Принцип открытой архитектуры

В литературе по ЭВМ часто используется понятие архитектура. Под этим термином подразумевается и структура (т. е. устройства, входящие в состав ЭВМ), и организация работы ЭВМ. Сюда же следует отнести и вопросы взаимодействия ЭВМ с операционны­ми системами и прикладными программами. Принцип открытой архитектуры заключается в том, что технические характеристи­ки, информационные и вычислительные возможности ЭВМ можно улучшать, дополняя существующую конструкцию новыми узла­ми, заменяя прежние узлы более совершенными, вводя в машину новые программы.

Архитектура — структура компьютерной системы и взаимосвязей компонентов, аппаратных и (или) программных средств, описанная схематически или с подробным указанием параметров.

В XIX в. Чарльз Бэбидж впервые предложил проект аналитической машины (вычислительного автомата) в составе: устройство ввода, устройство памяти, процессор, устройство вывода. Он же выдвинул идею программного управления. Архитектура современного компью­тера состоит из тех же основных подсистем: ввод-вывод, память, связь, управление и обработка.

Устройства в составе компьютерной системы должны быть совме­стимы.

Совместимость — способность различных объектов к взаимодей­ствию. Источники и получатели информации, комплектующие уст­ройства аппаратуры должны для выполнения операций обладать сов­местимостью. Совместимостью должны обладать видеомагнитофон и телевизор, элементы телефонной связи и радиосвязи. Качество про­тивоположное совместимости — несовместимость, конфликты при обработке информации.

В компьютерной системе обработка и обмен данными выполняют­ся при условии совместимости устройств и программ разных произво­дителей (передать на монитор, принтер; получить от клавиатуры, мы­ши, модема; работать с диском).

Впервые этот принцип был предложен и ре­ализован фирмой IВМ в персональных компьютерах, которые по­лучили широчайшую известность под общим названием IВМ РС (ай-би-эм пи-си).

Если бы IВМ РС был сделан по тому же принципу, что и другие существовавшие во время его появления компьютеры, он бы быстро устарел, и ему на смену пришли бы другие ЭВМ. Но уже при создании IВМ РС была заложена возможность усовер­шенствования его отдельных частей и использования новых уст­ройств. Фирма IВМ не сделала компьютер единым неразъемным устройством (как первый «яблочный» компьютер), а предусмот­рела возможность его сборки из независимо изготовленных час­тей аналогично детскому конструктору.

Фирма IВМ стремилась к популярности своего компьютера и рассчитывала, что открытость архитектуры IВМ РС позволит не­зависимым производителям разрабатывать различные дополнитель­ные устройства, что увеличит эту популярность. Расчет оказался верным, и уже через пару лет на рынке предлагались сотни раз­ных устройств и комплектующих для IВМ РС.

Наибольшую выгоду от открытости архитектуры IВМ РС по­лучили миллионы пользователей. Они смогли самостоятельно рас­ширять возможности своих компьютеров, покупая соответству­ющие устройства и подсоединяя их через свободные разъемы на системной плате. При этом пользователи не были связаны ассор­тиментом моделей, предлагаемых фирмой IВМ, так как могли покупать дополнительные устройства, производимые другими фирмами.

Многие пользователи последовательно улучшали характерис­тики своих компьютеров, заменяя системную плату с микропро­цессором по мере появления на рынке новой модели. Сам корпус системного блока оставался прежним, но в него можно было добавлять новые дисководы, а на системной плате можно было увеличивать объем оперативной памяти, встав­ляя в разъемы дополнительные микросхемы.

Дополняя компьютер новыми устройствами, порой надо встав­лять в разъемы на системной плате соответствующие этим уст­ройствам электронные платы и записывать на жесткий диск необ­ходимые управляющие программы — драйверы.

Принцип открытой архитектуры может быть реализован лишь при условии строгого выполнения целого ряда правил, которые получили общее название протоколы.

Не менее важным, чем совместимость различных блоков и устройств (в том числе изготовленных разными производителя­ми и даже в разных странах), является возможность использова­ния разных программ в персональных компьютерах. При этом должен соблюдаться следующий принцип. Программы, предназ­наченные для менее производительных компьютеров, должны успешно работать и в более производительных, выпущенных позднее. С улучшением технических характеристик новых компь­ютеров расширяются их возможности, появляется способность выполнять обработку информации по новым, более совершен­ным программам.В компьютерах более раннего выпуска исполь­зование этих новых программ оказывается невозможным: не хва­тает объема памяти или недостаточно быстродействие. Но про­граммы, работающие в старых компьютерах, должны работать и в новых. Иногда для этого в новых компьютерах предусматрива­ется режим эмуляции. Это означает, что новый компьютер в ка­ком-то смысле «притворяется» старым, делается на него похо­жим для того, чтобы успешно заработала хорошо зарекомендо­вавшая себя старая программа.

Таким образом, принцип открытой архитектуры заключается как в аппаратной, так и в программной совместимости. Принци­пы открытой архитектуры и блочно-модульного построения яв­ляются весьма перспективными и целесообразными при созда­нии различных технических устройств, предназначенных для сoвместного использования, т. е. для создания системы. Системой называ­ют объединение функционально связанных элементов, приобре­тающее новое качество, т.е. такое, какого не было у отдельных элементов.

Поиск по сайту: