Структурная организация компьютеров и ее отличие от архитектуры. Основные составляющие структурной организации

Архитектура ЭВМ. Виды архитектуры: программная и аппаратная. Прикладная и системная архитектура и их элементы.

Архитектура ЭВМ.

Архитектура ЭВМ рассматривает способы объединения структурных компонент и подсистем ЭВМ для достижения требуемых функций и производительности. Т.е определяет, какие необходимо выбрать структурные компоненты, с какими параметрами и как их объединить в систему, для того чтобы ЭВМ решала поставленную задачу наиболее эффективно.

В узком смысле Архитектура определяет представление и описание возможностей ЭВМ с точки зрения пользователя. Т.е архитектура отображает те аспекты структуры и принципы функционирования ЭВМ, которые являются видимыми и/или ощутимыми для пользователя.

Виды архитектур: Аппаратная архитектура

Аппаратная архитектура – архитектура, включающая в себя аспекты, связанные с аппаратными средствами, невидимые программистом, но оказывающие влияние на способ и эффективность использования ЭВМ.

К таким аспектам относятся:

- структурная организация ЭВМ (номенклатура устройств, организация связей между ними на уровне аппаратных интерфейсов )

- организация кэш памяти

- организация основной памяти на физическом уровне

- представление аппаратного интерфейса на физическом уровне

- структурная организация процессора (организация конвейера команд, АЛУ и т.д)

Виды архитектур: Программная архитектура

Программная архитектура - совокупность аспектов устройства ЭВМ значимых для программного обеспечения (видимые для программиста).

Программная архитектура делится на системную и прикладную.

Виды архитектур: Прикладная архитектура

Прикладная архитектура - включает аспекты связанные с организацией программной обработки данных.

Элементы прикладной архитектуры :

- типы, форматы и способы представления данных, аппаратно поддерживаемые в ЭВМ

- регистровая структура процессора (перечень, способы доступа, назначения и т.п)

- структуры и форматы машинных команд

- система команд (базовая, расширенная)

- адресная структура основной памяти, принципы размещения информации в ней, принципы формирования физического адреса

- режимы адресации (непосредственная, прямая и косвенная)

Виды архитектур: Системная архитектура

Системная - включает аспекты связанные с программным управлением блоками и подсистемами ЭВМ.

Элементы системной архитектуры:

- организация прерываний

- организация ввода/вывода

- организация виртуальной памяти(сегментная и страничная)

- организация защиты памяти

- принципы преобразования логического адреса в физический

- организация многозадачной работы эвм, принципы переключения задач

- поддержка механизмов тестирования отдельных блоков процессора и отладки программ на аппаратном уровне.

Структурная организация компьютеров и ее отличие от архитектуры. Основные составляющие структурной организации.

Структурная организация эвм в широком смысле

Структурная организация эвм рассматривает компоненты, из которых строится ЭВМ, и принципы их работы, на уровне крупных функциональных блоков и подсистем эвм(устройство процессора, шин и т.д). У высокопроизводительных и простых эвм эти принципы будут похожими, отличаться будут лишь в количественных параметрах.

Структурная организация эвм в узком смысле

В узком смысле организация эвм – все аспекты внутреннего устройства ЭВМ (аппаратуры и программных компонент), которые не видимы для пользователя ЭВМ и не оказывают прямого влияния на правила использования эвм и ее возможности. В то время как архитектура эвм в представляет собой описание возможностей эвм видимые и доступные пользователю эвм.

Различия структурной и архитектурной организации эвм

Т.е различие терминов “архитектура эвм” и “организация эвм” заключается в том, что архитектура определяет возможности эвм для программирования, а организация определяет, как эти возможности реализованы в рамках конкретной модели эвм.

Виды организаций ЭВМ (Функциональная организация):

Функциональная организация эвм – абстрактная модель, которая рассматривает ЭВМ с точки зрения функционирования блоков эвм, т.е определяет какую функцию выполняет каждый блок, в каком порядке и как он взаимодействует с другими блоками в рамках выполнения общей задачи.

Виды организаций ЭВМ (Структурная организация):

Структурная – определяет состав эвм на уровне блоков, из которых она состоит, и организацию связей между ними на уровне интерфейсов. В качестве блоков рассматриваются аппаратные блоки (процессор, шины, память) и программные компоненты (переключатель задач, сетевой порт и т.п).

Основные элементы(аспекты) структурной организации:

1) организация интерфейсов

2) организация устройств:

- Организация памяти (организация основной памяти,внешней памяти,кэш-памяти, иерархическая структура памяти )

- Организация центрального процессора (организация регистров,обрабатывающих блоков, управляющих блоков)

Поиск по сайту: