สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์และลักษณะสำคัญ - นามธรรม แนวคิดและประเภทหลักของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ คุณลักษณะเฉพาะของสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

คำว่า "สถาปัตยกรรม" ในความหมายเดิมใช้ในการวางผังเมือง เนื่องจากโครงสร้างที่ค่อนข้างซับซ้อน เมืองสมัยใหม่ประกอบด้วยเขต จัตุรัส ถนน บ้าน ฯลฯ ซึ่งตั้งอยู่ในลักษณะที่แน่นอน

เพื่อนำทางความซับซ้อนของถนนและจัตุรัสในเมืองใด ๆ มีระบบชื่อที่จัดตั้งขึ้นในอดีตรวมถึงบ้านจำนวนหนึ่ง การมีอยู่ของที่อยู่ที่ยอมรับโดยทั่วไปช่วยให้คุณสามารถกำหนดตำแหน่งของโครงสร้างใด ๆ ได้อย่างไม่คลุมเครือ และหากจำเป็น ให้ค้นหาได้อย่างรวดเร็ว ในหลายกรณี แผนผังของถนนและการตั้งชื่อนั้นไม่แน่นอน ในขณะเดียวกันก็เกิดขึ้นที่กิจกรรมนี้ได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบและเป็นความต่อเนื่องของการวางแผนทั่วไปของเมืองนั่นคือ เป็นส่วนหนึ่งของสถาปัตยกรรมจริงๆ ตัวอย่างคลาสสิกคือระบบที่รู้จักกันดีของถนน (ถนนและถนน) ที่ตั้งฉากกันในนิวยอร์กซิตี้ นอกเหนือจากการใช้งานจริงแล้ว สถาปัตยกรรมของเมืองยังมีคุณค่าทางศิลปะอีกด้วย (ซึ่งมักจะเป็นที่สนใจของผู้เข้าชม) แต่แนวคิดของ "สถาปัตยกรรม" ในแง่มุมนี้แทบจะไม่สามารถถ่ายโอนไปยังเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้

เมื่อใช้การเปรียบเทียบกับการวางผังเมือง เป็นเรื่องปกติที่จะเข้าใจสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ว่ามีลักษณะโดยรวมที่ผู้ใช้ต้องการ ประการแรกคืออุปกรณ์หลักและบล็อกคอมพิวเตอร์รวมถึงโครงสร้างของการเชื่อมต่อระหว่างกัน ตัวอย่างเช่น หากคุณดูใน "พจนานุกรมอธิบายของระบบคอมพิวเตอร์" เราจะอ่านที่นั่นว่าคำว่า "สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์" ใช้เพื่ออธิบายหลักการทำงาน การกำหนดค่า และการเชื่อมต่อโครงข่ายของโหนดตรรกะหลักของคอมพิวเตอร์ "สถาปัตยกรรม "".

อย่างไรก็ตาม คำอธิบายของโครงสร้างภายในของคอมพิวเตอร์ไม่ได้จบลงด้วยตัวมันเอง: จากมุมมองของสถาปัตยกรรม เฉพาะการเชื่อมต่อและหลักการที่เป็นหลักการทั่วไปที่สุดซึ่งมีอยู่ในการใช้งานคอมพิวเตอร์เฉพาะจำนวนมากเท่านั้นที่น่าสนใจ บ่อยครั้งที่พวกเขาพูดถึงครอบครัวของคอมพิวเตอร์เช่น กลุ่มรุ่นที่เข้ากันได้ ภายในตระกูลเดียวกัน หลักการพื้นฐานของการออกแบบและการทำงานของเครื่องจักรจะเหมือนกัน แม้ว่าแต่ละรุ่นอาจแตกต่างกันอย่างมากในด้านประสิทธิภาพ ต้นทุน และพารามิเตอร์อื่นๆ ตัวอย่างที่เด่นชัดคือการดัดแปลงต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ DEC PDP (ผู้ใช้ในประเทศรู้จักกันดีในรุ่น DVK) เครื่องในตระกูล MSX ซึ่งเป็นเจ้าของ YAMAHA อย่างแพร่หลาย ตลอดจนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่เข้ากันได้กับ IBM ซึ่งท่วมท้นไปทั่วโลก .

เป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปในโครงสร้างของคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าแนวคิดของสถาปัตยกรรม สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าเป้าหมายของลักษณะทั่วไปดังกล่าวในท้ายที่สุดคือความปรารถนาที่เข้าใจได้อย่างสมบูรณ์: เครื่องจักรทั้งหมดในครอบครัวเดียวกัน โดยไม่คำนึงถึงอุปกรณ์และผู้ผลิตเฉพาะเจาะจงควรสามารถใช้งานโปรแกรมเดียวกันได้ สิ่งนี้นำไปสู่ข้อสรุปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ว่าจากมุมมองของสถาปัตยกรรม ไม่ใช่ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับการสร้างคอมพิวเตอร์ที่มีความสำคัญ แต่เฉพาะข้อมูลที่สามารถใช้ในการเขียนโปรแกรมและ "ผู้ใช้" ทำงานกับคอมพิวเตอร์ได้ ด้านล่างนี้เป็นรายการหลักการทั่วไปในการสร้างคอมพิวเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับสถาปัตยกรรม:

โครงสร้างของหน่วยความจำคอมพิวเตอร์

วิธีเข้าถึงหน่วยความจำและอุปกรณ์ภายนอก

ความสามารถในการเปลี่ยนการกำหนดค่าของคอมพิวเตอร์

ระบบบังคับบัญชา

รูปแบบข้อมูล

องค์กรส่วนต่อประสาน

สรุปทั้งหมดข้างต้น เราได้คำจำกัดความของสถาปัตยกรรมดังต่อไปนี้:

"สถาปัตยกรรมเป็นหลักการทั่วไปที่สุดในการสร้างคอมพิวเตอร์ที่ใช้การจัดการโปรแกรมของการทำงานและการโต้ตอบของหน่วยการทำงานหลัก"

2. สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์คลาสสิก II หลักการของ VON NEJMANN

รากฐานของทฤษฎีสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์วางโดย John von Neumann นักคณิตศาสตร์ชาวอเมริกันที่โดดเด่น เขาเข้าร่วมในการสร้าง ENIAC หลอดคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลกในปี 1944 เมื่อการออกแบบได้รับเลือกแล้ว ในกระบวนการทำงาน ระหว่างการหารือหลายครั้งกับเพื่อนร่วมงานของเขา G. Goldstein และ A. Berks ฟอน Neumann ได้แสดงแนวคิดเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่โดยพื้นฐาน ในปี พ.ศ. 2489 นักวิทยาศาสตร์ได้สรุปหลักการในการสร้างคอมพิวเตอร์ในบทความคลาสสิกที่ตอนนี้ "การพิจารณาเบื้องต้นเกี่ยวกับการออกแบบเชิงตรรกะของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์" ครึ่งศตวรรษผ่านไปแล้ว แต่บทบัญญัติที่หยิบยกมายังคงมีความเกี่ยวข้องในปัจจุบัน

ก่อนหน้านี้ คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจัดเก็บตัวเลขที่ประมวลผลในรูปแบบทศนิยม ผู้เขียนได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงข้อดีของระบบเลขฐานสองสำหรับการใช้งานทางเทคนิค ความสะดวกสบายและความสะดวกในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์และการดำเนินการทางตรรกศาสตร์ ในอนาคต คอมพิวเตอร์เริ่มประมวลผลข้อมูลประเภทที่ไม่ใช่ตัวเลข เช่น ข้อความ กราฟิก เสียง และอื่นๆ แต่การเข้ารหัสข้อมูลไบนารียังคงเป็นพื้นฐานข้อมูลของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

แนวคิดที่ปฏิวัติวงการอย่างแท้จริงอีกประการหนึ่ง ซึ่งแทบจะไม่สามารถประเมินความสำคัญสูงเกินไปได้ ก็คือหลักการ "โปรแกรมที่จัดเก็บไว้" ของนอยมันน์ ในขั้นต้นโปรแกรมได้รับการตั้งค่าโดยการติดตั้งจัมเปอร์บนแผงแพทช์พิเศษ นี่เป็นงานที่ลำบากมาก ตัวอย่างเช่น ต้องใช้เวลาหลายวันในการเปลี่ยนโปรแกรมของเครื่อง ENIAC (ในขณะที่การคำนวณจริงใช้เวลาไม่เกินสองสามนาที - หลอดไฟล้มเหลว) นอยมันน์เป็นคนแรกที่เดาว่าโปรแกรมสามารถจัดเก็บเป็นชุดของศูนย์และหนึ่ง และในหน่วยความจำเดียวกันกับตัวเลขที่ประมวลผล การไม่มีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างโปรแกรมและข้อมูลทำให้คอมพิวเตอร์สามารถสร้างโปรแกรมสำหรับตัวเองตามผลลัพธ์ของการคำนวณได้

Von Neumann ไม่เพียงแต่หยิบยกหลักการพื้นฐานของอุปกรณ์เชิงตรรกะของคอมพิวเตอร์เท่านั้น แต่ยังเสนอโครงสร้างของมันซึ่งทำซ้ำในช่วงสองรุ่นแรกของคอมพิวเตอร์ จากข้อมูลของ Neumann หน่วยหลักคือหน่วยควบคุม (CU) และหน่วยคำนวณทางตรรกะ (ALU) (โดยปกติจะรวมกันเป็นหน่วยประมวลผลกลาง) หน่วยความจำ หน่วยความจำภายนอก อุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต รูปแบบของอุปกรณ์ของคอมพิวเตอร์ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 2.1 เส้นทึบพร้อมลูกศรระบุทิศทางการไหลของข้อมูล เส้นประระบุสัญญาณควบคุมจากโปรเซสเซอร์ไปยังส่วนอื่นๆ ของคอมพิวเตอร์

รูปที่ 2.1 - สถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นจากหลักการของฟอน นอยมันน์

อุปกรณ์ควบคุมและหน่วยตรรกะเลขคณิตในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่รวมกันเป็นหน่วยเดียว - โปรเซสเซอร์ซึ่งเป็นตัวแปลงข้อมูลที่มาจากหน่วยความจำและอุปกรณ์ภายนอก (ซึ่งรวมถึงการดึงคำสั่งจากหน่วยความจำ การเข้ารหัสและถอดรหัส การดำเนินการต่าง ๆ รวมถึงเลขคณิต , ประสานการทำงานของโหนดคอมพิวเตอร์). หน่วยความจำ (หน่วยความจำ) เก็บข้อมูล (ข้อมูล) และโปรแกรม อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่เป็นแบบ "ชั้น" และรวมถึงหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) ที่เก็บข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ทำงานโดยตรง ณ เวลาที่กำหนด และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลภายนอก (VSD) ที่มีความจุมากกว่า RAM แต่ด้วย การเข้าถึงช้าลงอย่างมาก การจำแนกประเภทของอุปกรณ์หน่วยความจำไม่ได้ลงท้ายด้วย RAM และ VZU - ฟังก์ชันบางอย่างดำเนินการโดยทั้ง SRAM (หน่วยความจำความเร็วสูงพิเศษ) และ ROM (หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว) และหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ประเภทย่อยอื่น ๆ

ในคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นตามรูปแบบที่อธิบายไว้ คำสั่งจะถูกอ่านตามลำดับจากหน่วยความจำและดำเนินการ หมายเลข (ที่อยู่) ของเซลล์หน่วยความจำถัดไปที่จะดึงคำสั่งโปรแกรมถัดไปจะถูกระบุโดยอุปกรณ์พิเศษ - ตัวนับคำสั่งในชุดควบคุม การปรากฏตัวของมันเป็นหนึ่งในคุณลักษณะเฉพาะของสถาปัตยกรรมที่อยู่ระหว่างการพิจารณา

รากฐานของสถาปัตยกรรมของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่พัฒนาโดยฟอน นอยมันน์กลายเป็นพื้นฐานจนได้รับชื่อ "สถาปัตยกรรมฟอน นอยมันน์" ในวรรณกรรม คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันเป็นเครื่องของฟอนนอยมันน์ ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือระบบบางประเภทสำหรับการคำนวณแบบขนานซึ่งไม่มีตัวนับโปรแกรม แนวคิดแบบคลาสสิกของตัวแปรไม่ถูกนำไปใช้ และมีความแตกต่างพื้นฐานที่สำคัญอื่น ๆ จากแบบจำลองแบบคลาสสิก (ตัวอย่าง ได้แก่ คอมพิวเตอร์โฟลว์และรีดักชัน)

การแนะนำ

ระดับของสถาปัตยกรรมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผู้เชี่ยวชาญทุกคน สถาปัตยกรรมเป็นหลักการทั่วไปส่วนใหญ่ในการสร้างคอมพิวเตอร์ที่ใช้ซอฟต์แวร์ควบคุมการทำงานและการโต้ตอบของหน่วยการทำงานหลัก ในระดับนี้ไม่จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับการแก้ปัญหาวงจรของวิศวกรรมวิทยุสมัยใหม่และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ โดยทั่วไปแล้วสิ่งหลังนี้นอกเหนือไปจากวิทยาการคอมพิวเตอร์ แต่นักพัฒนาองค์ประกอบทางกายภาพของคอมพิวเตอร์ต้องการเท่านั้น

สถาปัตยกรรมในระดับค่อนข้างลึกก็จะรวมถึงเรื่องของการจัดการการทำงานของคอมพิวเตอร์ (การเขียนโปรแกรม) ในภาษาของคำสั่งเครื่อง (แอสเซมเบลอร์) วิธีการควบคุมนี้ซับซ้อนกว่าการเขียนโปรแกรมด้วยภาษาระดับสูงมาก แต่ถึงกระนั้นก็เป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจการทำงานที่แท้จริงของคอมพิวเตอร์โดยปราศจากความเข้าใจ

สุดท้าย บทนี้ให้ภาพรวมโดยย่อเกี่ยวกับอุปกรณ์ภายนอกของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ - ไดรฟ์ อุปกรณ์อินพุตและเอาท์พุต - ตลอดจนคำอธิบายเบื้องต้นเกี่ยวกับหลักการทำงาน ลักษณะเฉพาะทางวิชาชีพ

