Архитектура современных компьютеров — это схематичное представление структурного построения компьютеров и описание принципов работы составляющих их компонентов.
Под архитектурой компьютера понимается набор определённых правил реализации электронной вычислительной системы, а кроме того, основные отличия и особенности технологий, применённых в ней. Архитектуру персонального компьютера возможно использовать как инструмент для выработки стандартов. То есть компьютерные системы по этим стандартам возможно реализовать по сформированным схематическим решениям и технологиям.
Соединение различных концептуальных подходов в одном архитектурном решении, способствует распространению данной модели персонального компьютера на рынках, даёт возможность проектировать программное обеспечение разным компаниям, которое со сто процентной вероятностью подойдёт для него. Единая архитектура персонального компьютера фактически позволяет компьютерным фирмам плотно сотрудничать между собой с целью усовершенствования отдельных его технологий и компонентов.
Под архитектурой можно также понимать комплекс методов сборки компьютера или его элементов, которые приняты в терминах отдельных брендов. В данном контексте, архитектура, выработанная компанией, принадлежит ей как интеллектуальная собственность и применяется исключительно ей, является инструментарием конкуренции на рынке. Но при этом технологические особенности различных брендов часто классифицируются как общая концепция, соединяющая в себе главные особенности, характеризующие разные модели компьютеров.
Архитектура компьютеров в классическом варианте
Главные принципы, по которым могли быть сконструированы персональные компьютеры согласно целевой логической структуре, были предложены Нейманом, известным учёным-математиком. Методические положения, предложенные Нейманом, являются классической архитектурой персонального компьютера. Компьютер должен иметь в своём составе следующие главные элементы:
- Блок логики и арифметики.
- Блок управления.
- Блок внешнего устройства памяти.
- Блок оперативной памяти.
- Блок ввода-вывода данных.
Согласно этой структуре, работа отдельных элементов должна выполняться в строго определённом порядке. Прежде всего в память персонального компьютера загружается информация из выполняемой программы. Информационные данные могут быть введены при помощи внешних устройств. Далее блок управления берёт информацию из памяти компьютера и отправляет её на обработку. При обработке информации могут быть задействованы другие элементы компьютера.
Архитектура современных компьютеров
Архитектура современных персональных компьютеров имеет отличия от классической, но в целом является её продолжением. Главным и основным отличием современных персональных компьютеров является объединение арифметического, логического блоков и блока управления в один элемент, который называется центральным процессором.
Это объединение произошло благодаря повышению степени интеграции микросхем и их развитию, что дало возможность поместить в маленькую по габаритам деталь обширный набор выполняемых процедур. Архитектура нынешних персональных компьютеров отличается также тем, что имеет в своём составе контроллеры. Их появление вызвано изменением роли процессора как главного устройства, выполняющего процедуру обмена информацией с внешними устройствами. Возможности новых микросхем позволили убрать ввод-вывод из функций процессора. Были разработаны разнообразные каналы обмена данными, а также наборы микросхем, которые в последствии получили название контроллеры.
Архитектура IBM
Фирма IBM спроектировала архитектуру персонального компьютера, которая стала по факту мировым стандартом. Её отличие заключается в полностью открытой структуре. То есть персональный компьютер согласно этому стандарту перестал являться законченным изделием от бренда. Фирма IBM не считается монополистом на компьютерном рынке, но это один из пионеров в плане выработки общепризнанной архитектуры. Пользователи или фирмы, которые собирают персональные компьютеры на базе IBM, имеют возможность самим определить набор элементов, включаемых в состав компьютера. Кроме того, есть возможность замены комплектации компьютера на более продвинутую. Очень быстрый прогресс технологий в компьютерной сфере дал возможность реализовать открытую архитектуру персональных компьютеров.
Структура программного обеспечения для компьютеров на базе архитектуры IBM
Главным критерием, по которому персональный компьютер можно отнести к платформе IBM, является возможность работы с различными операционными системами. И это тоже является следствием открытости данного архитектурного вида. Компьютеры, выполненные на платформе IBM, могут оснащаться операционными системами Windows, Linux в самых разных исполнениях, и, кроме этого, другими операционными системами, совместимыми с аппаратным обеспечением персональных компьютеров с данной архитектурой. Помимо программного обеспечения от известных брендов, на платформу IBM возможно ставить разные другие программы малоизвестных авторов, разработка и установка которых, как правило, не требует согласовывать их с компаниями, производящими аппаратные компоненты. В состав программных элементов, имеющихся во всех компьютерах на основе IBM, входит базовая система ввода-вывода, которая называется BIOS. Её назначение заключается в обеспечении выполнения главных аппаратных операций персонального компьютера независимо от типа установленной на компьютере операционной системы. Это тоже является признаком открытой архитектуры, разработчики BIOS весьма толерантно относятся к проектировщикам операционных систем и других программных продуктов. Да и сам факт выпуска BIOS под разными брендами тоже является признаком открытости.
