիվերսալ սերիական ավտոբուս): Ունիվերսալ սերիական ավտոբուս USBժամանակակից ԱՀ-ի անփոխարինելի տարրն է, այն փոխարինել է հնացած զուգահեռ և սերիական պորտերին: Անվադող USBմիջին և ցածր արագությամբ ծայրամասային սարքերի սերիական տվյալների միջերես է: Այն թույլ է տալիս սերիական ինտերֆեյսով միացնել մինչև 256 տարբեր սարքեր: Անվադող USBաջակցում է նոր սարքերի ավտոմատ հայտնաբերմանը (Plug and play), ինչպես նաև այսպես կոչված «տաք» միացմանը, այսինքն՝ միանալով աշխատող համակարգչին՝ առանց այն վերագործարկելու: Տվյալների փոխանցման արագություն USB 1,5 Մբիթ/վ է: Մենք առանց բացատրության տալիս ենք ^in-ի այլ տեսակներ. ԻՍԱ(Արդյունաբերության ստանդարտ ճարտարապետություն), PCI(Ծայրամասային բաղադրիչի փոխկապակցում), FSB(Առջևի կողմի ավտոբուս) AGP(Ընդլայնված գրաֆիկական նավահանգիստ):
Համակարգի տախտակի վրա տեղադրված բոլոր տեսակի պահեստավորման սարքերը ձևավորվում են ներքին հիշողություն PC, որը ներառում է.
RAM;
Գերարագ հիշողություն (քեշ հիշողություն);
Մշտական հիշողություն.
RAM հիշողություն(Պատահական մուտքի հիշողություն) օգտագործվում է գործադիրները պահելու համար այս պահինծրագրերը և դրա համար անհրաժեշտ տվյալները: RAM-ի միջոցով հրամաններն ու տվյալները փոխանակվում են միկրոպրոցեսորի, արտաքին հիշողության և ծայրամասային սարքերի միջև։ Բարձր կատարողականությունը որոշում է այս տեսակի հիշողության անվանումը (գործառնական): RAM-ի հիմնական առանձնահատկությունը նրա անկայունությունն է, այսինքն. տվյալները պահվում են դրանում միայն այն ժամանակ, երբ համակարգիչը միացված է:
Ըստ ֆիզիկական սկզբունքգործողությունները տարբերակում են դինամիկ հիշողությունը ԴՐԱՄև ստատիկ հիշողություն SRAM.
դինամիկ հիշողությունԻր ողջ պարզությամբ և ցածր գնով, այն ունի զգալի թերություն, որը բաղկացած է հիշողության բովանդակության պարբերական վերականգնման (թարմացման) անհրաժեշտությունից:
Դինամիկ հիշողության չիպերն օգտագործվում են որպես հիմնական պատահական մուտքի հիշողություն (RAM) և չիպեր ստատիկ- քեշի հիշողության համար:
Քեշ(Քեշ հիշողություն) օգտագործվում է համակարգչի աշխատանքը բարելավելու համար: «Քեշավորման» սկզբունքն է՝ օգտագործել արագ հիշողություն՝ ամենահաճախ օգտագործվող տվյալները կամ հրամանները պահելու համար՝ միաժամանակ նվազեցնելով դանդաղ RAM-ի մուտքերի քանակը:
Միայն կարդալու հիշողության ROM(Read Only Memory) նախատեսված է անփոփոխ տեղեկատվություն պահելու համար և գտնվում է միայն կարդալու հիշողության (ROM) չիպի մեջ: ROM չիպն ի վիճակի է երկար ժամանակ պահել տեղեկատվությունը, նույնիսկ երբ համակարգիչը անջատված է, ուստի միայն կարդալու հիշողությունը կոչվում է նաև ոչ անկայուն հիշողություն:
