КампутарыАперацыйныя сістэмы

Архітэктура камп'ютэрнай сістэмы: класіфікацыя і вызначэнне

Сучасныя кампутарныя рашэнні могуць быць класіфікаваны, зыходзячы з іх аднясення да той ці іншай архітэктуры. Але што яна можа ўяўляць сабой? Якія асноўныя падыходы да разумення дадзенага тэрміна?

Архітэктура камп'ютэрных сістэм як сукупнасць апаратных кампанентаў

У чым заключаецца сутнасць паняцця "архітэктура кампутарнай сістэмы»? Пад адпаведным тэрмінам першым чынам можна разумець сукупнасць электронных кампанентаў, з якіх складаецца ПК, якія ўзаемадзейнічаюць у рамках пэўнага алгарытму з выкарыстаннем розных тыпаў інтэрфейсаў.

Асноўныя кампаненты, якія ўваходзяць у склад кампутарнай сістэмы:

  • прыладу ўводу;
  • галоўны вылічальны чыпсэт;
  • прылады для запамінання дадзеных;
  • кампаненты, прызначаныя для вываду інфармацыі.

У сваю чаргу, кожны з адзначаных кампанентаў можа ўключаць у сябе вялікую колькасць асобных прылад. Напрыклад, галоўны вылічальны чыпсэт можа ўключаць у сябе працэсар, набор мікрасхем на матчынай плаце, модуль апрацоўкі графічных дадзеных. Пры гэтым той жа працэсар можа складацца з іншых кампанентаў: напрыклад, ядра, кэш-памяці, рэгістраў.

Зыходзячы, уласна, з структуры канкрэтных апаратных кампанентаў ПК, вызначаецца тое, якая архітэктура кампутарнай сістэмы выбудаваная. Разгледзім асноўныя крытэрыі, у адпаведнасці з якімі тыя ці іншыя вылічальныя рашэнні могуць класіфікавацца.

Класіфікацыя камп'ютэрных сістэм

У адпаведнасці з распаўсюджаным у асяроддзі экспертаў падыходам, кампутарныя сістэмы па сваёй архітэктуры могуць ставіцца:

  • да вялікіх ЭВМ;
  • да міні-ЭВМ;
  • да персанальных кампутараў.

Варта адзначыць, што дадзеная класіфікацыя вылічальных рашэнняў, у адпаведнасці з якой можа вызначацца архітэктура кампутарнай сістэмы, шматлікімі экспертамі прызнаецца састарэлай. У прыватнасці, тыя ж персанальныя кампутары сёння могуць падраздзяляцца на вялікую колькасць разнавіднасцяў, вельмі непадобных па прызначэнні і характарыстыках.

Такім чынам, па меры таго як развіваюцца кампутарныя сістэмы, архітэктура кампутара можа быць класіфікавана з выкарыстаннем змяняюцца крытэраў. Тым не менш пазначаная схема лічыцца традыцыйнай. Карысна будзе разгледзець яе падрабязней. У адпаведнасці з ёй, першы тып ЭВМ - тыя, што ставяцца да архітэктуры вялікіх машын.

вялікія ЭВМ

Вялікія ЭВМ, або мэйнфрэймы, часцей за ўсё выкарыстоўваюцца ў прамысловасці - як цэнтры апрацоўкі дадзеных па розных вытворчым працэсам. У іх могуць быць усталяваны магутныя, выключна высокапрадукцыйныя чыпы.

Разгляданая архітэктура кампутарнай сістэмы можа ажыццяўляць да некалькіх дзесяткаў мільярдаў вылічэнняў у секунду. Стаяць вялікія ЭВМ несупаставіма даражэй астатніх сістэм. Як правіла, іх абслугоўванне патрабуе ўдзелу даволі вялікай колькасці людзей, якія маюць неабходную кваліфікацыю. У многіх выпадках іх праца ажыццяўляецца ў рамках падраздзяленняў, арганізаваных у якасці вылічальнага цэнтра прадпрыемства.