วัตถุประสงค์ของการศึกษาคือเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

หัวข้อวิจัยคือสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

จุดมุ่งหมายของงานคือการศึกษาสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ จำเป็นต้องแก้ไขงานต่อไปนี้:

กำหนดแนวคิดของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

·ศึกษาเอกสารการศึกษาในหัวข้อ "สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์"

· เพื่อศึกษาพัฒนาการของโครงสร้างภายในของคอมพิวเตอร์

1. แนวคิดของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

โครงสร้างของหน่วยความจำคอมพิวเตอร์

วิธีเข้าถึงหน่วยความจำและอุปกรณ์ภายนอก

ความสามารถในการเปลี่ยนการกำหนดค่าของคอมพิวเตอร์

ระบบบังคับบัญชา

รูปแบบข้อมูล

องค์กรส่วนต่อประสาน

สรุปทั้งหมดข้างต้น เราได้คำจำกัดความของสถาปัตยกรรมดังต่อไปนี้:

2. สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์คลาสสิก II หลักการของ VON NEJMANN

เห็นได้ชัดว่าการเบี่ยงเบนที่สำคัญจากสถาปัตยกรรม von Neumann จะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการพัฒนาแนวคิดของเครื่องจักรรุ่นที่ห้าซึ่งการประมวลผลข้อมูลไม่ได้ขึ้นอยู่กับการคำนวณ แต่เป็นข้อสรุปเชิงตรรกะ

3. การปรับปรุงและพัฒนาโครงสร้างภายในเครื่องคอมพิวเตอร์

ในส่วนก่อนหน้านี้ ได้อธิบายถึงโครงสร้างแบบดั้งเดิมของคอมพิวเตอร์ ซึ่งสอดคล้องกับคอมพิวเตอร์รุ่นแรกและรุ่นที่สอง โดยธรรมชาติแล้ว จากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ โครงสร้างดังกล่าวจึงไม่สามารถรับการเปลี่ยนแปลงที่ก้าวหน้าได้

ตามที่ระบุไว้ข้างต้น การเกิดขึ้นของคอมพิวเตอร์รุ่นที่สามเกิดจากการเปลี่ยนจากทรานซิสเตอร์เป็นวงจรรวม ความก้าวหน้าที่สำคัญในการย่อขนาดวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไม่เพียงช่วยลดขนาดของหน่วยการทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์เท่านั้น แต่ยังสร้างข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับความเร็วโปรเซสเซอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก มีความขัดแย้งอย่างมากระหว่างความเร็วสูงของการประมวลผลข้อมูลภายในเครื่องกับการทำงานช้าของอุปกรณ์อินพุต-เอาท์พุต ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทางกลไก โปรเซสเซอร์ที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ภายนอกจะต้องไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานเพื่อรอข้อมูล "จากโลกภายนอก" ซึ่งจะลดประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ทั้งหมดโดยรวมลงอย่างมาก เพื่อแก้ปัญหานี้มีแนวโน้มที่จะปลดปล่อยโปรเซสเซอร์กลางจากฟังก์ชันการแลกเปลี่ยนและถ่ายโอนไปยังวงจรอิเล็กทรอนิกส์พิเศษเพื่อควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ภายนอก วงจรดังกล่าวมีชื่อต่าง ๆ : ช่องแลกเปลี่ยน, โปรเซสเซอร์อินพุต - เอาต์พุต, โปรเซสเซอร์ต่อพ่วง เมื่อเร็ว ๆ นี้ คำว่า "ตัวควบคุมอุปกรณ์ภายนอก" (หรือเพียงแค่ตัวควบคุม) ถูกนำมาใช้มากขึ้น

การมีตัวควบคุมอัจฉริยะของอุปกรณ์ภายนอกได้กลายเป็นคุณสมบัติเด่นที่สำคัญของเครื่องรุ่นที่สามและสี่

คอนโทรลเลอร์ถือได้ว่าเป็นโปรเซสเซอร์พิเศษที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ภายนอกที่ "ได้รับความไว้วางใจ" ตามโปรแกรมการแลกเปลี่ยนในตัวแบบพิเศษ โปรเซสเซอร์ดังกล่าวมีระบบคำสั่งของตัวเอง ตัวอย่างเช่น ตัวควบคุมของฟล็อปปี้ดิสก์ไดรฟ์ (ไดรฟ์) สามารถวางตำแหน่งส่วนหัวไปยังแทร็กที่ต้องการบนดิสก์ อ่านหรือเขียนเซกเตอร์ จัดรูปแบบแทร็ก และอื่นๆ ผลลัพธ์ของแต่ละการดำเนินการจะถูกบันทึกไว้ในรีจิสเตอร์หน่วยความจำภายในของคอนโทรลเลอร์และสามารถอ่านเพิ่มเติมได้โดยโปรเซสเซอร์กลาง

ดังนั้นการมีอุปกรณ์ภายนอกที่ชาญฉลาดสามารถเปลี่ยนอุดมการณ์ของการแลกเปลี่ยนได้อย่างมีนัยสำคัญ โปรเซสเซอร์กลาง หากจำเป็นต้องทำการแลกเปลี่ยน ให้มอบหมายงานสำหรับการนำไปใช้งานกับคอนโทรลเลอร์ การแลกเปลี่ยนข้อมูลเพิ่มเติมสามารถดำเนินการได้ภายใต้คำแนะนำของผู้ควบคุมโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของผู้ประมวลผลกลาง คนหลังได้รับโอกาสในการ "สนใจเรื่องของตัวเอง" นั่นคือ ดำเนินการโปรแกรมต่อไป (หากไม่สามารถดำเนินการใดๆ กับงานนี้ได้จนกว่าการแลกเปลี่ยนจะเสร็จสิ้น จะสามารถแก้ไขปัญหาอื่นได้ในขณะนี้)

ตอนนี้เรามาพูดถึงปัญหาของโครงสร้างภายในของคอมพิวเตอร์ที่มีตัวควบคุมอัจฉริยะดังแสดงในรูป 3.1. จะเห็นได้จากรูปที่บัสทั่วไปใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างหน่วยการทำงานแต่ละหน่วยของคอมพิวเตอร์ (มักเรียกว่าแบ็คโบน) ยางประกอบด้วยสามส่วน:

บัสข้อมูลที่ส่งผ่านข้อมูล

แอดเดรสบัสกำหนดตำแหน่งที่ส่งข้อมูล

บัสควบคุมที่ควบคุมการแลกเปลี่ยนข้อมูล

มีคอมพิวเตอร์หลายรุ่นที่มีบัสข้อมูลและที่อยู่รวมกันเพื่อประหยัดเงิน สำหรับเครื่องดังกล่าว ที่อยู่จะถูกใส่ไว้บนบัสก่อน จากนั้นสักครู่ข้อมูล สำหรับจุดประสงค์ที่บัสใช้อยู่ในปัจจุบันนั้นถูกกำหนดโดยสัญญาณบนบัสควบคุม

รูปแบบที่อธิบายนั้นง่ายต่อการเติมเต็มด้วยอุปกรณ์ใหม่ - คุณสมบัตินี้เรียกว่าความเปิดกว้างของสถาปัตยกรรม สำหรับผู้ใช้ สถาปัตยกรรมแบบเปิดหมายถึงความสามารถในการเลือกองค์ประกอบของอุปกรณ์ภายนอกสำหรับคอมพิวเตอร์ได้อย่างอิสระ เช่น กำหนดค่าขึ้นอยู่กับช่วงของงานที่จะแก้ไข

บนมะเดื่อ 3.1 นำเสนอใหม่เมื่อเทียบกับรูปที่ 2.1 ประเภทของหน่วยความจำ - วิดีโอ - RAM (หน่วยความจำวิดีโอ) ลักษณะที่ปรากฏเกี่ยวข้องกับการพัฒนาอุปกรณ์ส่งออกพิเศษ - จอแสดงผล ส่วนหลักของจอแสดงผลคือหลอดรังสีแคโทด ซึ่งแสดงข้อมูลในลักษณะเดียวกับที่เกิดขึ้นบนทีวี (คอมพิวเตอร์ที่บ้านราคาถูกบางรุ่นเพียงแค่เชื่อมต่อกับทีวีธรรมดา) เห็นได้ชัดว่าจอแสดงผลที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทางกลไกเป็นอุปกรณ์แสดงข้อมูลที่ "เร็วมาก" ดังนั้นสำหรับคอมพิวเตอร์รุ่นที่สามและสี่จึงเป็นส่วนสำคัญ (แม้ว่าจะเป็นครั้งแรกที่มีการใช้งานจอแสดงผลในคอมพิวเตอร์รุ่นที่สองบางรุ่นเช่นใน MIR-2 ซึ่งเป็นการพัฒนาในประเทศที่น่าสนใจหลายประการ ).

รูปที่ 3.1 - สถาปัตยกรรมบัสของคอมพิวเตอร์

เพื่อให้ได้ภาพที่เสถียรบนหน้าจอมอนิเตอร์จะต้องเก็บไว้ที่ไหนสักแห่ง นั่นคือสิ่งที่หน่วยความจำวิดีโอมีไว้สำหรับ ประการแรก เนื้อหาของหน่วยความจำวิดีโอถูกสร้างขึ้นโดยคอมพิวเตอร์ จากนั้นตัวควบคุมการแสดงผลจะแสดงภาพบนหน้าจอ จำนวนหน่วยความจำวิดีโอขึ้นอยู่กับลักษณะของข้อมูล (ข้อความหรือกราฟิก) และจำนวนสีในภาพ โครงสร้างสามารถนำไปใช้เป็น RAM ทั่วไปหรือบรรจุโดยตรงในตัวควบคุมการแสดงผล (ซึ่งเป็นสาเหตุที่แสดงในรูปที่ 3.1 ด้วยเส้นประ)

ให้เราอาศัยคุณสมบัติที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของโครงสร้างของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ เนื่องจากตอนนี้โปรเซสเซอร์ไม่ได้เป็นศูนย์กลางของการออกแบบแล้ว จึงเป็นไปได้ที่จะใช้การเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ ในทางปฏิบัติมักใช้การถ่ายโอนข้อมูลจากอุปกรณ์ภายนอกไปยัง RAM และในทางกลับกัน โหมดที่อุปกรณ์ภายนอกสื่อสารโดยตรงกับ RAM โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของโปรเซสเซอร์กลางเรียกว่าการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง (DMA) ในการดำเนินการนี้จำเป็นต้องมีตัวควบคุมพิเศษ ขอย้ำว่าโหมด PDP ไม่มีอยู่ในเครื่องรุ่นแรกและรุ่นที่สอง ดังนั้นรูปแบบคอมพิวเตอร์ที่พบบางครั้งซึ่งข้อมูลจากอุปกรณ์อินพุตเข้าสู่ RAM โดยตรงไม่สอดคล้องกับความเป็นจริง: ในกรณีที่ไม่มีตัวควบคุม DMA ข้อมูลจะถูกนำเข้าสู่การลงทะเบียนภายในของโปรเซสเซอร์ก่อนเสมอ จากนั้นจึงเข้าสู่หน่วยความจำ .

เมื่ออธิบายถึงโครงสร้างแกนหลัก เราเพียงแค่สันนิษฐานว่าอุปกรณ์ทั้งหมดโต้ตอบผ่านบัสทั่วไป จากมุมมองทางสถาปัตยกรรมก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม ขอให้เราพูดถึงว่าในทางปฏิบัติ โครงสร้างดังกล่าวใช้สำหรับคอมพิวเตอร์ที่มีอุปกรณ์ภายนอกจำนวนน้อยเท่านั้น ด้วยการไหลเวียนของข้อมูลที่เพิ่มขึ้นระหว่างอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ ทางด่วนเดียวที่มีการโอเวอร์โหลด ซึ่งทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานช้าลงอย่างมาก ดังนั้นจึงสามารถนำยางเพิ่มเติมหนึ่งเส้นขึ้นไปใส่ในคอมพิวเตอร์ได้ ตัวอย่างเช่น สามารถใช้บัสหนึ่งบัสเพื่อสื่อสารกับหน่วยความจำ บัสที่สอง - เพื่อสื่อสารกับ "เร็ว" และบัสที่สาม - กับอุปกรณ์ภายนอก "ช้า" โปรดทราบว่าจำเป็นต้องมีบัสข้อมูล RAM ความเร็วสูงเมื่อมีโหมด DMA

สรุปการอภิปรายเกี่ยวกับคุณสมบัติของโครงสร้างภายในของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ให้เราชี้ให้เห็นถึงแนวโน้มลักษณะหลายประการในการพัฒนา ประการแรกชุดอุปกรณ์ภายนอกมีการขยายและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องซึ่งนำไปสู่ความซับซ้อนของระบบการสื่อสารระหว่างโหนดคอมพิวเตอร์ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ประการที่สอง คอมพิวเตอร์จะหยุดเป็นหน่วยประมวลผลเดียว นอกเหนือจากส่วนกลางแล้ว คอมพิวเตอร์อาจมีตัวประมวลผลแบบทศนิยมพิเศษ (ที่เรียกว่าตัวประมวลผลร่วมทางคณิตศาสตร์) ตัวประมวลผลวิดีโอเพื่อเพิ่มความเร็วในการแสดงข้อมูลบนหน้าจอแสดงผล เป็นต้น การพัฒนาวิธีการคำนวณแบบขนานยังทำให้ระบบคอมพิวเตอร์ที่มีโครงสร้างค่อนข้างซับซ้อนมีชีวิตขึ้นมา ซึ่งการดำเนินการหนึ่งดำเนินการโดยโปรเซสเซอร์หลายตัวพร้อมกัน ประการที่สาม ความปรารถนาที่เกิดขึ้นใหม่ที่จะมีเครื่องจักรความเร็วสูงไม่เพียงแต่สำหรับการคำนวณเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการวิเคราะห์เชิงตรรกะของข้อมูลด้วย อาจนำไปสู่การปรับปรุงสถาปัตยกรรม von Neumann แบบดั้งเดิมอย่างจริงจังในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