ROM-ում տեղակայված ծրագրերի շարքը կազմում է հիմնական մուտքային/ելքային համակարգը BIOS(Հիմնական մուտք/ելք՝ tem-ով): bios-ը պարունակում է ստեղնաշարի, վիդեո քարտի, սկավառակների, պորտերի և այլ սարքերի կառավարման ծրագրեր: Այս ծրագրերի հիմնական նպատակն է ստուգել համակարգի կազմն ու կատարումը և ապահովել ԱՀ-ի հիմնական բաղադրիչների փոխազդեցությունը՝ նախքան որևէ օպերացիոն համակարգ բեռնելը: Բացի այդ, BIOS-ը ներառում է թեստային ծրագիր, որն աշխատում է, երբ համակարգիչը միացված է:
Չնայած այն հանգամանքին, որ ժամանակակից համակարգչային մոդելները շուկայում ներկայացված են ապրանքանիշերի լայն տեսականիով, դրանք հավաքվում են փոքր թվով ճարտարապետություններում: Ինչի՞ հետ է դա կապված։ Ո՞րն է ժամանակակից ԱՀ-ների հատուկ ճարտարապետությունը: Ի՞նչ ծրագրային և ապարատային բաղադրիչներ են կազմում այն:
Ճարտարապետության սահմանում
Ի՞նչ է համակարգչի ճարտարապետությունը: Այս բավականին լայն տերմինը սովորաբար հասկացվում է որպես համակարգչային համակարգի հավաքման տրամաբանական սկզբունքների մի շարք, ինչպես նաև դրանում ներդրված տեխնոլոգիական լուծումների տարբերակիչ առանձնահատկություններ: ԱՀ ճարտարապետությունը կարող է գործիք լինել ստանդարտացման համար: Այսինքն՝ դրա ներսում համակարգիչները կարող են հավաքվել ըստ սահմանված սխեմաների և տեխնոլոգիական մոտեցումների։ Որոշ հասկացությունների համատեղումը մեկ ճարտարապետության մեջ հեշտացնում է PC մոդելի առաջխաղացումը շուկայում, թույլ է տալիս ստեղծել ծրագրեր, որոնք մշակվել են տարբեր ապրանքանիշերի կողմից, բայց երաշխավորված են, որ հարմար են դրա համար: Մեկ համակարգչի ճարտարապետությունը նաև թույլ է տալիս համակարգչային սարքավորումներ արտադրողներին ակտիվորեն համագործակցել՝ բարելավելու համար ԱՀ-ի որոշ տեխնոլոգիական բաղադրիչներ:
Քննարկվող տերմինը կարելի է հասկանալ որպես համակարգիչների կամ դրա առանձին բաղադրիչների հավաքման մոտեցումների մի շարք, որն ընդունվել է որոշակի ապրանքանիշի մակարդակով: Այս առումով, ճարտարապետությունը, որը մշակվում է արտադրողի կողմից, հանդիսանում է նրա մտավոր սեփականությունը և օգտագործվում է միայն նրա կողմից, կարող է շուկայում հանդես գալ որպես մրցակցային գործիք։ Բայց նույնիսկ այս դեպքում տարբեր ապրանքանիշերի լուծումները երբեմն կարող են դասակարգվել ընդհանուր հայեցակարգի շրջանակներում, որը միավորում է տարբեր մոդելների համակարգիչները բնութագրող հիմնական չափանիշները:
«Համակարգիչների ճարտարապետություն» տերմինը որպես գիտելիքի ճյուղ համակարգչային գիտության կողմից կարելի է տարբեր կերպ հասկանալ: Մեկնաբանության առաջին տարբերակը ներառում է դիտարկվող հայեցակարգի մեկնաբանությունը որպես ստանդարտացման չափանիշ: Մեկ այլ մեկնաբանության համաձայն՝ ճարտարապետությունը ավելի շուտ կատեգորիա է, որը թույլ է տալիս արտադրողի մեկ ապրանքանիշին մրցունակ դառնալ մյուսների հետ:
Ամենահետաքրքիրն այն է, թե ինչպես են փոխկապակցված ԱՀ-ի պատմությունն ու ճարտարապետությունը: Մասնավորապես, սա համակարգիչների դասական տրամաբանական դիզայնի առաջացումն է։ Դիտարկենք դրա առանձնահատկությունները.