Міні-ЭВМ

Архітэктура вылічальных сістэм і камп'ютэрных сетак на іх аснове можа быць прадстаўлена рашэннямі, класіфікаваных як міні-ЭВМ. У цэлым іх прызначэнне можа быць аналагічным, што і ў выпадку з мэйнфрэймаў: вельмі распаўсюджана прымяненне адпаведнага тыпу кампутараў у прамысловасці. Але, як правіла, іх выкарыстанне ўласціва для адносна невялікіх прадпрыемстваў, сярэдніх бізнэсаў, навуковых арганізацый.

Сучасныя міні-ЭВМ: магчымасці

У многіх выпадках ужыванне дадзеных кампутараў ажыццяўляецца як раз у мэтах эфектыўнага кіравання ўнутрыкарпаратыўных сеткамі. Такім чынам, якія разглядаюцца рашэнні могуць выкарыстоўвацца, у прыватнасці, як высокапрадукцыйныя серверы. Яны таксама аснашчаны вельмі магутнымі працэсарамі, такімі як, напрыклад, Xeon Phi ад Intel. Дадзены чып можа працаваць з хуткасцю больш за 1 терафлопса. Адпаведны працэсар разлічаны на вытворчасць па тэхпрацэсу 22 нм і мае прапускную здольнасць памяці ў значэнні 240 ГБ / С5.

персанальныя кампутары

Наступны тып кампутарнай архітэктуры - ПК. Верагодна, ён з'яўляецца самым распаўсюджаным. ПК не гэтак магутныя і высокапрадукцыйных як мэйнфрэймы і мікра-ЭВМ, але ў многіх выпадках здольныя вырашаць задачы і ў сферы прамысловасці, і ў галіне навукі, не кажучы пра тыповыя карыстацкіх задачах, такіх як запуск прыкладанняў і гульняў.

Яшчэ адна характэрная асаблівасць, якая характарызуе персанальныя кампутары, заключаецца ў тым, што іх рэсурсы могуць быць аб'яднаныя. Вылічальныя магутнасці дастаткова вялікай колькасці ПК, такім чынам, могуць быць супастаўныя з прадукцыйнасцю кампутарных архітэктур вышэйстаячага класа, але, вядома, дасягнуць іх узроўняў намінальна з дапамогай ПК вельмі праблематычна.

Тым не менш архітэктура камп'ютэрных сістэм, сетак на аснове персанальных кампутараў характарызуецца універсальнасцю, з пункту гледжання рэалізацыі ў розных галінах, даступнасцю і маштабаванасцю.

Персанальныя кампутары: класіфікацыя

Як мы адзначылі вышэй, ПК могуць быць класіфікаваны на вялікую колькасць разнавіднасцяў. У ліку такіх: дэсктопы, наўтбукі, планшэты, КПК, смартфоны - аб'ядноўваюць у сабе ПК і тэлефоны.

Як правіла, самымі магутнымі і прадукцыйнымі архітэктурамі валодаюць дэсктопы; найменш магутныя - смартфоны і планшэты ў сувязі з невялікімі памерамі і неабходнасцю істотна змяншаць рэсурсы апаратных кампанентаў. Але шмат хто з адпаведных девайсов, асабліва топавых мадэляў, па хуткасці працы, у прынцыпе, супастаўныя з вядучымі мадэлямі ноўтбукаў і бюджэтнымі дэсктопамі.

Адзначаная класіфікацыя ПК сведчыць аб іх універсальнасці: у тых ці іншых разнавіднасцях яны могуць вырашаць тыповыя карыстацкія задачы, вытворчыя, навуковыя, лабараторныя. ПА, архітэктура камп'ютэрных сістэм адпаведнага тыпу ў многіх выпадках адаптаваныя да выкарыстання шараговым грамадзянінам, якія не маюць спецыяльнай падрыхтоўкі, якая можа спатрэбіцца чалавеку, які працуе з мэйнфрэймаў ці ж міні-ЭВМ.

Як усталяваць аднясенне вылічальнага рашэння да ПК?