คุณสมบัติอีกประการหนึ่งของการพัฒนาคอมพิวเตอร์สมัยใหม่คือบทบาทของการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว คอมพิวเตอร์จำนวนมากขึ้นเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายและประมวลผลข้อมูลที่มีอยู่ร่วมกัน

ดังนั้นโครงสร้างภายในของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์จึงได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและจะปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น

ในเวลาเดียวกัน ในขณะนี้ คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ที่มีอยู่แม้จะมีความแตกต่าง แต่ก็ยังประกอบด้วยโหนดเดียวกันและอิงตามหลักการทั่วไปของสถาปัตยกรรม von Neumann

4. วงจรหลักของการทำงานของคอมพิวเตอร์

ส่วนนี้จะกล่าวถึงลำดับของการดำเนินการโดยสังเขปเมื่อเรียกใช้คำสั่งในคอมพิวเตอร์ เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าวงจรการทำงานโดยทั่วไปจะเหมือนกันสำหรับเครื่อง von Neumann ทุกเครื่อง

องค์ประกอบที่สำคัญของสถาปัตยกรรม von Neumann คือตัวนับที่อยู่คำสั่ง รีจิสเตอร์โปรเซสเซอร์ภายในแบบพิเศษนี้จะชี้ไปยังตำแหน่งหน่วยความจำที่เก็บคำสั่งโปรแกรมถัดไปเสมอ เมื่อเปิดเครื่องหรือเมื่อกดปุ่มรีเซ็ต ที่อยู่เริ่มต้นของโปรแกรมเริ่มต้นสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดและ bootloader ที่อยู่ใน ROM จะถูกป้อนลงในตัวนับในฮาร์ดแวร์ การทำงานเพิ่มเติมของคอมพิวเตอร์ถูกกำหนดโดยโปรแกรม ดังนั้น กิจกรรมทั้งหมดของคอมพิวเตอร์คือการดำเนินการอย่างต่อเนื่องของบางโปรแกรม และในทางกลับกัน โปรแกรมเหล่านี้สามารถโหลดโปรแกรมใหม่ได้ เป็นต้น

แต่ละโปรแกรมประกอบด้วยคำสั่งเครื่องแต่ละตัว คำสั่งเครื่องแต่ละคำสั่งจะแบ่งออกเป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่เป็นเอกภาพจำนวนหนึ่ง ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่า วัฏจักร ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของคำสั่ง สามารถนำไปใช้ในจำนวนรอบที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น การถ่ายโอนข้อมูลจากรีจิสเตอร์โปรเซสเซอร์ภายในเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งต้องใช้เวลาหลายรอบ ในขณะที่การคูณจำนวนเต็มสองจำนวนต้องใช้ลำดับความสำคัญที่มากกว่า คำสั่งที่ยาวขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจะเกิดขึ้นหากข้อมูลที่ประมวลผลยังไม่อยู่ในโปรเซสเซอร์และต้องอ่านจาก RAM

เมื่อดำเนินการแต่ละคำสั่ง คอมพิวเตอร์จะดำเนินการมาตรฐานบางอย่าง:

1) ตามเนื้อหาของตัวนับที่อยู่คำสั่งอ่านคำสั่งถัดไปของโปรแกรม (รหัสของมันมักจะถูกเก็บไว้ในรีจิสเตอร์ CU รีจิสเตอร์พิเศษซึ่งเรียกว่ารีจิสเตอร์คำสั่ง)

2) ตัวนับโปรแกรมจะเปลี่ยนโดยอัตโนมัติเพื่อให้มีที่อยู่ของคำสั่งถัดไป (ในกรณีที่ง่ายที่สุดเพื่อจุดประสงค์นี้ก็เพียงพอที่จะเพิ่มค่าคงที่ให้กับค่าปัจจุบันของตัวนับซึ่งกำหนดโดยความยาวของ คำสั่ง);

3) การดำเนินการที่อ่านในรีจิสเตอร์คำสั่งถูกถอดรหัส ข้อมูลที่จำเป็นจะถูกแยกออก และการดำเนินการที่จำเป็นจะดำเนินการกับข้อมูลเหล่านั้น

จากนั้น ในทุกกรณี ยกเว้นคำสั่งหยุดหรือการขัดจังหวะ การดำเนินการที่อธิบายไว้ทั้งหมดจะถูกทำซ้ำเป็นวงจร

หลังจากดึงคำสั่งหยุด คอมพิวเตอร์จะหยุดประมวลผลโปรแกรม การออกจากสถานะนี้ต้องมีการร้องขอจากอุปกรณ์ภายนอกหรือรีสตาร์ทเครื่อง

อัลกอริธึมการทำงานของคอมพิวเตอร์ขั้นพื้นฐานที่ได้รับการพิจารณาช่วยให้สามารถดำเนินการโปรแกรมเชิงเส้นที่จัดเก็บไว้ใน RAM ได้ทีละขั้นตอน หากจำเป็นต้องเปลี่ยนลำดับการคำนวณเพื่อใช้ fork หรือ loop ก็เพียงพอแล้วที่จะป้อนที่อยู่ที่ต้องการลงในตัวนับโปรแกรม (นี่คือวิธีการกระโดดแบบมีเงื่อนไขหรือไม่มีเงื่อนไข)

คอมพิวเตอร์ที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ INTEL 80286 และใหม่กว่านั้นใช้การวางท่อ (บางครั้งเรียกว่า "การดึงข้อมูลล่วงหน้า") เพื่อเพิ่มความเร็วรอบการทำงานของคำสั่งหลัก แนวคิดคือตัวประมวลผลภายในหลายตัวทำงานแบบขนาน: ตัวแรกอ่านคำสั่ง อีกตัวหนึ่งถอดรหัสการทำงาน ตัวที่สามคำนวณที่อยู่ของตัวถูกดำเนินการที่จะใช้ และอื่นๆ เป็นผลให้ในตอนท้ายของคำสั่งมักจะปรากฎว่ามีการเลือกถัดไปจาก RAM ถอดรหัสและเตรียมพร้อมสำหรับการดำเนินการ โปรดทราบว่าหากคำสั่งตามธรรมชาติของการดำเนินการตามคำสั่งในโปรแกรมถูกละเมิด (เช่น ด้วยการข้ามแบบไม่มีเงื่อนไข) การดึงข้อมูลล่วงหน้าจะไร้ประโยชน์และไปป์ไลน์จะถูกล้าง คำสั่งที่ติดตามการเปลี่ยนแปลงจะดำเนินการนานขึ้นเนื่องจากเพื่อให้ไปป์ไลน์ "ทำงานเต็มประสิทธิภาพ" จะต้องเติมข้อมูลก่อน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในเครื่องสายพานลำเลียง เวลาดำเนินการของโปรแกรมอาจขึ้นอยู่กับคำสั่งที่เป็นส่วนประกอบเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของโปรแกรมด้วย

5. ระบบคำสั่งคอมพิวเตอร์และวิธีการนำไปใช้กับข้อมูล

ทำมัน. บัฟเฟอร์ที่อยู่ช่วยให้คุณสามารถแก้ไขความไม่สม่ำเสมอของคำขอไปยังหน่วยความจำได้ในที่สุด และด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งาน คุณลักษณะโครงสร้างที่สามของ BESM-6 คือวิธีการใช้หน่วยความจำขนาดเล็กที่ไม่สามารถระบุที่อยู่ได้อย่างรวดเร็วซึ่งมีจำนวนน้อยจากโปรแกรมซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อบันทึกการเข้าถึงหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มหลักโดยอัตโนมัติ ...

โปรเซสเซอร์ที่รวมอยู่ในอุปกรณ์ต่อพ่วง) ในระบบคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง โปรเซสเซอร์หลายตัวที่รวมอยู่ในระบบคอมพิวเตอร์ไม่มี RAM ทั่วไป แต่แต่ละตัวมี (ในเครื่อง) ของตัวเอง คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องในระบบมัลติแมชชีนมีสถาปัตยกรรมแบบคลาสสิก และระบบดังกล่าวมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม ผลของการใช้ระบบคอมพิวเตอร์ดังกล่าว ...

ผู้ใช้ พวกเขาใช้แป้นพิมพ์ควบคุมระบบคอมพิวเตอร์และรับสายจากจอภาพด้วยความช่วยเหลือของจอภาพ หลักการทำงาน. แป้นพิมพ์เป็นของเครื่องมือมาตรฐานของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ฟังก์ชั่นหลักไม่จำเป็นต้องรองรับโดยโปรแกรมระบบพิเศษ (ไดรเวอร์) ซอฟต์แวร์ที่จำเป็นในการเริ่มทำงานกับคอมพิวเตอร์มีอยู่แล้วในชิป ROM ใน ...

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

การแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์

บล็อกหลักของพีซีและวัตถุประสงค์

ส่วนต่อประสานระบบในเครื่อง

คุณสมบัติพีซี

EVM (คอมพิวเตอร์) - ชุดเครื่องมือทางเทคนิคที่ออกแบบมาสำหรับการประมวลผลข้อมูลโดยอัตโนมัติในกระบวนการแก้ปัญหาการคำนวณและข้อมูล

คุณสมบัติการจำแนกประเภท:

ตามหลักการของการกระทำ (แต่แตกต่างกันในประเภทของการนำเสนอข้อมูล)

ตามขั้นตอนของการสร้าง

โดยได้รับการแต่งตั้ง;

ทั้งขนาดและฟังก์ชั่นการใช้งาน

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ - ชุดคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับผู้ใช้

โครงสร้างและการทำงานของคอมพิวเตอร์:

พื้นฐาน (ให้การประมวลผลและจัดเก็บข้อมูลการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับวัตถุภายนอก)

เพิ่มเติม (ให้โหมดการทำงานที่มีประสิทธิภาพ การสนทนากับผู้ใช้ ความน่าเชื่อถือสูง)

ฟังก์ชั่นคอมพิวเตอร์เหล่านี้ถูกนำมาใช้โดยใช้ส่วนประกอบ: ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล - คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะหรือแบบพกพาที่ตรงตามข้อกำหนดของการเข้าถึงทั่วไปและความเป็นสากลของการใช้งาน

ข้อดีของพีซี:

ต้นทุนต่ำ (อยู่ในมือของผู้ใช้แต่ละราย);

ความเป็นอิสระในการดำเนินงาน

ความยืดหยุ่นของสถาปัตยกรรม (การปรับให้เข้ากับการใช้งานที่หลากหลายในด้านการจัดการ วิทยาศาสตร์ การศึกษา ชีวิตประจำวัน)

"ความเป็นมิตร" ของระบบปฏิบัติการและซอฟต์แวร์ (ความสามารถในการทำงานโดยไม่ต้องฝึกอบรมวิชาชีพพิเศษ)

ความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานสูง

ประเภทพีซี:

การดำเนินการบนเดสก์ท็อป (เดสก์ท็อป);

รุ่นเข่า (แล็ปท็อป)

รุ่น notepad (โน๊ตบุ๊ค)

กระเป๋า (ปาล์มท็อป - มือถือ);

เลขานุการอิเล็กทรอนิกส์ (PDA - Personal Digital Assistant) มีฟังก์ชันการทำงานที่กว้างกว่าเช่นพีซีทั่วไปและซอฟต์แวร์ในตัวสำหรับจัดการข้อมูลส่วนบุคคล (ที่อยู่ โทรศัพท์ ตารางการประชุม ฯลฯ)

สมุดบันทึกอิเล็กทรอนิกส์ (ออแกไนเซอร์)

การกำหนดค่าพีซีพื้นฐาน (ทั่วไป):

หน่วยระบบ (นี่คือลิงค์กลางของระบบคอมพิวเตอร์)

จอภาพ (ออกแบบมาเพื่อแสดงข้อมูลข้อความและกราฟิก);

แป้นพิมพ์ (ใช้สำหรับป้อนข้อความ ตัวเลข และคำสั่งลงในคอมพิวเตอร์);

การจำแนกประเภทของบล็อกระบบ:

แนวนอน (เดสก์ท็อป, แบนและแบนพิเศษ (บาง));

แนวตั้ง (หอคอย ขนาดเต็ม ขนาดกลาง ขนาดเล็ก)

บล็อกระบบประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด:

แผงวงจรหลัก (ระบบ) (ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์กลาง, ชิปเซ็ตไมโครโปรเซสเซอร์, โปรเซสเซอร์ร่วมทางคณิตศาสตร์, เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา, บล็อก RAM และ ROM, บัส, อะแดปเตอร์คีย์บอร์ด, ฮาร์ดไดรฟ์, ฟลอปปีไดรฟ์, ตัวควบคุมการขัดจังหวะ, ตัวจับเวลา ฯลฯ)

หน่วยพลังงาน;

ดิสก์ไดรฟ์

ตัวเชื่อมต่อสำหรับอุปกรณ์เพิ่มเติม

บอร์ดขยายพร้อมคอนโทรลเลอร์ (อะแดปเตอร์) ของอุปกรณ์ต่างๆ

อุปกรณ์เพิ่มเติมภายนอกที่ออกแบบมาสำหรับอินพุต เอาต์พุต และการจัดเก็บข้อมูลระยะยาวเรียกว่าอุปกรณ์ต่อพ่วง

โครงสร้างพีซี:

ไมโครโปรเซสเซอร์ (หน่วยกลางที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมการทำงานของบล็อกเครื่องทั้งหมดและเพื่อดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะกับข้อมูล)

เครื่องกำเนิดพัลส์นาฬิกา (สร้างลำดับของพัลส์ไฟฟ้าความถี่ที่กำหนดความถี่สัญญาณนาฬิกาของเครื่อง)

บัสระบบ (ระบบอินเทอร์เฟซหลักของพีซีที่ให้การเชื่อมต่อและการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ทั้งหมดกับแต่ละอื่น ๆ ในทางเทคนิค บัสประกอบด้วยกลุ่มของสายไฟที่ส่งสัญญาณ จุดเชื่อมต่อของบัสกับอุปกรณ์เรียกว่าพอร์ต ซึ่งกำหนดหมายเลขที่เรียกว่าแอดเดรสเพื่อความชัดเจน)