դասական համակարգչային ճարտարապետություն
Հիմնական սկզբունքները, որոնց համաձայն պետք է նախագծվեր ԱՀ ըստ որոշակի տրամաբանական սխեմայի, առաջարկվել են ականավոր մաթեմատիկոս Ջոն ֆոն Նեյմանի կողմից։ Նրա գաղափարներն իրականացվել են առաջին երկու սերունդների համակարգիչների արտադրողների կողմից: Ջոն ֆոն Նեյմանի կողմից մշակված հայեցակարգը դասական համակարգչի ճարտարապետությունն է: Որո՞նք են դրա առանձնահատկությունները: Ենթադրվում է, որ համակարգիչը պետք է բաղկացած լինի հետևյալ հիմնական բաղադրիչներից.
Թվաբանական և տրամաբանական բլոկ;
Կառավարման սարքեր;
Արտաքին հիշողության բլոկ;
RAM բլոկ;
Տեղեկատվության մուտքագրման և ելքի սարքեր:
Այս սխեմայի շրջանակներում տեխնոլոգիական բաղադրիչների փոխազդեցությունը պետք է իրականացվի որոշակի հաջորդականությամբ: Այսպիսով, նախ համակարգչային ծրագրի տվյալները մտնում են ԱՀ հիշողություն, որը կարելի է մուտքագրել արտաքին սարքի միջոցով: Այնուհետև կառավարման սարքը կարդում է տեղեկատվությունը համակարգչի հիշողությունից և այն ուղարկում կատարման: Այս գործընթացում, անհրաժեշտության դեպքում, ներգրավված են ԱՀ-ի այլ բաղադրիչներ:
Ժամանակակից համակարգիչների ճարտարապետություն
Մտածեք, թե որոնք են ժամանակակից ԱՀ-ների ճարտարապետության հիմնական առանձնահատկությունները: Այն որոշ չափով տարբերվում է այն հայեցակարգից, որը մենք ուսումնասիրել ենք վերևում, բայց շատ առումներով շարունակում է այն: ԱՀ ստեղնաշարի առանձնահատկությունը նորագույն սերունդներ- թվաբանական, տրամաբանական բլոկ, ինչպես նաև այն փաստը, որ կառավարման սարքերը միավորված են մեկ տեխնոլոգիական բաղադրիչի մեջ՝ պրոցեսոր: Շատ առումներով դա հնարավոր դարձավ միկրոսխեմաների տեսքի և դրանց հետագա կատարելագործման շնորհիվ, ինչը հնարավորություն տվեց համակարգչի համեմատաբար փոքր մասում տեղավորել գործառույթների լայն շրջանակ:
Ժամանակակից ԱՀ-ի ճարտարապետությունը բնութագրվում է նաև նրանով, որ այն պարունակում է կարգավորիչներ: Դրանք հայտնվել են հայեցակարգի վերանայման արդյունքում, որի դեպքում պրոցեսորը պետք է կատարեր արտաքին սարքերի հետ տվյալների փոխանակման գործառույթը։ Շնորհիվ ի հայտ եկած ինտեգրալ սխեմաների հնարավորությունների, ԱՀ արտադրողները որոշեցին առանձնացնել համապատասխան ֆունկցիոնալ բաղադրիչը պրոցեսորից։ Այսպես հայտնվեցին փոխանակման տարբեր ալիքներ, ինչպես նաև ծայրամասային միկրոսխեմաներ, որոնք հետո սկսեցին կոչվել կարգավորիչներ։ Ժամանակակից համակարգիչների վրա համապատասխան ապարատային բաղադրիչները կարող են, օրինակ, վերահսկել սկավառակների աշխատանքը:
Ժամանակակից ԱՀ-ների սարքը և ճարտարապետությունը ենթադրում են ավտոբուսի օգտագործում: Դրա հիմնական նպատակն է ապահովել հաղորդակցություն համակարգչի տարբեր ապարատային տարրերի միջև: Դրա կառուցվածքը կարող է ենթադրել որոշակի գործառույթի համար պատասխանատու մասնագիտացված մոդուլների առկայություն:
IBM ճարտարապետություն
IBM-ը մշակել է համակարգչի ճարտարապետությունը, որն իրականում դարձել է համաշխարհային ստանդարտներից մեկը։ Նրա տարբերակիչ հատկանիշ- բացության մեջ: Այսինքն՝ դրա ներսում գտնվող համակարգիչը դադարում է լինել ապրանքանիշի պատրաստի արտադրանք։ IBM-ը շուկայի մենաշնորհատեր չէ, թեև դրա առաջամարտիկներից է համապատասխան ճարտարապետությունը մշակելու առումով:
IBM պլատֆորմի հիման վրա համակարգիչ կառուցող օգտատերը կամ ընկերությունը կարող է որոշել, թե որ բաղադրիչներն են ներառվելու համակարգչի կառուցվածքում: Հնարավոր է նաև այս կամ այն էլեկտրոնային բաղադրիչը փոխարինել ավելի կատարելագործվածով: Համակարգչային տեխնոլոգիաների արագ զարգացումը հնարավորություն է տվել իրականացնել բաց PC ճարտարապետության սկզբունքը:
Ծրագրային առանձնահատկություններ IBM ճարտարապետական համակարգիչների համար
ԱՀ-ը որպես IBM հարթակ դասակարգելու կարևոր չափանիշը նրա համատեղելիությունն է տարբեր օպերացիոն համակարգերի հետ: Եվ սա նաև ցույց է տալիս քննարկվող ճարտարապետության տեսակի բաց լինելը։ IBM հարթակին պատկանող համակարգիչները կարող են կառավարվել Windows-ով, Linux-ով մեծ քանակությամբփոփոխություններ, ինչպես նաև այլ օպերացիոն համակարգեր, որոնք համատեղելի են տվյալ ճարտարապետության ԱՀ-ի ապարատային բաղադրիչների հետ: Խոշոր ապրանքանիշերի ծրագրերից բացի, IBM հարթակում կարող եք տեղադրել տարբեր հեղինակային ծրագրային արտադրանքներ, որոնց թողարկումն ու տեղադրումը սովորաբար չի պահանջում համակարգում ապարատային արտադրողների հետ:
IBM-ի վրա հիմնված գրեթե յուրաքանչյուր համակարգչում հայտնաբերված ծրագրային բաղադրիչներից է հիմնական մուտքային և ելքային համակարգը, որը նաև կոչվում է BIOS: Այն նախատեսված է ապահովելու ԱՀ-ի հիմնական ապարատային գործառույթների կատարումը՝ անկախ նրանից, թե ինչ տեսակի օպերացիոն համակարգ է տեղադրված դրա վրա: Եվ սա ևս մեկ, ըստ էության, նշան է խնդրո առարկա ճարտարապետության բաց լինելու մասին. BIOS արտադրողները հանդուրժող են ՕՀ արտադրողների և ցանկացած այլ ծրագրաշարի նկատմամբ: Փաստորեն, բաց լինելու չափանիշ է նաև այն, որ BIOS-ը կարող է արտադրվել տարբեր ապրանքանիշերով։ Ֆունկցիոնալ առումով, տարբեր մշակողների BIOS համակարգերը մոտ են:
Եթե BIOS-ը տեղադրված չէ համակարգչում, ապա դրա շահագործումը գրեթե անհնար է: Կարևոր չէ, թե արդյոք օպերացիոն համակարգը տեղադրված է համակարգչի վրա, համակարգչի ապարատային բաղադրիչների միջև փոխազդեցությունը պետք է ապահովվի, և այն կարող է իրականացվել միայն BIOS-ի միջոցով: BIOS-ը համակարգչում նորից տեղադրելը պահանջում է հատուկ ծրագրային և ապարատային գործիքներ՝ ի տարբերություն դրանում աշխատող ՕՀ կամ այլ տեսակի ծրագրաշարի տեղադրման: Այս հատկանիշը BIOS-ը կանխորոշված է նրանով, որ այն պետք է պաշտպանված լինի համակարգչային վիրուսներից:
Օգտագործելով BIOS-ը, օգտատերը կարող է կառավարել ԱՀ-ի ապարատային բաղադրիչները՝ սահմանելով որոշակի կարգավորումներ: Եվ սա նաև հարթակի բաց լինելու կողմերից մեկն է։ Որոշ դեպքերում, համապատասխան պարամետրերով աշխատելը թույլ է տալիս նկատելի արագացնել ԱՀ-ն, նրա առանձին ապարատային բաղադրիչների ավելի կայուն գործել:
Բազմաթիվ ԱՀ-ներում BIOS համակարգը համալրված է UEFI կեղևով, շատ ՏՏ մասնագետների կարծիքով սա բավականին օգտակար և ֆունկցիոնալ ծրագրային լուծում է: Բայց UEFI-ի հիմնական նպատակը սկզբունքորեն չի տարբերվում BIOS-ին բնորոշից: Փաստորեն, սա նույն համակարգն է, բայց դրա միջերեսը որոշ չափով ավելի մոտ է համակարգչի օպերացիոն համակարգի համար բնորոշին:
Համակարգիչների համար ծրագրային ապահովման ամենակարևոր տեսակը դրայվերն է: Անհրաժեշտ է, որպեսզի համակարգչում տեղադրված ապարատային բաղադրիչը ճիշտ աշխատի: Վարորդները սովորաբար թողարկվում են համակարգչային սարքերի արտադրողների կողմից: Միևնույն ժամանակ, համապատասխան տեսակի ծրագրակազմը, որը համատեղելի է մեկ օպերացիոն համակարգի հետ, ինչպիսին է Windows-ը, սովորաբար հարմար չէ այլ օպերացիոն համակարգերի համար: Հետեւաբար, օգտվողը հաճախ պետք է ընտրի վարորդներ, որոնք համատեղելի են համակարգչային ծրագրերի որոշակի տեսակների հետ: Այս առումով IBM հարթակը բավականաչափ ստանդարտացված չէ: Կարող է պատահել, որ Windows OS-ով կատարյալ աշխատող սարքը չկարողանա աշխատել Linux-ի տակ այն պատճառով, որ օգտագործողը չի կարող գտնել ճիշտ վարորդը, կամ քանի որ ապարատային բաղադրիչի արտադրողը պարզապես ժամանակ չի ունեցել ազատելու իրավունքը: ծրագրային ապահովման տեսակ:
Կարևոր է, որ լուծումը, որը պետք է ներառվի համակարգչի կառուցվածքում, համատեղելի է ոչ միայն կոնկրետ ճարտարապետության, այլ նաև ԱՀ-ի այլ տեխնոլոգիական տարրերի հետ։ Ի՞նչ բաղադրիչներ կարելի է փոխել ժամանակակից ԱՀ-ներում: Հիմնականներից՝ մայր տախտակ, պրոցեսոր, օպերատիվ հիշողություն, վիդեո քարտ, կոշտ սկավառակներ։ Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք բաղադրիչներից յուրաքանչյուրի առանձնահատկությունները, որոշենք, թե ինչն է որոշում դրանց համատեղելիությունը այլ ապարատային տարրերի հետ, ինչպես նաև պարզենք, թե ինչպես կարելի է գործնականում առավել ճիշտ իրականացնել բաց PC ճարտարապետության սկզբունքը:
Մայր տախտակ
Ժամանակակից համակարգչի առանցքային բաղադրիչներից մեկը մայր տախտակն է կամ համակարգի տախտակը: Այն պարունակում է կարգավորիչներ, ավտոբուսներ, կամուրջներ և այլ տարրեր, որոնք թույլ են տալիս համատեղել տարբեր ապարատային բաղադրիչներ միմյանց հետ: Դրա շնորհիվ իրականում ներդրվում է համակարգչի ժամանակակից ճարտարապետությունը։ Մայր տախտակը թույլ է տալիս արդյունավետորեն բաշխել համակարգչի գործառույթները տարբեր սարքերի վրա: Այս բաղադրիչը հյուրընկալում է մյուսների մեծ մասը, մասնավորապես՝ պրոցեսորը, վիդեո քարտը, օպերատիվ հիշողությունը, կոշտ սկավառակները և այլն: BIOS-ը՝ ԱՀ-ի ամենակարևոր ծրագրային բաղադրիչը, շատ դեպքերում գրված է մայր տախտակի չիպերից մեկում: Կարևոր է, որ համապատասխան տարրերը չվնասվեն։
ԱՀ-ի կառուցման գործընթացում մայր տախտակի փոխարինման կամ ճիշտ մոդելի ընտրության ժամանակ դուք պետք է համոզվեք, որ մայր տախտակի նոր մոդելը համատեղելի կլինի այլ ապարատային բաղադրիչների հետ: Այսպիսով, կան տախտակներ, որոնք աջակցում են Intel պրոցեսորներին, և կան այնպիսիք, որոնց վրա կարելի է տեղադրել միայն AMD չիպեր: Շատ կարևոր է համոզվել, որ նոր տախտակը կաջակցի առկա հիշողության մոդուլներին: Ինչ վերաբերում է վիդեո քարտին և կոշտ սկավառակներին, ապա սովորաբար խնդիրներ չեն առաջանում բավարարի պատճառով բարձր մակարդակստանդարտացում համապատասխան շուկաներում: Բայց անցանկալի է, որ նոր մայր տախտակը և այս բաղադրիչները չափից շատ տարբերվեն արտադրական մակարդակով։ Հակառակ դեպքում, պակաս արդյունավետ տարրը կդանդաղեցնի ամբողջ համակարգը:
CPU
Ժամանակակից համակարգչի հիմնական չիպը պրոցեսորն է։ ԱՀ-ի բաց ճարտարապետությունը թույլ է տալիս օգտվողի հայեցողությամբ համակարգչում տեղադրել ավելի հզոր, արդյունավետ, տեխնոլոգիական պրոցեսոր: Այնուամենայնիվ, այս հնարավորությունը կարող է ներառել մի շարք սահմանափակումներ: Այսպիսով, Intel-ի պրոցեսորը AMD-ով փոխարինելն առանց մեկ այլ բաղադրիչի՝ մայր տախտակի փոխարինման, ընդհանրապես անհնար է: Խնդրահարույց է նաև նույն ապրանքանիշի մյուս չիպի փոխարեն մեկ չիպ տեղադրելը, որը պատկանում է այլ տեսակի տեխնոլոգիական գծին:
ԱՀ-ում ավելի հզոր պրոցեսոր տեղադրելիս պետք է համոզվել, որ RAM-ը, կոշտ սկավառակներն ու վիդեո քարտը տեխնոլոգիական առումով հետ չեն մնում: Հակառակ դեպքում, ինչպես նշեցինք վերևում, միկրոսխեմայի փոխարինումը կարող է չբերել ակնկալվող արդյունքը՝ համակարգիչն ավելի արագ չի աշխատի: Պրոցեսորի հիմնական կատարողական ցուցանիշներն են ժամացույցի արագությունը, միջուկների քանակը, քեշի հիշողության չափը։ Որքան մեծ են դրանք, այնքան ավելի արագ է աշխատում չիպը:
RAM
Այս բաղադրիչը նաև ուղղակիորեն ազդում է ԱՀ-ի աշխատանքի վրա: RAM-ի հիմնական գործառույթները հիմնականում նույնն են, ինչ բնորոշ էին առաջին սերունդների համակարգիչներին: Այս առումով RAM-ը դասական ապարատային բաղադրիչ է: Այնուամենայնիվ, սա ընդգծում է դրա կարևորությունը. մինչ այժմ ԱՀ արտադրողները դրան արժանի այլընտրանք չեն գտել:
Հիշողության կատարման հիմնական չափանիշը դրա չափն է: Որքան մեծ է այն, այնքան ավելի արագ է աշխատում համակարգիչը: Բացի այդ, համակարգչի մոդուլներն ունեն ժամացույցի հաճախականություն, ինչպես պրոցեսորը: Որքան բարձր է այն, այնքան ավելի արդյունավետ է համակարգիչը: RAM-ի փոխարինումը պետք է կատարվի այն բանից հետո, երբ համոզվեք, որ նոր մոդուլները համատեղելի են մայր տախտակի հետ:
