Архитектура ПККК

Понятие архитектуры компьютера
Архитекту́ра компью́тера — концептуальная модель компьютерной системы, воплощённая в её компонентах, их взаимодействии между собой и окружением, включающая также принципы её проектирования и развития.

Виды архитектур
1. Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) - одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно уст­ройство управления (УУ), через которое проходит поток команд.
2. Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере несколь­ких про­цессо­ров означает, что параллельно может быть организовано много потоков дан­ных и много потоков команд (параллельно могут обрабаты­ваться не­сколько фраг­ментов одной задачи).
3. Многомашинная вычислительная система. Здесь несколько про­цессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оператив­ной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Отдельный компьютер в много­машинной системе имеет классическую архитектуру и такая система приме­няется достаточно широко.

Магистрально-модульный принцип
Этот принцип предусматривает построение компьютера из функциональных блоков, взаимодействующих посредством общего канала (каналов) — шины. В сочетании с открытой (общеизвестной) архитектурой это позволяет потребителю собирать машину нужной конфигурации.
Магистраль включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии. К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией в форме последовательностей нулей и единиц, реализованных в виде электрических импульсов.

Шина
Компьютерная шина в архитектуре компьютера — соединение, служащее для передачи данных между функциональными блоками компьютера. В устройстве шины можно различить механический, электрический (физический) и логический (управляющий) уровни.

Виды шин
В современных компьютерах используются в основном шины: (внутренние SATA, PCI, PCI Express. (внешние: USB, Thunderbolt.)

Материнская плата
печатная плата, являющаяся основой построения модульного электронного устройства. Системная плата содержит основную часть устройства, например, в случае компьютера — процессор, системную шину или шины, оперативную память, «встроенные» контроллеры периферийных устройств, сервисную логику.

Характеристика материнской платы
Основные характеристики материнской платы: тип сокета, чипсет, частота шины, тип и максимальная частота поддерживаемой оперативной памяти, а также количество слотов для нее, наличие и количество основных слотов и разъемов (PCI, PCI Express, SATA, IDE, USB), интегрированные карты (сетевая, звуковая, и видеокарты), форм-фактор.

Работа процессора
Процессор состоит из двух основных компонентов: устройство управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ).
Устройство управления (УУ) помогает процессору контролировать и выполнять инструкции. УУ сообщает компонентам, что именно нужно делать. В соответствии с инструкциями он координирует работу с другими частями компьютера, включая второй основной компонент — арифметико-логическое устройство (АЛУ). Все инструкции вначале поступают именно на устройство управления.
Арифметико-логическое устройство - это устройство, как ни странно, выполняет все арифметические и логические операции, например сложение, вычитание, логическое ИЛИ и т. п. АЛУ состоит из логических элементов, которые и выполняют эти операции.

Виды процессоров
Сейчас используются 2 архитектуры процессоров: CISC и RISC.
CISC - выпускается компанией Intel, является вычислителем с большим количеством команд.
RISC - Это альтернатива предыдущего процессора, вычислитель с сокращенным количеством команд. Принцип такого устройства основан на использовании обычных команд и сборке более тяжелых команд на их основе. Благодаря такому подходу, процессор становится производительней и компактней, кроме того, снижается его стоимость и энергоемкость. Сейчас крупные компании разрабатывают поколение микропроцессоров, работа которых будет основана на смешанной технологии, включающей в себя признаки как CISC, так и RISC видов.

Внешняя и внутренняя память
Внутренняя память – это запоминающее устройство, напрямую связанное с процессором и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, участвующих в вычислениях. Обращение к внутренней памяти ЭВМ осуществляется с высоким быстродействием, но она имеет ограниченный объем, определяемый адресацией машины. Внутренняя память делится на оперативную и постоянную.
Оперативная память – память с произвольным доступом, отличается высокой скоростью работы, является энергозависимой.
Постоянная память - энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных.
Внешняя память – предназначена для размещения больших объемов информации и обмена ею с оперативной памятью. Для внешней памяти используют энергонезависимые носители. Емкость внешней памяти практически не имеет ограничений, а для обращения к ней требуется больше времени, чем к внутренней.