หน่วยความจำหลัก (ออกแบบมาเพื่อจัดเก็บและแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างรวดเร็วกับบล็อกอื่น ๆ ของเครื่อง)

หน่วยความจำภายนอก (ใช้สำหรับการจัดเก็บข้อมูลระยะยาว มันเก็บซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ทั้งหมด);

แหล่งพลังงาน (บล็อก, เนื้อหาของระบบอัตโนมัติและแหล่งจ่ายไฟหลัก);

ตัวจับเวลา (นาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ในเครื่อง, เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานอัตโนมัติ, ทำงานเมื่อตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย);

อุปกรณ์ภายนอก

การประสานงานระหว่างแต่ละโหนดและบล็อกนั้นดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์และโลจิคัลช่วงเปลี่ยนผ่าน - อินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์

มาตรฐานอินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์เรียกว่าโปรโตคอล

มาตรการ เป็นชุดเงื่อนไขทางเทคนิคที่นักพัฒนาอุปกรณ์ต้องจัดเตรียมเพื่อให้การทำงานประสานกับอุปกรณ์อื่นๆ ได้สำเร็จ

ส่วนประกอบของไมโครโปรเซสเซอร์:

อุปกรณ์ควบคุม (สร้างและส่งสัญญาณควบคุมบางอย่าง, สร้างที่อยู่ของเซลล์หน่วยความจำและถ่ายโอนที่อยู่เหล่านี้ไปยังบล็อกที่เหมาะสม, รับลำดับของพัลส์จากเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา);

หน่วยเลขคณิตและตรรกะ (ดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะกับข้อมูลที่เป็นตัวเลขและสัญลักษณ์)

หน่วยความจำไมโครโปรเซสเซอร์ (ทำหน้าที่ในการจัดเก็บระยะสั้น การบันทึก และการออกข้อมูล สร้างขึ้นจากรีจิสเตอร์และใช้เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องมีความเร็วสูง รีจิสเตอร์คือเซลล์หน่วยความจำความเร็วสูงที่มีความยาวต่างๆ กัน)

ระบบอินเทอร์เฟซไมโครโปรเซสเซอร์ (ใช้การเชื่อมต่อและการสื่อสารกับอุปกรณ์พีซีอื่น ๆ รวมถึงอินเทอร์เฟซภายใน การลงทะเบียนที่เก็บข้อมูลบัฟเฟอร์ วงจรควบคุมสำหรับพอร์ตอินพุตและเอาต์พุต (อนุญาตให้คุณเชื่อมต่ออุปกรณ์พีซีอื่น) และบัสระบบ

ความถี่ของเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของพีซีและกำหนดความเร็วของการทำงานเป็นส่วนใหญ่เพราะ การดำเนินการแต่ละครั้งจะดำเนินการตามจำนวนรอบที่กำหนด

จังหวะเครื่อง คือช่วงเวลาระหว่างพัลส์ต่อเนื่อง

ส่วนต่อประสานระบบภายในเครื่อง (ระบบการสื่อสารและการเชื่อมต่อระหว่างโหนดและบล็อกคอมพิวเตอร์) คือชุดของสายสื่อสารไฟฟ้า (สายไฟ) วงจรส่วนต่อประสานกับส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ โปรโตคอล (อัลกอริทึม) สำหรับการส่งสัญญาณและการแปลงสัญญาณ

ตัวเลือกสำหรับการจัดระเบียบอินเทอร์เฟซภายในเครื่อง:

อินเทอร์เฟซที่เชื่อมต่อหลายตัว (พีซีแต่ละเครื่องเชื่อมต่อกับยูนิตอื่นด้วยสายภายในที่ใช้ในพีซีในครัวเรือนที่ง่ายที่สุด)

อินเทอร์เฟซลิงก์เดียว (ยูนิตพีซีทั้งหมดเชื่อมต่อกันผ่านบัสทั่วไปหรือบัสระบบ)

ใช้เป็นอินเทอร์เฟซระบบ บัสระบบ .

สามารถใช้เป็น system bus ได้:

บัสส่วนต่อขยาย (บัสเอนกประสงค์ที่ให้คุณเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ จำนวนมาก);

รถโดยสารท้องถิ่น (เชี่ยวชาญในการให้บริการอุปกรณ์จำนวนน้อยในระดับหนึ่ง)

บัสระบบประกอบด้วย:

บัสข้อมูลรหัส (ประกอบด้วยสายไฟและวงจรอินเทอร์เฟซสำหรับการส่งแบบขนานของตัวเลขทั้งหมดของรหัสตัวเลข มันจะคัดลอกข้อมูลจาก RAM ไปยังรีจิสเตอร์ของโปรเซสเซอร์และในทางกลับกัน)

บัสรหัสที่อยู่ (รวมถึงสายไฟและวงจรอินเทอร์เฟซสำหรับการส่งรหัสบิตทั้งหมดของเซลล์หน่วยความจำหลักหรือพอร์ต I / O ของอุปกรณ์ภายนอกแบบขนาน)

บัสรหัสคำสั่ง (ประกอบด้วยสายไฟและวงจรอินเตอร์เฟสสำหรับส่งคำสั่งไปยังบล็อคทั้งหมดของเครื่อง)

พาวเวอร์บัส (มีสายไฟและวงจรอินเตอร์เฟสสำหรับเชื่อมต่อยูนิต PC กับระบบจ่ายไฟ)

บัสระบบจัดเตรียมการถ่ายโอนข้อมูล:

พอร์ตอินพุต-เอาต์พุตของบล็อกเครื่องจักรทั้งหมดเชื่อมต่อผ่านตัวเชื่อมต่อแบบรวมที่สอดคล้องกันโดยตรงหรือผ่านตัวควบคุม (อะแดปเตอร์)

การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ภายนอกและบัสระบบดำเนินการโดยใช้รหัส ASCII

ยางขยายตัว:

ยาง บัส PC/XT – บัสข้อมูล 8 บิตและแอดเดรสบัส 20 บิต ความถี่สัญญาณนาฬิกา 4.77 MHz มี 4 สายสำหรับการขัดจังหวะฮาร์ดแวร์ และ 4 ช่องสัญญาณสำหรับการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง

ยาง PC/AT บัส - บัสข้อมูล 16 บิตและแอดเดรสบัส 24 บิต, ความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงถึง 8 MHz, สามารถใช้งานได้โดย MP ที่มีความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงถึง 16 MHz, มี 7 สายสำหรับการขัดจังหวะฮาร์ดแวร์และ 4 ช่องสัญญาณสำหรับการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง;

ยาง คือ (สถาปัตยกรรมมาตรฐานอุตสาหกรรม) - บัสข้อมูล 16 บิตและแอดเดรสบัส 24 บิต, ความถี่สัญญาณนาฬิกา 8 MHz, สามารถใช้โดย MP ที่มีความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงสุด 50 MHz, มีมากถึง 15 บรรทัดสำหรับการขัดจังหวะฮาร์ดแวร์และมากถึง 11 ช่องสัญญาณ สำหรับการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง พื้นที่ที่อยู่เพิ่มขึ้นเป็น 16 MB แบนด์วิดท์ในทางทฤษฎีคือ 16 MB / s ในทางปฏิบัติ - 4-5 MB / s

ยาง EISA (ISA แบบขยาย) - บัสข้อมูล 32 บิตและแอดเดรสบัส 32 บิต, นาฬิกา 8-33 MHz, พื้นที่แอดเดรส 4 GB, แบนด์วิธสูงสุด 33 MB/s, ระบบอินเตอร์รัปต์ที่ได้รับการปรับปรุง และจัดเตรียมการกำหนดค่าระบบอัตโนมัติและการจัดการแชนเนลโดยตรง การเข้าถึงหน่วยความจำ, จำนวนสล็อตขยายเพิ่มขึ้น (ในทางทฤษฎีสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้สูงสุด 15 เครื่อง, ใช้งานได้จริงสูงสุด 10 เครื่อง), เข้ากันได้กับบัส ISA, ใช้ในพีซีความเร็วสูง, เซิร์ฟเวอร์เครือข่ายและเวิร์กสเตชัน

ยาง สพม – บัสข้อมูล 32 บิตและแอดเดรสบัส 32.64 บิต ความถี่สัญญาณนาฬิกา 10-20 MHz ทรูพุตสูงสุด 76 MB/s สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้สูงสุด 15 เครื่อง ใกล้เคียงกับบัส EISA แต่ไม่สามารถใช้งานร่วมกับ ISA หรือ EISA ไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย

รถประจำทางท้องถิ่น:

ยาง วี.บี (VESA Local Bus) - บัสข้อมูล 32.64 บิตและแอดเดรสบัส 32 บิต, ความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงสุด 33 MHz, ปริมาณงานทางทฤษฎี 132 MB / s, ในทางปฏิบัติ - 80 MB / s, อุปกรณ์เชื่อมต่อจำนวนน้อย - 4 สามารถ ความขัดแย้งระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อขึ้นอยู่กับความถี่สัญญาณนาฬิกาของ MP อย่างเคร่งครัด

ยาง พีซีไอ (การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงอุปกรณ์ต่อพ่วง) - บัสข้อมูล 32.64 บิตและแอดเดรสบัส 32 บิต, ความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงถึง 33 MHz, ปริมาณงานทางทฤษฎี 132.264 MB / s, ในทางปฏิบัติ - 50.100 MB / s, จำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ - 10, สามารถทำได้หลายอย่าง ฟังก์ชั่นบัสขยายซึ่งปัจจุบันใช้เป็นบัสสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก

ยาง เอฟเอสบี (Front Side Bus) - บัสข้อมูล 32.64 บิตและแอดเดรสบัส 32 บิต, ความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงสุด 133 MHz, แบนด์วิดท์สูงสุด 800 MB / s, ใช้ในการสื่อสารโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำ ความถี่ของบัสนี้เป็นหนึ่งใน พารามิเตอร์ของผู้บริโภค

ยาง ศอ.บต (พอร์ตกราฟิกขั้นสูง) - บัสข้อมูล 32.64 บิตและแอดเดรสบัส 32 บิต, ความถี่สัญญาณนาฬิกา 33 หรือ 66 MHz, แบนด์วิดท์สูงสุด 1,066 MB / s ใช้เพื่อสื่อสารกับอะแดปเตอร์วิดีโอ

ยาง ยูเอสบี (Universal Serial Bus) - ทรูพุตสูงสุด 1.5 Mbps ช่วยให้คุณเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้สูงสุด 256 เครื่องด้วยอินเทอร์เฟซแบบอนุกรม ขจัดข้อขัดแย้งระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ อย่างแท้จริง ช่วยให้คุณเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์ใน "โหมดร้อน" และให้คุณรวมหลายอุปกรณ์เข้าด้วยกัน คอมพิวเตอร์และเครือข่ายท้องถิ่นที่ง่ายที่สุดโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์และซอฟต์แวร์พิเศษ

การใช้บัส VLB และ PCI ในพีซีเป็นไปได้ด้วยเมนบอร์ดที่เหมาะสม

มาเธอร์บอร์ดที่มีโครงสร้าง VIP multi-bus ผลิตขึ้น (ด้วยอักษรย่อ VLB, ISA, PCI)

แกะ (RAM - Random Access Memory) เป็นอาร์เรย์ของเซลล์ผลึกที่สามารถเก็บข้อมูลได้

จากมุมมองของหลักการกระทำทางกายภาพมี:

หน่วยความจำแบบไดนามิก (DRAM) - เซลล์สามารถแสดงเป็นไมโครคาปาซิเตอร์ที่สามารถสะสมประจุบนจานได้ ไมโครเซอร์กิตใช้เป็นระบบปฏิบัติการหลักของคอมพิวเตอร์ นี่เป็นหน่วยความจำประเภททั่วไปและประหยัดที่สุด ข้อเสียคือจำเป็นต้องมีการสร้างใหม่ (การชาร์จ) ของเซลล์ RAM อย่างต่อเนื่องซึ่งทำให้ระบบคอมพิวเตอร์ใช้งานไม่ได้ผล

หน่วยความจำทางสถิติ (SRAM) - เซลล์สามารถแสดงเป็นองค์ประกอบขนาดเล็ก (flip-flop) ซึ่งประกอบด้วยทรานซิสเตอร์หลายตัว ทริกเกอร์ไม่ได้เก็บประจุไว้แต่เป็นสถานะ (เปิด/ปิด) ดังนั้นหน่วยความจำประเภทนี้จึงให้ประสิทธิภาพสูง ชิปของหน่วยความจำนี้ใช้เป็นหน่วยความจำเสริม (หน่วยความจำแคช) ที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์

หน่วยความจำหลักประกอบด้วย:

หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว (ROM ใช้เพื่อจัดเก็บโปรแกรมที่ไม่เปลี่ยนแปลงและข้อมูลอ้างอิง ช่วยให้คุณอ่านเฉพาะข้อมูลที่เก็บไว้ในนั้นได้อย่างรวดเร็วเท่านั้น)

หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM ได้รับการออกแบบสำหรับการบันทึก การจัดเก็บ และการอ่านข้อมูลที่มีส่วนร่วมในกระบวนการ ณ เวลาปัจจุบันอย่างรวดเร็ว ข้อดีคือความเร็วและความสามารถในการเข้าถึงเซลล์หน่วยความจำแต่ละเซลล์แยกกัน ข้อเสียคือความผันผวน)

เมื่อเปิดคอมพิวเตอร์ จะไม่มีสิ่งใดอยู่ใน RAM (โปรแกรม คำสั่ง) ดังนั้นทันทีที่เปิดเครื่อง ที่อยู่เริ่มต้นจะถูกตั้งค่าบนแอดเดรสบัสของโปรเซสเซอร์ สิ่งนี้เกิดขึ้นในฮาร์ดแวร์โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของโปรแกรม โปรเซสเซอร์ไปยังที่อยู่ที่ระบุสำหรับคำสั่งแรกและเริ่มทำงานกับโปรแกรม