վիդեո քարտ
Առաջին շարքի PC ճարտարապետության սկզբունքները չեն ենթադրում վիդեո քարտի հատկացում որպես առանձին բաղադրիչ: Այսինքն՝ այս ապարատային լուծումը նույնպես համակարգիչը ժամանակակից սերնդի դասակարգելու չափանիշներից է։ Վիդեո քարտը պատասխանատու է համակարգչային գրաֆիկայի մշակման համար՝ տվյալների ամենաբարդ տեսակներից մեկը, որը պահանջում է բարձր արդյունավետության չիպեր:
Այս ապարատային բաղադրիչը պետք է փոխարինվի՝ դրա հիմնական բնութագրերը փոխկապակցելով պրոցեսորի, հիշողության և մայր տախտակի հզորության և արտադրական մակարդակի հետ: Այստեղ օրինաչափությունը նույնն է, ինչ մենք նշեցինք վերևում. անցանկալի է, որ ԱՀ-ի համապատասխան տարրերը մեծապես տարբերվեն կատարողականի առումով: Վիդեոքարտի համար հիմնական չափանիշներն են ներկառուցված հիշողության ծավալը, ինչպես նաև դրա հիմնական միկրոսխեմայի ժամացույցի հաճախականությունը:
Պատահում է, որ համակարգչային գրաֆիկայի մշակման համար պատասխանատու մոդուլը ներկառուցված է պրոցեսորի մեջ։ Իսկ դա չի կարելի համակարգչի հնացած լինելու նշան համարել, ընդհակառակը, նմանատիպ սխեմա նկատվում է շատ ժամանակակից ԱՀ-ների վրա։ Այս հայեցակարգը ձեռք է բերում ամենամեծ ժողովրդականությունը նոութբուքերի արտադրողների շրջանում: Սա միանգամայն տրամաբանական է. ապրանքանիշերը պետք է ապահովեն, որ այս տեսակի համակարգիչները կոմպակտ են: Վիդեոքարտը բավականին ծավալուն ապարատային բաղադրիչ է, որի չափը ամենից հաճախ նկատելիորեն ավելի մեծ է, քան պրոցեսորը կամ հիշողության մոդուլը:
Կոշտ սկավառակներ
Կոշտ սկավառակը նույնպես դասական համակարգչային բաղադրիչ է: Պատկանում է մշտական պահեստավորման սարքերի կատեգորիային։ Բնորոշ համակարգչի ժամանակակից ճարտարապետության համար: Կոշտ սկավառակները հաճախ պահում են ֆայլերի մեծ մասը: Կարելի է նշել, որ այս բաղադրիչը ամենաքիչ պահանջկոտներից է մայր տախտակի, պրոցեսորի, օպերատիվ հիշողության և վիդեո քարտի առանձնահատկությունների նկատմամբ: Բայց նորից, եթե HDDբնութագրվում է ցածր կատարողականությամբ, այսինքն, հավանական է, որ համակարգիչը դանդաղ աշխատի, նույնիսկ եթե դրա վրա տեղադրվեն այլ ապարատային բաղադրիչներ, որոնք կապված են տեխնոլոգիապես առաջադեմին:
Սկավառակի աշխատանքի հիմնական չափանիշը ռոտացիայի արագությունն է: Ծավալը նույնպես կարևոր է, բայց այս պարամետրի նշանակությունը կախված է օգտագործողի կարիքներից: Եթե համակարգիչը ունի փոքր հզորությամբ կոշտ սկավառակ՝ շատ բարձր արագություններով, ապա համակարգիչը կաշխատի ավելի արագ, քան սարքի համապատասխան տարրերի բարձր հզորությամբ և ցածր արագությամբ:
