Architektúra počítačového systému: klasifikácia a definícia

Moderné počítačové riešenia možno klasifikovať na základe ich priradenia jednej alebo druhej architektúre. Ale čo to môže byť? Aké sú hlavné prístupy k pochopeniu tohto pojmu?

Architektúra počítačových systémov ako súbor hardvérových komponentov

Aká je podstata pojmu "architektúra počítačového systému"? Pod príslušným pojmom môžeme predovšetkým pochopiť súbor elektronických komponentov, ktoré tvoria počítače, ktoré interagujú v rámci konkrétneho algoritmu pomocou rôznych typov rozhraní.


Hlavné komponenty, ktoré sú súčasťou počítačového systému, sú:
  • vstupné zariadenie;
  • hlavná počítačová čipová sada;
  • zariadenia na ukladanie údajov;
  • Komponenty pre výstup informácií.
  • Na druhej strane každá z týchto zložiek môže obsahovať veľké množstvo jednotlivých zariadení. Napríklad hlavná počítačová čipseta môže obsahovať procesor, sadu čipov na základnej doske, modul na spracovanie grafických dát. V tomto prípade môže rovnaký procesor pozostávať z iných komponentov: napríklad jadra, cache, registre. V skutočnosti, od štruktúry špecifických hardvérových komponentov počítača, určuje, ktorá architektúra počítačového systému je postavená. Zvážte základné kritériá, podľa ktorých možno tieto alebo iné výpočtové riešenia klasifikovať.

    Klasifikácia počítačových systémov

    Podľa rozsiahleho používaniaprostredie expertov, počítačové systémy vo svojej architektúre môžu byť:
  • veľké počítače;
  • do mini-počítača;
  • do osobných počítačov.
  • Treba poznamenať, že táto klasifikácia výpočtových riešení, podľa ktorých možno určiť architektúru počítačového systému, sa mnohí odborníci považujú za zastarané. Najmä dnes môžu byť tie isté osobné počítače rozdelené na veľké množstvo odrôd, ktoré sa veľmi odlišujú účelom a charakteristikami.


    Tak, ako sa vyvíjajú počítačové systémy, môže byť architektúra počítača klasifikovaná pomocou meniteľných kritérií. Navrhovaná schéma sa však považuje za tradičnú. Bude vhodné uvažovať podrobnejšie. Podľa nej je prvý typ počítača - ten, ktorý súvisí s architektúrou veľkých strojov.

    Veľké počítače

    Veľké počítače alebo sálové počítače, ktoré sa najčastejšie používajú v priemysle, ako centrá na spracovanie údajov pre rôzne výrobné procesy. Môžu mať výkonné, veľmi výkonné čipy.
    Architektúra počítačového systému, ktorý sa uvažuje, môže priniesť až niekoľko desiatok miliárd výpočtov za sekundu. Veľké počítače sú oveľa drahšie ako ostatné systémy. Zvyčajne ich údržba si vyžaduje účasť dostatočne veľkého počtu ľudí, ktorí majú potrebnú kvalifikáciu. V mnohých prípadoch sa ich práca vykonáva v rámci jednotiek organizovaných ako výpočtové stredisko podniku.

    Mini-počítač

    Architektúra výpočtovej technikysystémov a počítačových sietí môžu byť reprezentované riešeniami klasifikovanými ako mini-počítače. Vo všeobecnosti, ich účel môže byť podobný, ako v prípade sálových počítačov: rozšírené používanie vhodného typu počítačov v priemysle. Ale ich použitie je typické pre relatívne malé podniky, stredné podniky, vedecké organizácie.

    Moderné mini-počítače: príležitosti

    V mnohých prípadoch sa používanie týchto počítačov vykonáva len s cieľom efektívneho riadenia vnútropodnikových sietí. Takto riešené riešenia môžu byť použité najmä ako vysokovýkonné servery. Sú tiež vybavené veľmi výkonnými procesormi, ako napríklad Intel Xeon Phi. Tento čip môže pracovať pri rýchlostiach vyšších ako 1 teraflops. Zodpovedajúci procesor je navrhnutý pre technológiu 22 nm a má kapacitu pamäte 240 GB /s5.

    Osobné počítače

    Ďalším typom počítačovej architektúry je počítač. Pravdepodobne je to najčastejšie. Počítače nie sú tak výkonné a vysokoproyzvodytelny ako sálových počítačov a mikropočítačov, ale v mnohých prípadoch nie sú schopní riešiť problémy v priemysle a vo vede, nehovoriac o typické užívateľských úloh, ako je spúšťanie aplikácií a hier.
    Ďalšou pozoruhodnou vlastnosťou, ktorá charakterizuje osobné počítače, je skutočnosť, že zdroje možno kombinovať. Výpočtová sila dostatočne veľkého počtu počítačov môže byť teda porovnateľná s výkonompočítačové architektúry najvyššej triedy, ale samozrejme, dosiahnutie ich úrovní nominálne s pomocou PC je veľmi problematické. Avšak architektúra počítačových systémov a sietí založených na osobných počítačoch sa vyznačuje univerzálnosťou, pokiaľ ide o implementáciu v rôznych odvetviach, dostupnosť a škálovateľnosť.

    Osobné počítače: Klasifikácia

    Ako sme už uviedli vyššie, počítače môžu byť zaradené do veľkého množstva odrôd. Patria medzi ne: stolné počítače, notebooky, tablety, PDA, smartfóny - kombinácia počítačov a telefónov.
    Obvykle najsilnejšie a produktívnejšie architektúry majú desktopy; najmenej výkonné - smartphony a tablety kvôli malej veľkosti a potrebe výrazne znížiť zdroje hardvérových komponentov. Ale veľa z príslušných zariadení, najmä špičkových modelov, o rýchlosti prevádzky v zásade možno porovnať s poprednými modelmi notebookov a rozpočtových desktopov. Táto klasifikácia PC svedčí o ich všestrannosti: v jednej alebo druhej odrode môžu riešiť typické užívateľské úlohy, výrobné, vedecké, laboratórne. Softvér je architektúra počítačových systémov príslušného typu v mnohých prípadoch prispôsobená bežnému občanovi, ktorý nemá špeciálny výcvik, ktorý môže byť potrebný osobou pracujúcou s mainframe alebo mini-počítačom.

    Ako nastaviť priradenie počítačového riešenia k počítaču?

    Hlavným kritériom pre priradenie výpočtového riešenia do PC je skutočnosť jeho osobnej orientácie. To jeVhodný typ počítača je určený predovšetkým pre jedného používateľa. Mnohé z infraštruktúrnych zdrojov, na ktoré sa odkazuje, však majú nevyvrátiteľnú sociálnu povahu: toto možno vyvodiť z príkladu použitia internetu. Vzhľadom na skutočnosť, že výpočtové osobné riešenie, praktická účinnosť jeho aplikácie môže byť stanovená iba v prípade prístupu ľudí k zdrojom údajov vytvorených inými ľuďmi.

    Klasifikácia podľa počítačových architektúr: sálové počítače a minipočítačov

    Okrem klasifikácie počítačov, sme videli vyššie, existujú kritériá pre určité kategórie programov, ktoré sú nainštalované na príslušnom type výpočtovej techniky. Pokiaľ ide o hlavné počítače a ich zamýšľaný účel a v niektorých prípadoch aj o výkon mini-počítača, sú zvyčajne schopné prilákať niekoľko operačných systémov prispôsobených na riešenie konkrétnych výrobných úloh. Najmä dáta OS môžu byť prispôsobené na spustenie rôznych nástrojov automatizácie, virtualizácie, implementácie priemyselných noriem, integrácie s rôznymi typmi APLIKÁCIÍ.

    Klasifikácia podľa: osobné počítače

    Žiadosti o konvenčných počítačov môžu byť prezentované v odrodách, ktoré sú optimalizované pre riešenie, podľa poradia, užívateľských úloh, rovnako ako tie z produkcie, ktoré nevyžadujú úroveň výkonnosti charakterizuje mainframy a mini-počítače. Existujú preto programy pre priemyselné, vedecké a laboratórne počítače. IN,Computer Systems Architecture vhodný typ závisí od konkrétnej oblasti, na ktoré sa vzťahujú na zamýšľané užívateľskej úrovne zručností, je zrejmé, že profesionálne riešenie pre priemyselný dizajn nemusí byť navrhnuté pre osobu s iba základné znalosti v používaní počítačových programov , Programy pre PC v jednej alebo inej odrode majú v mnohých prípadoch intuitívne rozhranie, rôzne podkladové dokumenty. Na druhej strane je výkon sálových počítačov a minipočítačov môže byť plne využitý, ak nie len postupovať podľa pokynov, ale aj bežný užívateľ robiť zmeny v štruktúre programov začatých: to môže vyžadovať ďalšie vedomosti, napríklad o používaní jazykov programovanie.

    Úrovne PC softvérovej architektúry

    Pojem "počítačové systémy architektúra" učebnice vedy, v závislosti na názory autora, možno interpretovať rôzne. Iná spoločná interpretácia termínu naznačuje jeho koreláciu s úrovňou softvéru. V tomto prípade nie je pre aký konkrétny počítačový systém dôležité zodpovedajúce úrovne. V súlade s týmto prístupom, v architektúre počítača je treba chápať ako súbor rôznych typov dát, operácií, Software, zadeystvuemoho podporovať prevádzku počítača hardvérových komponentov a vytváranie podmienok, v ktorom môže užívateľ použiť tieto prostriedkypraxou.

    na úrovni architektúry programe

    Odborníci rozlišujú tieto základné architektúry počítačových systémov v rámci prístupov k chápaniu pojmu:
  • digitálne logika architektúra computing riešenie - v skutočnosti, PC hardvér v rôznych modulov, bunky , registre - napríklad, ktoré sú v štruktúre procesora;
  • mikroarchitektúra na úrovni interpretácie rôznych firmware;
  • architektúra prekladu špeciálnych povelov - na úrovni montéra;
  • výkladu príslušných architektúra tímy a ich implementáciu v kóde, ktorý je zrozumiteľný pre operačný systém;
  • kompilovaná architektúra, ktorá umožňuje vykonať zmeny programových kódov jedného alebo iného typu;
  • vysokoúrovňová jazyková architektúra, ktorá umožňuje prispôsobenie programových kódov na riešenie špecifických úloh používateľov.
  • Hodnota klasifikácie softvérová architektúra

    Samozrejme, že táto klasifikácia v rámci tohto termínu ako vhodné úrovne softvéru môžu byť veľmi ľubovoľné. Počítačové architektúry a dizajnu počítačové systémy založené na ich technologické a určenia môže vyžadovať rôzne prístupy vo vývoji stupňom utajenia a v skutočnosti pochopiť podstatu termínu v pochybnosť. Hoci údaje sú teoretické prezentácie, ich dostatočné porozumenie je dôležitá, pretože podporuje rozvoj efektívnejších koncepčných prístupov k výstavbe rôznych typov výpočtovinfraštruktúru, ktorá umožňuje vývojárom optimalizovať svoje riešenia na požiadavky používateľov, kritické špecifické úlohy.

    Zhrnutie

    Takže sme definovali podstatu pojmu "architektúra počítačového systému" a potom, ako sa dá zvážiť v závislosti od jedného alebo druhého kontextu. Podľa jednej z tradičných definícií možno v rámci príslušnej architektúry chápať hardvérovú štruktúru počítača, ktorá určuje úroveň jeho výkonu, špecializácie, požiadavky na kvalifikáciu používateľov. Tento prístup zahŕňa klasifikáciu moderných počítačových architektúr do troch hlavných kategórií - sálových počítačov, minipočítačov a počítačov (ktoré môžu byť naopak reprezentované rôznymi typmi výpočtových riešení).
    Každý typ týchto architektúr je spravidla určený na riešenie určitých problémov. Sálové počítače a minipočítače sa najčastejšie používajú v priemysle. Pomocou počítača môžete riešiť aj širokú škálu výrobných úloh, vykonávať inžiniersky vývoj - a tak prispôsobiť aj vhodnú architektúru počítačových systémov. Laboratórne práce, vedecké experimenty s takými technikami sa stávajú čistejšími a účinnejšími. Ďalšou interpretáciou predmetného pojmu je jeho korelácia so špecifickými úrovňami softvéru. V tomto zmysle je architektúra počítačových systémov - pracovný program, ktorý zabezpečuje fungovanie počítača a vytvára podmienky pre využívanie výpočtovej sily v praxi s cieľom vyriešiť jeden alebo druhývlastné úlohy.

    Súvisiace publikácie