Галоўны крытэр аднясення вылічальнага рашэння да ПК - факт яго персанальнай арыентаванасці. Гэта значыць адпаведнага тыпу кампутар разлічаны, галоўным чынам, на задзейнічанне адным карыстальнікам. Аднак многія інфраструктурныя рэсурсы, да якіх ён звяртаецца, носяць бясспрэчна сацыяльны характар: гэта можна прасачыць на прыкладзе карыстання інтэрнэтам. Пры тым што вылічальнае рашэнне персанальнае, практычная эфектыўнасць у яго задзейнічанні можа фіксавацца толькі толькі ў выпадку атрымання чалавекам доступу да крыніц дадзеных, сфармаваным іншымі людзьмі.

Класіфікацыя ПА для кампутарных архітэктур: мэйнфрэймы і міні-ЭВМ

Нароўні з класіфікацыяй кампутараў, разгледжанай намі вышэй, існуюць таксама крытэрыі аднясення да тых ці іншых катэгорыях праграм, якія ўсталёўваюцца на адпаведныя тыпы вылічальнай тэхнікі. Што тычыцца мэйнфрэймаў і блізкіх ім па прызначэнні, а ў некаторых выпадках і па прадукцыйнасці міні-ЭВМ, то на іх, як правіла, рэалізаваная магчымасць задзейнічання некалькіх аперацыйных сістэм, адаптаваных для вырашэння канкрэтных вытворчых задач. У прыватнасці дадзеныя АС могуць быць прыстасаваныя да запуску розных сродкаў аўтаматызацыі, віртуалізацыі, ўкаранення прамысловых стандартаў, інтэграцыі з рознымі відамі ПА прыкладнога прызначэння.

Класіфікацыя ПА: персанальныя кампутары

Праграмы для звычайных ПК могуць быць прадстаўлены ў разнавіднасцях, аптымізаваных для вырашэння, у сваю чаргу, карыстацкіх задач, а таксама тых вытворчых, што не патрабуюць таго ўзроўню прадукцыйнасці, які характарызуе мэйнфрэймы і міні-ЭВМ. Ёсць, такім чынам, праграмы для ПК прамысловыя, навуковыя, лабараторныя. ПА, архітэктура камп'ютэрных сістэм адпаведнага тыпу залежыць ад канкрэтнай галіны, у якой яны прымяняюцца, ад меркаванага ўзроўню кваліфікацыі карыстальніка: відавочна, што прафесійныя рашэнні для прамысловага дызайну могуць быць не разлічаны на чалавека, які мае толькі базавыя веды ў галіне прымянення камп'ютэрных праграм.

Праграмы для ПК у тых ці іншых разнавіднасцях маюць у многіх выпадках інтуітыўна зразумелы інтэрфейс, розную даведачную дакументацыю. У сваю чаргу, магутнасці мэйнфрэймаў і міні-ЭВМ могуць быць у поўнай меры выкарыстаны пры ўмове не толькі прытрымлівання інструкцыям, але таксама і пры рэгулярным унясенні карыстальнікам змяненняў у структуру запускаюцца праграм: для гэтага і могуць спатрэбіцца дадатковыя веды, напрыклад, звязаныя з выкарыстаннем моў праграмавання.

Ўзроўні праграмнай архітэктуры ПК

Паняцце «архітэктура камп'ютэрных сістэм» падручнік інфарматыкі, у залежнасці ад поглядаў яго аўтара, можа трактаваць па-рознаму. Яшчэ адна распаўсюджаная інтэрпрэтацыя адпаведнага тэрміна прадугледжвае яго суаднясенне з ўзроўнямі праграмнага забеспячэння. Пры гэтым не мае прынцыповага значэння тое, у якой канкрэтна вылічальнай сістэме адпаведныя ўзроўні ПА рэалізаваныя.

У адпаведнасці з дадзеным падыходам, пад архітэктурай кампутара варта разумець набор розных тыпаў дадзеных, аперацый, характарыстык праграмнага забеспячэння, задействуемого ў мэтах падтрымання функцыянавання апаратных кампанентаў кампутара, а таксама стварэння ўмоў, пры якіх карыстальнік атрымлівае магчымасць прымяніць дадзеныя рэсурсы на практыцы.