ที่อยู่ต้นทางนี้ไม่สามารถชี้ไปที่ OP ได้ เนื่องจากยังไม่มีอะไรอยู่ในนั้น มันชี้ไปที่ ROM ชิป ROM สามารถเก็บข้อมูลได้นานแม้ปิดเครื่องคอมพิวเตอร์

โปรแกรมที่อยู่ใน ROM เรียกว่า "แบบมีสาย" ซึ่งเขียนไว้ในขั้นตอนการผลิตไมโครวงจร

ชุดของโปรแกรมใน ROM สร้างระบบอินพุตและเอาต์พุตพื้นฐาน ( ไบออส – ระบบอินพุตเอาต์พุตพื้นฐาน)

วัตถุประสงค์หลักของโปรแกรมในแพ็คเกจนี้:

ตรวจสอบองค์ประกอบและประสิทธิภาพของระบบคอมพิวเตอร์

ให้การโต้ตอบกับแป้นพิมพ์ จอภาพ ฮาร์ดไดรฟ์ และฟลอปปีไดรฟ์

ให้ความสามารถในการตรวจสอบข้อความการวินิจฉัยบนหน้าจอที่มาพร้อมกับการเริ่มต้นคอมพิวเตอร์

ให้ความสามารถในการแทรกแซงกระบวนการเปิดใช้แป้นพิมพ์หากจำเป็น

หน่วยความจำภายนอกประกอบด้วยอุปกรณ์เก็บข้อมูลประเภทต่างๆ โดยเฉพาะ ดิสก์แม่เหล็กแบบฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ (HDD) และฟล็อปปี้ดิสก์ (FPHD)

จุดประสงค์คือการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมาก การบันทึกและการออกข้อมูลที่จัดเก็บตามคำขอใน RAM

ต่างกันที่โครงสร้าง จำนวนข้อมูลที่จัดเก็บ และเวลาในการค้นหา การบันทึก และการอ่านข้อมูล

ดิสก์แม่เหล็ก - สื่อเก็บข้อมูลเครื่อง

ข้อมูลเกี่ยวกับ MD จะถูกบันทึกและอ่านโดยหัวแม่เหล็กตามวงกลมศูนย์กลาง - แทร็ก (แทร็ก)

จำนวนของแทร็กบน MD และความจุข้อมูลขึ้นอยู่กับประเภทของ MD การออกแบบของไดรฟ์ MD คุณภาพของหัวแม่เหล็กและการเคลือบแม่เหล็ก

แต่ละแทร็ก MD แบ่งออกเป็นภาค 128, 256, 512 หรือ 1024 ไบต์

การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง NMD และ OP ดำเนินการตามลำดับด้วยจำนวนเต็มของเซกเตอร์

กลุ่ม - หน่วยข้อมูลขั้นต่ำบนดิสก์ซึ่งประกอบด้วยเซกเตอร์ที่อยู่ติดกันอย่างน้อยหนึ่งเซกเตอร์

เมื่อเขียนและอ่านข้อมูล MD จะหมุนรอบแกน และกลไกควบคุมหัวแม่เหล็กจะนำไปยังแทร็กที่เลือกไว้สำหรับเขียนหรืออ่านข้อมูล

ไฟล์ – พื้นที่ชื่อของหน่วยความจำภายนอกที่จัดสรรสำหรับการจัดเก็บอาร์เรย์ข้อมูล

ไฟล์ – ลำดับของจำนวนไบต์โดยพลการที่มีชื่อเฉพาะไม่ซ้ำกัน

ชื่อไฟล์สามารถมีข้อมูลที่อยู่ข้อมูลเกี่ยวกับประเภทของข้อมูลที่อยู่ในนั้น การจัดเก็บไฟล์ถูกจัดระเบียบในโครงสร้างแบบลำดับชั้นที่เรียกว่าโครงสร้างไฟล์

ชื่อไฟล์แบบเต็มคือชื่อที่ถูกต้องของไฟล์พร้อมกับพาธไปยังไฟล์นั้น

<имя носителя \ <имя каталога-1 \...\ <имя каталога-N \ <собственное имя файла

ข้อมูลบนดิสก์ถูกเก็บไว้ในไฟล์ ไฟล์ได้รับการจัดสรรฟิลด์หน่วยความจำที่เป็นจำนวนหลายคลัสเตอร์ กลุ่มของไฟล์เดียวกันสามารถอยู่ในพื้นที่ว่างใดก็ได้และไม่จำเป็นต้องอยู่ติดกัน

ไฟล์ที่กระจายอยู่ทั่วดิสก์จะถูกเรียก แยกส่วน .

การฟอร์แมตฟล็อปปี้ดิสก์ - การสร้างโครงสร้างสำหรับการบันทึกข้อมูลบนพื้นผิว: การทำเครื่องหมายแทร็ก เซกเตอร์ เครื่องหมายการบันทึก และข้อมูลบริการอื่น ๆ

เฝ้าสังเกต - อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อแสดงข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ส่งไปยังผู้ใช้

ขนาดหน้าจอมอนิเตอร์วัดในแนวทแยงมุมเป็นนิ้ว

เป็นไปได้ตามเงื่อนไขที่จะแยกแยะกลุ่ม:

จอภาพหลอดรังสีแคโทด (ภาพเกิดจากลำแสงอิเล็กตรอนที่ "จุด" จุดของสารเรืองแสงสีที่ครอบคลุมพื้นผิวหน้าจอจากด้านใน แต่ละพิกเซลของภาพประกอบด้วยจุดเรืองแสงสามสี ได้แก่ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน การไหลของอิเล็กตรอน ใช้สร้างภาพบนหน้าจอมอนิเตอร์รังสีแคโทด ค่อนข้างแรง และไม่ใช่ทั้งหมดจะดับด้วยสารเรืองแสงและสารเคลือบป้องกันหน้าจอ นอกจากนี้ สนามแม่เหล็กแรงสูงยังใช้ในการควบคุมรังสีทั้งหมด สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าจอภาพแคโทดบีมเป็นแหล่งของรังสีที่เป็นอันตรายถึงแม้ในระดับเล็กน้อย)

จอภาพผลึกเหลว (ชั้นการทำงานของจอภาพผลึกเหลวประกอบด้วยผลึกเหลวขนาดเล็กจำนวนมากที่สามารถเปลี่ยนสีและความโปร่งใสได้ภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้กับจอภาพดังกล่าว จอภาพดังกล่าวไม่แผ่รังสี)

จอภาพมัลติมีเดีย (จอภาพอิเล็กทรอนิกส์และผลึกเหลวที่ทำหน้าที่เพิ่มเติมได้: สร้างและรับรู้เสียงโดยใช้ลำโพงและไมโครโฟนในตัว และแม้แต่รับรู้ภาพโดยใช้กล้องวิดีโอในตัว)

จอแสดงผลสามารถทำงานได้:

ในโหมดข้อความ (หน้าจอแสดงผลแบ่งออกเป็น 25 บรรทัด บรรทัดละ 80 อักขระ โหมดนี้ใช้เพื่อแสดงอักขระที่กำหนดไว้ล่วงหน้า: อักษรละตินขนาดใหญ่และเล็ก อักษรของอักษรรัสเซีย ตัวเลข และอักขระต่างๆ อื่นๆ);

ในโหมดกราฟิก (ภาพจะแสดงบนหน้าจอแสดงผลเป็นจุด (พิกเซล) ในโหมดนี้ ตามกฎแล้ว ภาพวาดจะถูกสร้างขึ้นและสร้างกราฟ เมื่อแสดงข้อมูลข้อความในโหมดนี้ ประสิทธิภาพจะลดลง เนื่องจากอักขระแต่ละตัวจะต้อง วาดไปทีละจุด)

ปณิธาน - พารามิเตอร์หลักที่แสดงคุณภาพของภาพกราฟิกบนหน้าจอแสดงผลจะพิจารณาจากจำนวนจุดแนวตั้งและแนวนอน

จุด (พิกเซล) - พื้นที่ขั้นต่ำบางส่วนของหน้าจอที่มีการผสมของรังสีสีแดงสีน้ำเงินและสีเขียว ความเข้มที่กำหนดสี ณ จุดที่กำหนด

จอแสดงผล VGA 640x480 หมายถึงจอแสดงผลประเภท VGA ที่มีจุดแนวนอน 640 จุด และแนวตั้ง 480 จุด จอภาพที่ดีต้องมีความละเอียด 1280x1024 หรือสูงกว่า

นอกจากนี้ จอแสดงผลแต่ละจอยังโดดเด่นด้วยจำนวนสีที่ทำซ้ำได้ ซึ่งมีตั้งแต่ 2 (ขาวดำ) ถึง 256 สีขึ้นไป (16 ล้านสี - จอแสดงผล Super VGA) ยิ่งจอแสดงผลดีเท่าไร ก็ยิ่งสามารถสร้างสีได้มากขึ้นเท่านั้น

แป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์ - อุปกรณ์สำหรับป้อนคำสั่งและข้อความ

กลุ่มสำคัญตามวัตถุประสงค์:

บล็อกตัวอักษร (มีปุ่มสำหรับป้อนอักขระข้อความ แถวแรกจากด้านบนประกอบด้วยปุ่มที่มีตัวเลข ซึ่งแสดงอักขระพิเศษด้านบน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการกดปุ่มพิเศษ คุณสามารถพิมพ์ตัวเลขหรือสัญลักษณ์ ในการป้อนตัวพิมพ์ใหญ่และอักขระอื่นๆ ที่อยู่บน ตัวพิมพ์ใหญ่ของแป้นพิมพ์ ใช้แป้น "shift");

ปุ่มฟังก์ชั่น F1, …, F12 (อยู่ที่ด้านบนของแป้นพิมพ์และออกแบบมาเพื่อป้อนคำสั่งซ้ำอย่างรวดเร็วด้วยปุ่มเดียวในโปรแกรมต่างๆ ตัวอย่างเช่น ปุ่ม F10 มักใช้เพื่อออกจากโปรแกรม และปุ่ม F1 ใช้เพื่อเรียกใช้ความช่วยเหลือหรือคำแนะนำ)

ปุ่มเคอร์เซอร์ (มีไว้สำหรับเลื่อนผ่านคำสั่งข้อความหรือเมนูซึ่งอยู่ที่ด้านล่างของแป้นพิมพ์ทางด้านขวาของบล็อกตัวอักษร เคอร์เซอร์ข้อความเป็นอักขระพิเศษที่ระบุตำแหน่งในบรรทัดที่จะป้อนอักขระถัดไป)

บล็อกดิจิทัล (เมื่อกดปุ่ม "NumLock" ไฟที่เกี่ยวข้องจะสว่างขึ้น และคุณสามารถใช้บล็อกนี้เพื่อป้อนตัวเลขได้ หากหลอดไฟดับ คุณจะสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของเคอร์เซอร์ข้อความโดยใช้ปุ่มของบล็อกดิจิทัลได้) ;

กุญแจบริการ

Ctrl" และ "Alt" มักจะทำงานเฉพาะเมื่อกดพร้อมกันกับปุ่มอื่นๆ และเพิ่มจำนวนคำสั่งที่ดำเนินการโดยใช้ปุ่มฟังก์ชัน

เอสซี ช่วยยกเลิกคำสั่งใดๆ

"แคปล็อค" ทำหน้าที่แก้ไขโหมดของตัวพิมพ์ใหญ่ เมื่อกดแล้ว ไฟแสดงสถานะที่ด้านบนขวาของแป้นพิมพ์จะสว่างขึ้น การสลับแป้นพิมพ์จากโหมดป้อนตัวอักษรรัสเซียเป็นโหมดป้อนอักขระละตินนั้นดำเนินการโดยใช้ปุ่มที่กำหนดเป็นพิเศษ

"เข้า" (อินพุต) (มีจุดประสงค์เพื่อเลื่อนเคอร์เซอร์ไปที่จุดเริ่มต้นของบรรทัดถัดไป ใช้สำหรับป้อนคำสั่งในระบบปฏิบัติการด้วย)

พื้นที่ด้านหลัง (แสดงเป็นลูกศรซ้าย) ให้คุณเลื่อนเคอร์เซอร์ไปทางซ้ายหนึ่งตำแหน่งและลบอักขระที่ตำแหน่งนั้น

"ลบ" (ลบ) ใช้เพื่อลบอักขระที่เคอร์เซอร์เปิดอยู่ ในกรณีนี้ เคอร์เซอร์จะยังคงอยู่ที่เดิม และอักขระทั้งหมดทางด้านขวาของเคอร์เซอร์จะเลื่อนไปทางซ้ายหนึ่งตำแหน่ง

"แทรก" (แทรก) ใช้เพื่อเปลี่ยนจากโหมดแทรกเป็นโหมดแทนที่และในทางกลับกัน ในโหมดแทรก อักขระที่คุณพิมพ์จะปรากฏที่ตำแหน่งของเคอร์เซอร์ และส่วนของบรรทัดทางขวาของเคอร์เซอร์จะเลื่อนไปทางขวาหนึ่งตำแหน่งทุกครั้งที่คุณกดแป้น ในโหมดแทนที่ ข้อความที่อยู่ด้านขวาของเคอร์เซอร์จะไม่ถูกเลื่อน และอักขระที่ป้อนจะปรากฏแทนที่อักขระเก่า โดยเขียนทับอักขระเหล่านั้น

PgUp, PgDown » ใช้เพื่อเลื่อนหน้าจอขึ้นและลงตามลำดับ

"หน้าแรก" และ "สิ้นสุด" ถูกออกแบบมาเพื่อเลื่อนเคอร์เซอร์ไปที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของบรรทัด ตามลำดับ

แท็บ ทำหน้าที่เลื่อนเคอร์เซอร์สองสามตำแหน่ง () ไปทางขวา โดยปกติจะเป็น 4 หรือ 8

"บันทึกหน้าจอ, พิมพ์หน้าจอ" ทำหน้าที่บันทึกสถานะปัจจุบันของหน้าจอในพื้นที่พิเศษของ OP ที่เรียกว่าคลิปบอร์ด

ล็อคเลื่อน สลับโหมดการทำงานในบางโปรแกรม (มักจะล้าสมัย)

หยุดชั่วคราว / พัก ระงับ/ขัดขวางกระบวนการ

หนู - อุปกรณ์ควบคุมประเภทหุ่นยนต์ที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมโปรแกรมคอมพิวเตอร์

การเคลื่อนที่ของเมาส์บนพื้นผิวเรียบจะประสานกับการเคลื่อนที่ของวัตถุกราฟิก (ตัวชี้เมาส์) บนหน้าจอมอนิเตอร์

มีปุ่มควบคุมสองหรือสามปุ่มบนตัวเมาส์ ตัวควบคุมแบบสามปุ่มมักจะใช้เฉพาะปุ่มด้านนอก และปุ่มตรงกลางใช้สำหรับทำงานกับโปรแกรมบางประเภทเท่านั้น บางครั้งปุ่มกลางจะทำในรูปแบบของล้อ

ลักษณะการทำงานของพีซี:

ความเร็ว ประสิทธิภาพ ความถี่สัญญาณนาฬิกา

ความลึกบิตของเครื่องและบัสรหัสอินเตอร์เฟส

ประเภทของระบบและอินเตอร์เฟสภายในเครื่อง

ความจุแรม;

ความจุในฮาร์ดดิสก์แม่เหล็ก (ฮาร์ดไดรฟ์);

ชนิดและความจุของฟล็อปปี้ดิสก์ไดรฟ์

ประเภทและความจุของหน่วยความจำแคช

ประเภทของจอภาพวิดีโอและอะแดปเตอร์วิดีโอ

การมีตัวประมวลผลร่วมทางคณิตศาสตร์

ซอฟต์แวร์ที่มีอยู่และประเภทของระบบปฏิบัติการ

ความเข้ากันได้ของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์กับคอมพิวเตอร์ประเภทอื่น

ความสามารถในการทำงานในเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ความสามารถในการทำงานในโหมดมัลติทาสกิ้ง

ความน่าเชื่อถือ

ราคา;

ขนาดและน้ำหนัก

ตั้งแต่กลางทศวรรษที่ 1960 วิธีการสร้างคอมพิวเตอร์ได้เปลี่ยนไปอย่างมาก แทนที่จะพัฒนาฮาร์ดแวร์และเครื่องมือซอฟต์แวร์บางอย่างโดยอิสระ ระบบได้รับการออกแบบซึ่งประกอบด้วยชุดของ ฮาร์ดแวร์และ ซอฟต์แวร์ (ซอฟต์แวร์)กองทุน ในขณะเดียวกัน แนวคิดของการปฏิสัมพันธ์ของพวกเขาก็มาถึงเบื้องหน้า ดังนั้นแนวคิดใหม่โดยพื้นฐานจึงเกิดขึ้น - สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

ภายใต้ สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นชุดของหลักการทั่วไปสำหรับการจัดระเบียบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์และลักษณะเฉพาะซึ่งกำหนดฟังก์ชันการทำงานของคอมพิวเตอร์ในการแก้ปัญหาระดับที่เกี่ยวข้อง

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ครอบคลุมปัญหาต่างๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับการสร้างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน และคำนึงถึงปัจจัยหลายอย่าง ในบรรดาปัจจัยเหล่านี้ ปัจจัยที่สำคัญที่สุด ได้แก่ ต้นทุน ขอบเขต ฟังก์ชัน ความสะดวกในการใช้งาน และหนึ่งในองค์ประกอบหลักของสถาปัตยกรรมคือฮาร์ดแวร์ ส่วนประกอบหลักของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์สามารถแสดงในรูปแบบของไดอะแกรมที่แสดงในรูป 1.2.

ข้าว. 1.2. องค์ประกอบหลักของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

สถาปัตยกรรมของศูนย์คอมพิวเตอร์ควรแตกต่างจากโครงสร้าง โครงสร้างของเครื่องมือคำนวณจะกำหนดองค์ประกอบเฉพาะของมันในระดับหนึ่งของรายละเอียด (อุปกรณ์ บล็อก โหนด ฯลฯ) และอธิบายการเชื่อมต่อภายในเครื่องมืออย่างครบถ้วน สถาปัตยกรรมกำหนดกฎสำหรับการโต้ตอบของส่วนประกอบของเครื่องมือคอมพิวเตอร์ คำอธิบายซึ่งดำเนินการในขอบเขตที่จำเป็นเพื่อสร้างกฎสำหรับการโต้ตอบ ไม่ได้ควบคุมการเชื่อมต่อทั้งหมด แต่เป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดซึ่งควรทราบสำหรับการใช้เครื่องมือนี้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ดังนั้น ผู้ใช้คอมพิวเตอร์จึงไม่สนใจว่าส่วนประกอบของวงจรอิเล็กทรอนิกส์นั้นทำมาจากอะไร คำสั่งต่างๆ จะถูกนำไปใช้ในวงจรหรือซอฟต์แวร์ ฯลฯ อีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญ: ลักษณะโครงสร้างบางอย่างของคอมพิวเตอร์นั้นเกี่ยวข้องกับความสามารถที่มีให้กับผู้ใช้อย่างไร ทางเลือกใดบ้าง ถูกนำมาใช้เมื่อสร้างเครื่องและขึ้นอยู่กับเกณฑ์การตัดสินใจเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์แต่ละเครื่องที่ประกอบกันเป็นคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกัน และผลที่อุปกรณ์เหล่านี้มีต่อลักษณะโดยรวมของเครื่อง กล่าวอีกนัยหนึ่ง สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์สะท้อนถึงช่วงของปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบโดยรวมและการสร้างคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์

เพียง 100 ปีต่อมา บนพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ปรากฏ แนวคิดนี้ได้รับการพัฒนาโดย John von Neumann นักคณิตศาสตร์ชาวอเมริกัน การสร้างคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับหลักการทั่วไปต่อไปนี้ซึ่งกำหนดโดยเขาในปี 2488

ก่อนอื่น คอมพิวเตอร์ต้องมีอุปกรณ์ดังต่อไปนี้:

เลขคณิต-ตรรกศาสตร์ อุปกรณ์,การดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะ

อุปกรณ์ควบคุม , ซึ่งจัดกระบวนการดำเนินการโปรแกรม

อุปกรณ์หน่วยความจำ , หรือ หน่วยความจำสำหรับจัดเก็บโปรแกรมและข้อมูล

อุปกรณ์ภายนอก สำหรับข้อมูลเข้า-ออก

คอมพิวเตอร์ขึ้นอยู่กับหลักการดังต่อไปนี้:

หลักการเข้ารหัสแบบไบนารี . ตามหลักการนี้ ข้อมูลทั้งหมดที่เข้าสู่คอมพิวเตอร์จะถูกเข้ารหัสโดยใช้สัญญาณไบนารี

หลักการควบคุมโปรแกรม . จากนั้นโปรแกรมประกอบด้วยชุดคำสั่งที่โปรเซสเซอร์ดำเนินการโดยอัตโนมัติทีละชุดในลำดับที่แน่นอน

หลักการของความสม่ำเสมอของหน่วยความจำ . โปรแกรมและข้อมูลถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำเดียวกัน ดังนั้น คอมพิวเตอร์จึงไม่แยกแยะสิ่งที่เก็บไว้ในเซลล์หน่วยความจำที่กำหนด - ตัวเลข ข้อความ หรือคำสั่ง คุณสามารถดำเนินการแบบเดียวกันกับคำสั่งกับข้อมูลได้

หลักการกำหนดเป้าหมาย . โครงสร้างหน่วยความจำหลักประกอบด้วยเซลล์ที่มีหมายเลข เซลล์ใด ๆ ที่พร้อมใช้งานสำหรับโปรเซสเซอร์ได้ตลอดเวลา

เครื่องจักรที่สร้างขึ้นจากหลักการเหล่านี้เรียกว่าเครื่องจักรของฟอน นอยมันน์

ประเภทของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ (เปิด, ปิด, ฮาร์วาร์ด)

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ - โครงสร้างแนวคิดของคอมพิวเตอร์ที่กำหนดการประมวลผลข้อมูลและรวมถึงวิธีการแปลงข้อมูลเป็นข้อมูลและหลักการโต้ตอบระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

สถาปัตยกรรมแบบปิด

คอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นตามสถาปัตยกรรมนี้ไม่มีความสามารถในการเชื่อมต่ออุปกรณ์เพิ่มเติมที่ไม่ได้จัดเตรียมไว้ให้โดยผู้พัฒนา

แผนภาพขยายของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1. RAM เก็บคำสั่งและข้อมูลของโปรแกรมปฏิบัติการ ช่องนี้อนุญาตการเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกจำนวนหนึ่ง อุปกรณ์ควบคุมช่วยให้มั่นใจได้ถึงการดำเนินการตามคำสั่งของโปรแกรมและควบคุมโหนดทั้งหมดของระบบ

ข้าว. 1. สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์แบบปิด

คอมพิวเตอร์ของสถาปัตยกรรมนี้มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาการคำนวณอย่างหมดจด ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่ต้องการการเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกเพิ่มเติมและการแลกเปลี่ยนข้อมูลความเร็วสูงกับพวกเขา

ระบบคอมพิวเตอร์ที่มีสถาปัตยกรรมแบบเปิด

สถาปัตยกรรมนี้ช่วยให้คุณเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงใดๆ ได้อย่างอิสระ ซึ่งให้การเชื่อมต่อฟรีกับคอมพิวเตอร์ของเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์จำนวนเท่าใดก็ได้ อุปกรณ์เชื่อมต่อกับบัสตามมาตรฐานบัส สถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์แบบเปิดตามการใช้บัสร่วมแสดงในรูปที่ 2.

ข้าว. 2. สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์แบบเปิด

การควบคุมโดยรวมของระบบทั้งหมดดำเนินการโดยโปรเซสเซอร์กลาง โดยจะจัดการบัสที่ใช้ร่วมกัน จัดสรรเวลาเพื่อให้อุปกรณ์อื่นแลกเปลี่ยนข้อมูล อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลจัดเก็บโปรแกรมปฏิบัติการและข้อมูล และจับคู่โดยระดับสัญญาณกับระดับสัญญาณของบัสเอง อุปกรณ์ภายนอกที่มีระดับสัญญาณแตกต่างจากระดับสัญญาณบัสเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์พิเศษ - คอนโทรลเลอร์ คอนโทรลเลอร์ประสานสัญญาณอุปกรณ์กับสัญญาณบัสและควบคุมอุปกรณ์ตามคำสั่งที่ได้รับจากโปรเซสเซอร์กลาง โปรเซสเซอร์มีสายควบคุมพิเศษ สัญญาณที่กำหนดว่าโปรเซสเซอร์กำลังเข้าถึงเซลล์หน่วยความจำหรือพอร์ต I / O ของตัวควบคุมอุปกรณ์ภายนอก

แม้จะมีข้อได้เปรียบจากสถาปัตยกรรมบัสทั่วไป แต่ก็มีข้อเสียเปรียบอย่างมากซึ่งชัดเจนมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่ออุปกรณ์ภายนอกเพิ่มขึ้นและการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันเพิ่มขึ้น อุปกรณ์ที่มีปริมาณและอัตราแลกเปลี่ยนต่างกันเชื่อมต่อกับบัสทั่วไป ดังนั้นอุปกรณ์ที่ "ช้า" จึงทำให้การทำงานของอุปกรณ์ที่ "เร็ว" ล่าช้า พบการเพิ่มประสิทธิภาพคอมพิวเตอร์เพิ่มเติมในการแนะนำบัสท้องถิ่นเพิ่มเติมซึ่งเชื่อมต่ออุปกรณ์ "เร็ว" สถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ที่ใช้ร่วมกันและบัสท้องถิ่นแสดงในรูปที่ 3.

ข้าว. 3. สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์แบบแชร์และโลคัลบัส

ตัวควบคุมบัสจะแยกวิเคราะห์ที่อยู่พอร์ตที่ส่งโดยโปรเซสเซอร์และส่งต่อไปยังตัวควบคุมที่เชื่อมต่อกับบัสสาธารณะหรือบัสท้องถิ่น

โครงสร้าง ตัวควบคุมของแต่ละอุปกรณ์จะถูกวางไว้บนบอร์ดทั่วไปที่มีโปรเซสเซอร์กลางและอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล หรือหากอุปกรณ์ไม่ได้รวมอยู่ในคอมพิวเตอร์แบบมาตรฐาน บนบอร์ดพิเศษที่เสียบเข้ากับตัวเชื่อมต่อพิเศษบนบอร์ดทั่วไป - ช่องเสียบส่วนขยาย . การพัฒนาเพิ่มเติมของไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถวางหน่วยการทำงานหลายหน่วยของคอมพิวเตอร์และตัวควบคุมของอุปกรณ์มาตรฐานไว้ในชิป VLSI ตัวเดียว สิ่งนี้ช่วยลดจำนวนไมโครวงจรบนบอร์ดทั่วไปและทำให้สามารถแนะนำบัสท้องถิ่นเพิ่มเติมอีกสองบัสสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลและอุปกรณ์แสดงผลซึ่งมีการแลกเปลี่ยนกับโปรเซสเซอร์กลางและระหว่างกันมากที่สุด

ตัวควบคุมกลางมีบทบาทเป็นสวิตช์ที่กระจายกระแสข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ อุปกรณ์แสดงผล และโหนดคอมพิวเตอร์อื่นๆ

ตัวควบคุมการทำงานคือ VLSI ที่มีตัวควบคุมสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกมาตรฐาน เช่น แป้นพิมพ์ เมาส์ เครื่องพิมพ์ โมเด็ม ฯลฯ บ่อยครั้งที่คอนโทรลเลอร์นี้มีอุปกรณ์เช่นการ์ดเสียงที่ช่วยให้คุณได้รับเสียงคุณภาพสูงจากลำโพงภายนอกเมื่อฟังเพลงและไฟล์เสียงพูด

สถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ด

สถาปัตยกรรม Harvard ได้รับการพัฒนาโดย Howard Aiken ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1930 ที่ Harvard University โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผลและเพิ่มประสิทธิภาพของหน่วยความจำ