Մայր տախտակը, պրոցեսորը, RAM-ը և գրաֆիկական քարտը ԱՀ-ի ներքին բաղադրիչներն են: Կոշտ սկավառակը կարող է լինել ինչպես ներքին, այնպես էլ արտաքին, որի դեպքում այն ամենից հաճախ շարժական է: Կոշտ սկավառակի հիմնական անալոգներն են ֆլեշ կրիչներ, հիշողության քարտեր: Որոշ դեպքերում նրանք կարող են ամբողջությամբ փոխարինել այն, բայց հնարավորության դեպքում խորհուրդ է տրվում համակարգիչը սարքավորել առնվազն մեկ կոշտ սկավառակով:
Բաց PC ճարտարապետության հայեցակարգը, իհարկե, չի սահմանափակվում այս հինգ բաղադրիչները փոխարինելու և ընտրելու ունակությամբ: Կան բազմաթիվ այլ սարքեր, որոնք համակարգչի մաս են կազմում: Սա DVD կրիչներև Blue-ray, ձայնային քարտեր, տպիչներ, սկաներներ, մոդեմներ, ցանցային քարտեր, երկրպագուներ: Համապատասխան բաղադրիչների հավաքածուն կարող է կանխորոշված լինել որոշակի բրենդային համակարգչի ճարտարապետությամբ: Մայր տախտակը, պրոցեսորը, օպերատիվ հիշողությունը, վիդեո քարտը և կոշտ սկավառակը տարրեր են, առանց որոնց ժամանակակից ԱՀ-ն չի կարող աշխատել, կամ դրա շահագործումը չափազանց դժվար կլինի: Դրանք հիմնականում որոշում են աշխատանքի արագությունը։ Եվ հետևաբար, ապահովելով համակարգչի վրա համապատասխան տեսակի տեխնոլոգիական և ժամանակակից բաղադրիչների տեղադրումը, օգտատերը կկարողանա հավաքել բարձր արդյունավետությամբ և հզոր ԱՀ։
Apple համակարգիչներ
Ի՞նչ այլ տեսակի ԱՀ ճարտարապետություններ կան: Նրանց թվում, որոնք ուղղակիորեն մրցում են IBM ճարտարապետության հետ, շատ քիչ են: Օրինակ, սրանք Macintosh համակարգիչներ են Apple-ից: Իհարկե, շատ առումներով դրանք նման են IBM-ի ճարտարապետությանը` ունեն նաև պրոցեսոր, հիշողություն, վիդեո քարտ, մայր տախտակ և կոշտ սկավառակներ:
Սակայն Apple-ի համակարգիչները բնութագրվում են նրանով, որ իրենց հարթակը փակ է։ Օգտագործողը շատ սահմանափակ է իր հայեցողությամբ համակարգչի վրա բաղադրիչներ տեղադրելու հարցում: Apple-ը միակ ապրանքանիշն է, որը կարող է օրինական կերպով արտադրել համապատասխան ճարտարապետությամբ համակարգիչներ։ Նմանապես, Apple-ը ֆունկցիոնալ օպերացիոն համակարգերի միակ մատակարարն է, որը թողարկվել է իր սեփական հարթակի ներքո: Այսպիսով, համակարգչի ճարտարապետության որոշ տեսակներ կարող են տարբերվել ոչ այնքան համակարգչի ապարատային բաղադրիչներով, որքան համապատասխան լուծումների թողարկման արտադրողների մոտեցումներով: Կախված սեփական զարգացման ռազմավարությունից՝ ընկերությունը կարող է կենտրոնանալ հարթակի բացության կամ փակ լինելու վրա:
Այսպիսով, ժամանակակից ԱՀ-ների ճարտարապետության հիմնական առանձնահատկությունները IBM պլատֆորմի օրինակով. համակարգիչների մենաշնորհային ապրանքանիշ-արտադրողի բացակայություն, բացություն: Եվ ինչպես ծրագրային, այնպես էլ ապարատային առումով: Ինչ վերաբերում է IBM պլատֆորմի գլխավոր մրցակցին՝ Apple-ին, ապա համապատասխան ճարտարապետության ԱՀ-ի հիմնական հատկանիշներն են փակ լինելը, ինչպես նաև մեկ ապրանքանիշով համակարգիչների թողարկումը։
Բեռնվում է...