Архітэктуры праграмных узроўняў

Эксперты вылучаюць наступныя асноўныя архітэктуры камп'ютэрных сістэм у кантэксце разгляданага падыходу да разумення адпаведнага тэрміна:

  • лічбавая лагічная архітэктура вылічальнага рашэння - фактычна, апаратнае забеспячэнне ПК у выглядзе розных модуляў, вочак, рэгістраў - напрыклад, якія знаходзяцца ў структуры працэсара;
  • микроархитектура на ўзроўні інтэрпрэтацыі розных мікрапраграм;
  • архітэктура трансляцыі спецыяльных каманд - на ўзроўні асэмблера;
  • архітэктура інтэрпрэтацыі адпаведных каманд і іх рэалізацыі ў праграмны код, зразумелы аперацыйнай сістэме;
  • архітэктура кампіляцыі, якая дазваляе ўносіць змены ў праграмныя коды тых ці іншых відаў ПА;
  • архітэктура моў высокага ўзроўню, якія дазваляюць прыстасаваць праграмныя коды да вырашэння канкрэтных карыстацкіх задач.

Значэнне класіфікацыі праграмнай архітэктуры

Вядома, гэтая класіфікацыя ў кантэксце разгляду дадзенага тэрміна як адпаведнага ўзроўнях праграмнага забеспячэння, можа быць вельмі ўмоўнай. Архітэктура кампутара і праектаванне камп'ютэрных сістэм, у залежнасці ад іх тэхналагічнасці і прызначэння, можа запатрабаваць іншых падыходаў распрацоўшчыкаў ў класіфікацыі узроўняў ПА, а таксама, уласна, да разумення сутнасці тэрміна, пра які ідзе гаворка.

Нягледзячы на тое што дадзеныя прадстаўлення тэарэтычныя, іх адэкватнае разуменне мае вялікае значэнне, паколькі спрыяе распрацоўцы больш эфектыўных канцэптуальных падыходаў да выбудоўвання тых ці іншых тыпаў вылічальнай інфраструктуры, дазваляе распрацоўнікам аптымізаваць свае рашэнні да запытаў карыстальнікаў, якія вырашаюць канкрэтныя задачы.

рэзюмэ

Такім чынам, мы вызначылі сутнасць тэрміна «архітэктура кампутарнай сістэмы», то, якім чынам ён можа разглядацца ў залежнасці ад таго ці іншага кантэксту. У адпаведнасці з адным з традыцыйных азначэнняў, пад адпаведнай архітэктурай можа разумецца апаратная структура ПК, прадвызначае ўзровень яго прадукцыйнасці, спецыялізацыю, патрабаванні да кваліфікацыі карыстальнікаў. Дадзены падыход прадугледжвае класіфікацыю сучасных кампутарных архітэктур на 3 асноўныя катэгорыі - мэйнфрэймы, міні-ЭВМ, а таксама ПК (якія, у сваю чаргу, таксама могуць быць прадстаўлены рознымі разнавіднасцямі вылічальных рашэнняў).

Як правіла, кожны тып названых архітэктур разлічаны на рашэнне пэўных задач. Мэйнфрэймы і міні-ЭВМ часцей за ўсё знаходзяць прымяненне ў прамысловасці. З дапамогай ПК таксама можна вырашаць шырокае кола вытворчых задач, ажыццяўляць інжынерныя распрацоўкі - для гэтага таксама прыстасаваная адпаведная архітэктура камп'ютэрных сістэм. Лабараторныя работы, навуковыя эксперыменты з такой тэхнікай становяцца больш зразумела і больш эфектыўна.

Яшчэ адна трактоўка тэрміна, пра які ідзе гаворка, прадугледжвае яго суаднясенне з канкрэтнымі ўзроўнямі праграмнага забеспячэння. У гэтым сэнсе архітэктура камп'ютэрных сістэм - рабочая праграма, якая забяспечвае функцыянаванне ПК, а таксама стварае ўмовы для выкарыстання яго вылічальных магутнасцяў на практыцы ў мэтах вырашэння тых ці іншых карыстацкіх задач.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.unansea.com. Theme powered by WordPress.