Открытая архитектура компьютера — это архитектура с общепринятыми и общеизвестными стандартами и спецификациям.
Открытая архитектура компьютера: сущность и принципы построения
Современные персональные компьютеры представляют собой машины с открытой архитектурой. Это значит, что в них применяются стандартные способы присоединения различных устройств периферии, которые производители предлагают пользователям персональных компьютеров.
Такая стратегия обеспечивает достаточный уровень конкуренции компьютерных фирм, что ведёт к повышению качества и снижению стоимости производимых устройств. Но если посмотреть со стороны безопасности, то открытая архитектура компьютера кажется чрезмерно открытой структурной организацией, которая доступна не только законопослушным членам общества, но и различным преступным программным вирусам.
Тем не менее такая архитектура обладает целым рядом достоинств, таких как стандартизация, модульная структура, гибкость реализации, непрерывное развитие, что сделало её необычайно популярной в среде компьютерных компаний, а также у рядовых пользователей.
Ни вирусные атаки, ни преступные действия хакеров уже не в состоянии развернуть обратно исторический ход событий и развитие техники. Работу над проектом любого оборудования всегда надо начинать с выработки неких основных положений, которые станут базой для выстраивания всей системы. Такую фундаментальную основу будущих разработок и называют архитектурой. Проектируя персональную электронную вычислительную машину, специалисты компании IBM пришли к созданию «открытой архитектуры», которая впоследствии доказала свою эффективность и по сегодняшний день применяется в производстве персональных компьютеров.
Основными принципами открытой архитектуры считаются следующие положения:
- Она предполагает вероятность и возможность дальнейшего совершенствования конструкции.
- Применение известных технологических и технических решений не ведёт к затратам на лицензирование.
- Эксплуатационные возможности системы допускают модификацию базовой комплектации устройства непосредственно пользователем.
Эта система с самонастройкой показала себя несомненно эффективным проектом. Так как при запуске системы в работу, она сама определяет имеющуюся в наличии комплектацию (видит подключенные к ней элементы), то любой пользователь может без особого труда сам решить какая ему требуется конфигурация и реализовать её, в отличии, например, от компьютеров фирмы Macintosh, использовавших закрытую архитектуру, которая состоит из зафиксированного набора элементов и данные о структуре машины известны только специалистам компании. То есть для модернизации или ремонта такого компьютера необходимо обращение в сервисные организации, что не всегда удобно.
Модульная компоновка компьютера
Собранный персональный компьютер состоит из набора функциональных блоков (модулей). Есть некоторый основной комплект модулей, требуемый для нормального функционирования персонального компьютера, а открытая архитектура даёт возможность пользователям самим менять состав этого комплекта. Но это не должно влиять на общий завершённый функционал компьютера.
Для организации взаимного обмена информацией между модулями и модулей с центральным процессором существует канал приёма и передачи данных, называемый системной шиной.
Для присоединения модулей к шине на материнской плате расположен ряд специальных разъёмов. Стандартные нормативы шины были документами свободного доступа, и это давало возможность компаниям, производящим периферийное оборудование, проектировать микроконтроллеры, которые выполняли подключение своих модулей к шинам с разными стандартами.
Общей системной шиной управляет центральный процессор, который выделяет время остальным модулям для выполнения обменных операций с данными.
Модуль памяти сохраняет выполняемые программы и информационные данные. Внешние модули, амплитуды сигналов которых не совпадают с уровнями сигналов общей шины, должны подключаться к шине посредством специального блока, микроконтроллера. Он выполняет функцию согласования сигналов внешнего модуля со стандартами шины и управляет модулем согласно получаемым от центрального процессора командам.
Открытая архитектура компьютера подразумевает следующие правила модульности:
- Центральный процессор наиболее часто применяется от компании Intel или аналогичные ему, кроме того могут использоваться совместимые с ними программно процессоры других производителей.
- В память материнской платы зашит BIOS (базовая система ввода-вывода).
- Начальный системный запуск изначально регламентирован.
- Организация памяти представлена в виде набора модулей, которые имеют разные параметры.
- Работает процедура выполнения операции определения конфигурации.
- Персональный компьютер снабжён системным реестром и специальным разделом памяти для сохранения параметров конфигурации.
- Организована работа механизма прерывания программы и прямого доступа к памяти.
- Каждый модуль компьютера имеет свой индивидуальный адрес.
- Для операции ввода данных и отображения её на экране дисплея применяется специальное кодирование.
Необходимо отметить, что также были выработаны нормы, которые описывают структуру компьютера, режимы работы, стандарты трансляции информационных данных. Без создания таких нормативов столь ошеломляющий успех электронных вычислительных машин компании IBM просто не мог состояться.
Открытая архитектура персонального компьютера подразумевает своими базовыми составляющими две части:
- Аппаратное обеспечение.
- Программное обеспечение.
Системный блок с внутренней начинкой, а также вся периферия не могут функционировать без управления соответствующим программным обеспечением, которое «вдыхает жизнь» в непростой компьютерный механизм. Развитие персональных компьютеров параллельно способствовало развитию программного обеспечения.
