Понятие архитектуры вычислительной машины и системы

Конспект лекций

Введение

I Понятие архитектуры вычислительной машины и системы

II Связь алгоритмических и архитектурных аспектов построения вычислительных машин и систем

Понятие архитектуры вычислительной машины и системы

К настоящему времени существенно изменился подход к созданию вычислительных машин (ВМ) и систем (ВС). Ранее аппаратные и программные составляющие (hardware, software) разрабатывались независимо. В настоящее время на первый план выдвигается разработка такой концепции создания ВМ и ВС, когда технические и программные компоненты разрабатываются одновременно и взаимосвязано. В связи с этой взаимосвязью появилось новое понятие «архитектуры» ВС.

Под архитектурой ВМ и ВС понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющих функциональные возможности ЭВМ и систем при решении соответствующих классов задач.

Таким образом, архитектура ВМ и ВС охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса программных и аппаратных средств и учитывающих множество факторов:

· Стоимость

· Сфера применения

· Функциональные возможности

· Удобство эксплуатации

Вывод: архитектура определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного средства, описание которого выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования правил их взаимодействия.

Наиболее традиционным является проведение различия между ВМ и ВС по признаку множественности вычислительных модулей, что соответствует признаку параллельности обработки. В соответствие с этим подходом, ВМ – это комплекс технических и программных средств, предназначенных для оптимизации, подготовки и решения задач пользователя. ВС – это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенную для подготовки решения. Основной чертой ВС является наличие в них средств, обеспечивающих параллельную обработку информации за счет параллельных ветвей в вычислениях.

Дадим узкое трактование понятия «архитектура»: Под архитектурой ВМ и ВС понимается логическое построение ВМ, ВС, т.е. то, какой ВМ или ВС представляется программисту, разрабатывающему программу на машинно-ориентированном языке (языке низкого уровня).

Более общее определение архитектуры: под архитектурой системы понимаются следующие принципы:

· Выделение в системе уровней и иерархий

· Наделение уровней и иерархий определенными функциями

· Отслеживание, контроль за соблюдением, выполнением заданных функций отдельными уровнями иерархий.