การดำเนินการทั่วไป (การบวกและการคูณ) ต้องใช้การดำเนินการหลายอย่างจากอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ใดๆ ก็ตาม: การเรียกตัวถูกดำเนินการสองตัว เลือกคำสั่งและดำเนินการ และสุดท้ายคือการจัดเก็บผลลัพธ์ รูปแบบที่สอดคล้องกันสำหรับการนำการเข้าถึงหน่วยความจำไปใช้มีข้อเสียอย่างหนึ่งที่ชัดเจน - ค่าใช้จ่ายสูง เมื่อแยกที่อยู่และช่องรับส่งข้อมูลบนชิปประมวลผล ตัวหลังต้องมีพินมากเป็นสองเท่า วิธีแก้ปัญหานี้คือแนวคิดที่จะใช้บัสข้อมูลทั่วไปและแอดเดรสบัสสำหรับข้อมูลภายนอกทั้งหมด และภายในโปรเซสเซอร์เพื่อใช้บัสข้อมูล บัสคำสั่ง และแอดเดรสบัสสองรายการ แนวคิดนี้กลายเป็นที่รู้จักในฐานะสถาปัตยกรรม Harvard ที่ดัดแปลง

บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องเลือกส่วนประกอบสามส่วน - ตัวถูกดำเนินการสองตัวและคำสั่งหนึ่งตัว (ในอัลกอริธึมการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล นี่เป็นงานทั่วไปที่สุดในตัวกรอง FFT และ FIR, IIR) นั่นคือสิ่งที่แคชมีไว้ สามารถจัดเก็บคำแนะนำได้ - รถเมล์ทั้งสองคันยังคงว่างอยู่และสามารถถ่ายโอนตัวถูกดำเนินการสองตัวพร้อมกันได้ การใช้หน่วยความจำแคชร่วมกับบัสที่ใช้ร่วมกันเรียกว่า "Super Harvard Architecture" ("SHARC") - สถาปัตยกรรม Harvard แบบขยาย

ตัวอย่างคือโปรเซสเซอร์ "อุปกรณ์อะนาล็อก": ADSP-21xx - แก้ไขสถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ด, ADSP-21xxx(SHARC) - ขยายสถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ด

โครงสร้างคอมพิวเตอร์เป็นชุดขององค์ประกอบการทำงานและการเชื่อมต่อระหว่างกัน องค์ประกอบสามารถเป็นอุปกรณ์ได้หลากหลายตั้งแต่โหนดลอจิคัลหลักของคอมพิวเตอร์ไปจนถึงวงจรที่ง่ายที่สุด โครงสร้างของคอมพิวเตอร์แสดงเป็นกราฟิกในรูปแบบของบล็อกไดอะแกรม ซึ่งสามารถใช้อธิบายคอมพิวเตอร์ในรายละเอียดระดับใดก็ได้

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ถือเป็นตัวแทนในระดับทั่วไปรวมถึงคำอธิบายของความสามารถในการเขียนโปรแกรมของผู้ใช้ ระบบคำสั่ง ระบบการกำหนดแอดเดรส การจัดระเบียบหน่วยความจำ ฯลฯ สถาปัตยกรรมกำหนดหลักการของการทำงาน การเชื่อมโยงข้อมูล และการเชื่อมต่อโครงข่ายของโหนดตรรกะหลักของ คอมพิวเตอร์: โปรเซสเซอร์, หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM, OP), ที่เก็บข้อมูลภายนอกและอุปกรณ์ต่อพ่วงสถาปัตยกรรมทั่วไปของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องช่วยให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้จากมุมมองของผู้ใช้

หลักการของฟอน นอยมันน์

สถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ยึดตามหลักการทั่วไปต่อไปนี้ ซึ่งกำหนดขึ้นในปี 1945 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน จอห์น ฟอน นอยมันน์ ในรายงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ EEUAS:

หลักการควบคุมโปรแกรมจากนั้นโปรแกรมประกอบด้วยชุดคำสั่งที่โปรเซสเซอร์ดำเนินการโดยอัตโนมัติทีละชุดในลำดับที่แน่นอน โปรแกรมถูกเรียกจากหน่วยความจำโดยใช้ ตัวนับโปรแกรม(แชค). การลงทะเบียนโปรเซสเซอร์นี้จะเพิ่มที่อยู่ของคำสั่งถัดไปที่จัดเก็บไว้ในนั้นตามลำดับ หากหลังจากรันคำสั่งแล้ว คุณไม่ควรไปที่คำสั่งถัดไป แต่ใช้คำสั่งอื่นแทน การกระโดดแบบมีเงื่อนไขหรือไม่มีเงื่อนไขซึ่งเข้าสู่โปรแกรมนับจำนวนเซลล์หน่วยความจำที่มีคำสั่งถัดไป
หลักการความสม่ำเสมอของหน่วยความจำ -โปรแกรมและข้อมูลถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำเดียวกัน ดังนั้น คอมพิวเตอร์จึงไม่แยกความแตกต่างระหว่างสิ่งที่จัดเก็บไว้ในเซลล์หน่วยความจำที่กำหนด - ตัวเลข ข้อความ หรือคำสั่ง คุณสามารถดำเนินการแบบเดียวกันกับคำสั่งกับข้อมูลได้ ตัวอย่างเช่น สามารถประมวลผลโปรแกรมในกระบวนการดำเนินการได้ ซึ่งช่วยให้คุณตั้งกฎสำหรับการรับบางส่วนของโปรแกรมในโปรแกรมเอง (นี่คือวิธีจัดระเบียบการดำเนินการของวงจรและโปรแกรมย่อยในโปรแกรม)
หลักการกำหนดเป้าหมายโครงสร้างหน่วยความจำหลักประกอบด้วยเซลล์ที่เรียงลำดับใหม่ เซลล์ใด ๆ ที่พร้อมใช้งานสำหรับโปรเซสเซอร์ได้ตลอดเวลา ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะตั้งชื่อให้กับพื้นที่หน่วยความจำเพื่อให้สามารถเข้าถึงหรือเปลี่ยนแปลงค่าที่เก็บไว้ในนั้นในภายหลังระหว่างการทำงานของโปรแกรมโดยใช้ชื่อที่กำหนด

คอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นจากหลักการเหล่านี้เป็นคอมพิวเตอร์ประเภทฟอน นอยมันน์ มีคอมพิวเตอร์ประเภทอื่นที่มีความแตกต่างโดยพื้นฐาน - ไม่ใช่ของฟอนนอยมันน์

ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมโยงอาจไม่เป็นไปตามหลักการควบคุมโปรแกรม เนื่องจากแต่ละคำสั่งที่นี่มีที่อยู่ของคำสั่งถัดไป (กล่าวคือ สามารถทำงานได้โดยไม่ต้อง ตัวนับโปรแกรมชี้ไปที่คำสั่งของโปรแกรมที่กำลังดำเนินการอยู่)

หลังจากผ่านไปกว่า 60 ปี คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ยังคงมี "สถาปัตยกรรม von Neumann" และหลักการของ von Neumann ถูกนำมาใช้ในรูปแบบต่อไปนี้:

หน่วยความจำในการทำงาน (RAM) จัดเป็นชุด คำเครื่อง (MS) ที่มีความยาวคงที่หรือความยาวของคำ(หมายถึงจำนวนของเลขฐานสองหรือบิตที่มีอยู่ใน MS แต่ละอัน) ตัวอย่างเช่น พีซีในยุคแรกๆ เป็นแบบ 8 บิต จากนั้นเป็น 16 บิต จากนั้นจึงปรากฏเครื่อง 32 และ 64 บิต ครั้งหนึ่งมี 45 บิต (M-20, M-220), 35 บิต (Minsk-22, Minsk-32) และเครื่องอื่น ๆ
OP สร้างพื้นที่ที่อยู่เดียว ที่อยู่ MS เพิ่มขึ้นจากรุ่นจูเนียร์ไปยังรุ่นอาวุโส
ทั้งข้อมูลและโปรแกรมถูกวางไว้ใน OP และในพื้นที่ข้อมูลหนึ่งคำตามกฎแล้วสอดคล้องกับตัวเลขหนึ่งตัวและในพื้นที่โปรแกรม - ไปยังหนึ่งคำสั่ง (คำสั่งเครื่อง - องค์ประกอบขั้นต่ำและองค์ประกอบที่แบ่งแยกไม่ได้ของโปรแกรม)
คำสั่งถูกดำเนินการใน ลำดับตามธรรมชาติ(เรียงตามลำดับที่อยู่ใน OP) จนกว่าจะเจอ ทีมผู้บริหาร(การเปลี่ยนผ่านแบบมีเงื่อนไข / ไม่มีเงื่อนไขหรือการแตกแขนง - สาขา) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ลำดับธรรมชาติจะถูกละเมิด
CPU สามารถสุ่มเข้าถึงที่อยู่ใดๆ ใน OP เพื่อดึงและ/หรือเขียนตัวเลขหรือคำสั่งไปยัง MS

บล็อกการทำงาน (มวลรวม อุปกรณ์)

ในขณะที่องค์ประกอบเชิงตรรกะและโหนดส่วนใหญ่เป็นแบบสากลและสามารถใช้ในชุดค่าผสมที่หลากหลายเพื่อแก้ปัญหาต่างๆ บล็อกคอมพิวเตอร์ (มวลรวม) เป็นองค์ประกอบเชิงซ้อนขององค์ประกอบ (โหนด) ที่เน้นไปที่งาน (การดำเนินการ) ช่วงแคบๆ หน่วยต่างๆ เช่น ALU, โปรเซสเซอร์, ธนาคารหน่วยความจำ, อุปกรณ์ภายนอก (NGMD ฯลฯ) จำเป็นต้องมี (ยกเว้นอุปกรณ์เชิงกล, ออปติก, แม่เหล็กไฟฟ้า และอุปกรณ์อื่นๆ) องค์ประกอบและโหนดเชิงตรรกะที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูล ประมวลผล และควบคุมกระบวนการเหล่านี้

อุปกรณ์ส่วนกลาง(CU) แสดงถึงองค์ประกอบหลักของคอมพิวเตอร์และในทางกลับกันรวมถึง CPU - หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) และ OP - หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (หลัก) หรือหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม - RAM (คำพ้องความหมาย - ที่เก็บข้อมูลหลัก, ที่เก็บข้อมูลหลัก , หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม - RAM).

โปรเซสเซอร์ดำเนินการประมวลผลข้อมูลโดยตรงและควบคุมกระบวนการคำนวณ ดึงคำสั่งเครื่องและข้อมูลจาก RAM ดำเนินการและเขียนผลลัพธ์ไปยัง RAM เปิดและปิด VU บล็อกหลักของโปรเซสเซอร์คือ:

อุปกรณ์ควบคุม (CU) พร้อมอินเทอร์เฟซโปรเซสเซอร์ (ระบบสำหรับเชื่อมต่อและสื่อสารโปรเซสเซอร์กับโหนดเครื่องอื่น ๆ )
หน่วยตรรกะเลขคณิต (ALU);
หน่วยความจำโปรเซสเซอร์ (แคชภายใน)

RAM ได้รับการออกแบบมาสำหรับการจัดเก็บข้อมูลและโปรแกรมชั่วคราวในกระบวนการดำเนินการคำนวณและตรรกะ

หน่วยตรรกะเลขคณิต (ALU)หน่วยเลขคณิตและตรรกะ (ALU) - ส่วนหนึ่งของโปรเซสเซอร์ที่ดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะกับข้อมูล

ALU ใช้ชุดของการดำเนินการอย่างง่าย การดำเนินการทางคณิตศาสตร์เป็นขั้นตอนการประมวลผลข้อมูลที่มีอาร์กิวเมนต์และผลลัพธ์เป็นตัวเลข (บวก ลบ คูณ หาร) การดำเนินการเชิงตรรกะเป็นขั้นตอนที่สร้างคำสั่งที่ซับซ้อน (การดำเนินการและหรือไม่) ALU ประกอบด้วยรีจิสเตอร์ แอดเดอร์ที่มีวงจรลอจิกที่เกี่ยวข้อง และหน่วยควบคุมกระบวนการ อุปกรณ์ทำงานตามรหัสการทำงานที่รายงาน ซึ่งต้องดำเนินการกับตัวแปรที่อยู่ในรีจิสเตอร์

อุปกรณ์ภายนอก (VU) VU ให้ปฏิสัมพันธ์ที่มีประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์กับสภาพแวดล้อม - ผู้ใช้, วัตถุควบคุม, เครื่องจักรอื่น ๆ

ในคอมพิวเตอร์ควบคุมเฉพาะทาง (กระบวนการทางเทคโนโลยี การสื่อสาร จรวด ฯลฯ) อุปกรณ์อินพุตภายนอกคือเซ็นเซอร์ (อุณหภูมิ ความดัน ระยะทาง ฯลฯ) อุปกรณ์เอาต์พุตคืออุปกรณ์ควบคุม (ไฮดรอลิก นิวแมติกส์ ไดรฟ์เซอร์โวของหางเสือ วาล์ว ฯลฯ ) .

ในคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานทั่วไป (การประมวลผลข้อมูลระหว่างมนุษย์และเครื่องจักร) เทอร์มินัล เครื่องพิมพ์ และอุปกรณ์อื่นๆ จะทำหน้าที่เป็น VU

อินเทอร์เฟซ (ช่องทางการสื่อสาร)ทำหน้าที่เชื่อมต่อหน่วยกลางของเครื่องกับอุปกรณ์ภายนอก

สามารถใช้ CC และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลประเภทเดียวกันในเครื่องประเภทต่างๆ ได้ มีตัวอย่างที่ทราบกันดีว่าบริษัทต่างๆ ที่เริ่มกิจกรรมด้วยการผลิตเครื่องควบคุม ปรับปรุงผลิตภัณฑ์ของตน เปลี่ยนไปใช้ระบบการผลิตที่ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของชุดควบคุม สามารถมีบทบาทเป็นทั้งเครื่องสากลและเครื่องควบคุม ( เครื่อง Hewlett-Packard - HP and Digital Equipment Corporation - DEC)

อุปกรณ์กลางที่เป็นนามธรรม

มาดูรายการแนวคิดพื้นฐานและพิจารณาโครงสร้างและหน้าที่ของหน่วยคอมพิวเตอร์ส่วนกลางที่เป็นนามธรรม (รูปที่ 2.23) หน่วยเลขคณิตและตรรกะ (ALU) (หน่วยเลขคณิตและตรรกะ - ALU) ซึ่งออกแบบมาเพื่อประมวลผลจำนวนเต็มและสตริงบิต

คำสั่ง คำสั่ง (คำสั่ง) -คำอธิบายของการดำเนินการที่จะดำเนินการ แต่ละคำสั่งมีลักษณะตามรูปแบบที่กำหนดโครงสร้าง คำสั่งทั่วไปประกอบด้วย:

รหัสการดำเนินการ (COP) ระบุประเภทของการกระทำที่ดำเนินการ
ส่วนที่อยู่ (A4) ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วย:
- หมายเลข (ที่อยู่) ของดัชนี (IR) และการลงทะเบียนพื้นฐาน (BR)
- ที่อยู่ของตัวถูกดำเนินการ - Al, A2 ฯลฯ

รอบโปรเซสเซอร์ -ระยะเวลาที่ดำเนินการคำสั่งของโปรแกรมต้นทางในรูปแบบเครื่อง ประกอบด้วยหลาย รอบ

ชั้นเชิงการทำงานของโปรเซสเซอร์ - ช่วงเวลาระหว่างพัลส์ที่อยู่ติดกัน (ติ๊กของนาฬิกาภายใน) เครื่องกำเนิดนาฬิกา,ความถี่ที่เป็น ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ รอบโปรเซสเซอร์ (รอบสัญญาณนาฬิกา) -ควอนตัมของเวลาที่ดำเนินการเบื้องต้น - การสุ่มตัวอย่าง การเปรียบเทียบ การถ่ายโอนข้อมูล

ความลึกของบิต

ทีม ถึง+ 1 ทีม ถึง

ส่วนที่อยู่ (การกำหนดเป้าหมาย) /

การลงทะเบียนพื้นฐาน (BR1, BR2, ...)

การลงทะเบียนดัชนี (IR1, IR2, ...)

ลงทะเบียนผลลัพธ์

รีจิสเตอร์หมายเลข (RF1, RF2, ...)

ลงทะเบียนที่อยู่คำสั่ง (RAK, SCHAK)

ที่อยู่ลงทะเบียน (PA1, PA2, ...)

ทะเบียนคำสั่ง (RK)

แอดเดอร์

อุปกรณ์ควบคุม (CU)

ข้าว. 2.23. โครงสร้างของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ส่วนกลางที่ง่ายที่สุด

ผลงาน คำสั่งสั้น -เลขคณิตกับ FT (จุดคงที่ - FZ), การดำเนินการเชิงตรรกะ - ใช้เวลาอย่างน้อยห้ารอบ (ดูรูปที่ 3.1):

ดึงคำสั่ง (Fetch);
รหัสการดำเนินการถอดรหัส / ถอดรหัส (ถอดรหัสคำสั่ง);
การคำนวณที่อยู่และการดึงข้อมูลจากหน่วยความจำ (สร้างที่อยู่, โหลด)
การดำเนินการ (Execute);
เขียนผลลัพธ์ไปยังหน่วยความจำ (เขียนกลับ จัดเก็บ)

ขั้นตอนที่สอดคล้องกับแต่ละรอบถูกนำไปใช้โดยวงจรลอจิคัล (วงจร) ของโปรเซสเซอร์ ซึ่งโดยปกติจะเรียกว่าคำสั่งไมโคร

ลงทะเบียน -อุปกรณ์ที่มีไว้สำหรับจัดเก็บข้อมูลชั่วคราวที่มีขนาด จำกัด (อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ลงทะเบียน - RZU) ลักษณะสำคัญของการลงทะเบียนคือความเร็วสูงในการรับและส่งข้อมูล รีจิสเตอร์ประกอบด้วยบิตที่คุณสามารถเขียน จัดเก็บ และอ่านคำ คำสั่ง เลขฐานสอง ฯลฯ ได้อย่างรวดเร็ว โดยปกติแล้ว รีจิสเตอร์จะมีความกว้างบิตเท่ากับแมชชีนเวิร์ด

เรียกว่าการลงทะเบียนที่มีความสามารถในการย้ายเนื้อหาของบิตของมัน เฉือนในรีจิสเตอร์เหล่านี้ ในหนึ่งรอบ คำที่เก็บไว้จะถูกเลื่อนทีละตำแหน่งทีละบิต

การลงทะเบียนวัตถุประสงค์ทั่วไป - RON, scratchpad registers หรือ register file - RF (General Purpose Registers) - ชื่อทั่วไปสำหรับ register ที่มีข้อมูลที่โอนหรือรับจากหน่วยความจำชั่วคราว

ลงทะเบียนคำสั่ง(RK, Instruction Register - IR) ทำหน้าที่วางคำสั่งปัจจุบันซึ่งอยู่ในนั้นระหว่างวงจรตัวประมวลผลปัจจุบัน

ลงทะเบียน (RAK) ที่อยู่คำสั่งตัวนับ (SchAK)(ตัวนับโปรแกรม - พีซี) - รีจิสเตอร์ที่มีที่อยู่ของคำสั่งปัจจุบัน

ที่อยู่ลงทะเบียน (หมายเลข) - RA(H) - มีที่อยู่ของหนึ่งในตัวถูกดำเนินการของคำสั่งที่กำลังดำเนินการ (อาจมีหลายรีจิสเตอร์)

การลงทะเบียนหมายเลข (RF)มีโอเปอเรเตอร์ของคำสั่งที่กำลังดำเนินการ นอกจากนี้ยังมีรีจิสเตอร์เหล่านี้อีกหลายรายการ

รีจิสเตอร์ผลลัพธ์ (RR)มีวัตถุประสงค์เพื่อเก็บผลลัพธ์ของการดำเนินการคำสั่ง

แอดเดอร์ -การลงทะเบียนที่ดำเนินการบวก (เลขคณิตบูลีนและไบนารี) ของตัวเลขหรือสตริงบิตที่แสดง รหัสตรงหรือย้อนกลับรีจิสเตอร์ที่เก็บข้อมูลระดับกลางมักถูกเรียกว่า แบตเตอรี่.

มีการลงทะเบียนอื่น ๆ ที่ไม่ได้ทำเครื่องหมายบนไดอะแกรม การลงทะเบียนสถานะ -ทะเบียนสถานะ (SR) หรือทะเบียนธง เนื้อหาทั่วไปของ SR คือข้อมูลเกี่ยวกับผลลัพธ์พิเศษของการทำให้คำสั่งเสร็จสิ้น (ศูนย์, ล้น, หารด้วยศูนย์, พกพา ฯลฯ) CU ใช้ข้อมูลจาก SR เพื่อดำเนินการข้ามแบบมีเงื่อนไข (เช่น "ในกรณีที่ล้น ให้ข้ามไปยังที่อยู่ 4170") ด้านล่างนี้จะกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติม โปรเซสเซอร์ลงทะเบียน 18086

วิ่งวน คำสั่งสั้น ๆอาจมีลักษณะเช่นนี้

1. ตามเนื้อหาของ SAC (ที่อยู่ของคำสั่งถัดไป) CU จะดึงคำสั่งถัดไปจาก OP และวางไว้ใน RC CU ประมวลผลคำสั่งบางคำสั่งด้วยตัวเอง โดยไม่ต้องให้ ALU เกี่ยวข้อง (เช่น ในคำสั่ง “go to address 2478” ค่า 2478 จะถูกป้อนลงใน SAC ทันที และโปรเซสเซอร์จะดำเนินการตามคำสั่งถัดไป
2. คำสั่งถูกถอดรหัส (ถอดรหัส)
3. ที่อยู่ Al, A2 ฯลฯ จะอยู่ในการลงทะเบียนที่อยู่
4. หากมีการระบุ IR หรือ BR ในคำสั่ง เนื้อหาจะถูกใช้เพื่อแก้ไข RA - อันที่จริงแล้ว มีการเลือกตัวเลขหรือคำสั่งที่เลื่อนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งตามที่อยู่ที่ระบุในคำสั่ง
5. ตามค่าของ RA ตัวเลข (บรรทัด) จะถูกอ่านและวางไว้ใน RF
6. ดำเนินการและวางผลลัพธ์ใน PP
7. บันทึกผลลัพธ์ที่หนึ่งในที่อยู่ (ถ้าจำเป็น)
8. เพิ่มเนื้อหาของ SCAC ทีละรายการ (ไปที่คำสั่งถัดไป)

เห็นได้ชัดว่าการเพิ่มจำนวนการลงทะเบียนเป็นไปได้ การขนาน, การซ้อนทับการดำเนินงาน ตัวอย่างเช่น เมื่อมีการอ่านคำสั่ง FAA สามารถเพิ่มขึ้นทีละ 1 โดยอัตโนมัติเพื่อเตรียมตัวอย่างของคำสั่งถัดไป หลังจากถอดรหัสคำสั่งปัจจุบันแล้ว RK จะถูกปล่อยออกมาและสามารถอ่านคำสั่งถัดไปได้ เมื่อดำเนินการ เป็นไปได้ที่จะถอดรหัสคำสั่งถัดไป ฯลฯ ทั้งหมดนี้เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการสร้างโครงสร้างท่อที่เรียกว่า (ท่อ). อย่างไรก็ตามทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่ดีเฉพาะกับลำดับการดำเนินการคำสั่งตามลำดับ (ธรรมชาติ) การปรากฏตัวของการเปลี่ยน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งตามเงื่อนไขที่ไม่ได้กำหนดไว้ก่อนหน้านี้) ละเมิดภาพนี้ (โดยเฉพาะการเพิ่มขึ้นของ NfAK 1 ดังกล่าวข้างต้นกลายเป็นไม่ถูกต้อง) ดังนั้นโปรเซสเซอร์สมัยใหม่จึงพยายามคาดการณ์การกระโดดในโปรแกรม (พยากรณ์สาขา).

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

สถาปัตยกรรมดวงดาว.นี่คือโปรเซสเซอร์ (CU) (รูปที่ 2.24 ก)เชื่อมต่อโดยตรงกับ VU และควบคุมการทำงาน (เครื่องจักรรุ่นแรกๆ) ประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าสถาปัตยกรรมคลาสสิก (ฟอน นอยมันน์) - เลขคณิตเดียว

ซีพียู

หลัก

สะพาน PCI-ISA

สล็อต PCI

ผู้ควบคุม

รอบนอก

บัสอนุกรมสากล

บัสการจัดการระบบ

ข้าว. 2.24. คลาสหลักของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์: ก- รวมศูนย์; ข -ลำดับชั้น; วี -หลัก; จี -โครงสร้างทั่วไปของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (สถาปัตยกรรม Triton 430 TX - Northbridge /

หน่วยโคโลจิคัล (ALU) ที่สตรีมข้อมูลผ่าน และหนึ่งหน่วยควบคุม (CU) ที่สตรีมคำสั่งผ่าน - โปรแกรม นี่คือคอมพิวเตอร์ที่มีโปรเซสเซอร์ตัวเดียว

สถาปัตยกรรมพรินซ์ตันและฮาร์วาร์ดสถาปัตยกรรม von Neumann มักเกี่ยวข้องกับสถาปัตยกรรม Princeton ซึ่งมีลักษณะเด่นคือการใช้ RAM ที่ใช้ร่วมกันเพื่อจัดเก็บโปรแกรมและข้อมูล

อีกทางเลือกหนึ่ง - สถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ด (ชื่อนี้เชื่อมโยงกับคอมพิวเตอร์ Mark-1 (1950) ซึ่งใช้หน่วยความจำแยกต่างหากสำหรับคำสั่ง) มีลักษณะการแยกทางกายภาพของหน่วยความจำของคำสั่ง (โปรแกรม) และหน่วยความจำข้อมูล หน่วยความจำแต่ละตัวเชื่อมต่อกับโปรเซสเซอร์ด้วยบัสแยกต่างหาก ซึ่งทำให้สามารถดึงข้อมูลและถอดรหัสคำสั่งถัดไปพร้อมกันด้วยการอ่าน-เขียนข้อมูลระหว่างการดำเนินการตามคำสั่งปัจจุบัน

สถาปัตยกรรม Harvard ปรากฏในโปรเซสเซอร์สมัยใหม่เมื่อจัดสรรหน่วยความจำคำสั่ง (I-Cache) และหน่วยความจำข้อมูล (D-Cache) ในแคช CPU

สถาปัตยกรรมลำดับชั้น(รูปที่ 2.24, ข) -ศูนย์ควบคุมเชื่อมต่อกับโปรเซสเซอร์ต่อพ่วง (โปรเซสเซอร์เสริม, แชนเนล, โปรเซสเซอร์แชนเนล) ซึ่งจะควบคุมคอนโทรลเลอร์ที่เชื่อมต่อกลุ่ม VU (ระบบ IBM 360-375, คอมพิวเตอร์ EC)

โครงสร้างกระดูกสันหลัง(รถบัสทั่วไป - unibas รูปที่ 2.24 วี).โปรเซสเซอร์ (โปรเซสเซอร์) และหน่วยหน่วยความจำ (RAM) โต้ตอบระหว่างกันและกับ VU (ตัวควบคุม VU) ผ่านช่องสัญญาณภายในที่ใช้ร่วมกันกับอุปกรณ์ทั้งหมด (เครื่อง DEC, พีซีที่รองรับ IBM PC) ทางร่างกาย ทางหลวงเป็นสายหลายสายที่มีช่องเสียบสำหรับต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ชุดของสายสัญญาณถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มแยกกัน - บัสที่อยู่, บัสข้อมูลและบัสควบคุม

สถาปัตยกรรมประเภทนี้ยังรวมถึงสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) แน่นอน โครงสร้างที่แท้จริงของพีซี (รูปที่ 2.24, ช)แตกต่างจากโครงร่างทางทฤษฎี - ใช้อินเทอร์เฟซบัสหลายประเภทซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยสะพาน - ตัวควบคุมหน่วยความจำ (Northbridge) และอุปกรณ์ต่อพ่วง (Southbridge)