Mis on arvutiarhitektuur?

Arvutiarhitektuur viitab paljudele sarnastele ideedele arvutiteaduse ja -tehnoloogia valdkonnas. Tarkvara tasemel viitab see montaažikeelesüsteemidele, mis ühendavad arvuti riistvara erinevad osad üheks toimivaks süsteemiks. Riistvara käsitlemisel kehtib see ühtviisi nii riistvara loomise ja kasutamise meetodite kui ka arvutikomponentide koostamise protsessi kohta. Kõik need definitsioonid kirjeldavad sarnast protsessi – ideed alustada mittetöötavast arvutisüsteemist ja muuta see funktsionaalseks –, kuid nad kõik vaatavad protsessi erinevast vaatenurgast.

Arvutiarhitektuuri tarkvaraversioonist on mittetehnilisel inimesel tõenäoliselt kõige raskem aru saada. Arvutisüsteem täidab igal ajahetkel tuhandeid ülesandeid, millel pole kasutaja tegemistega mingit pistmist. Need ülesanded on arvutisüsteemide aluseks. See võib olla teabe liigutamine lühiajalisest mälust pikaajalisesse mällu või aja kontrollimine ajastatud toiminguga, et näha, kas on aeg aktiveerimiseks.

Kõik need arvutiarhitektuuri funktsioonid põhinevad masinkoodil, et mõista, kuidas masina erinevad osad on ühendatud. See kood loob arvuti riistvara põhiplaani, mida paremini töötavad programmid kasutavad juurdepääsuks sellistele asjadele nagu protsessori aeg ja mäluaadressid. See masinkoodi plaan määratleb süsteemi struktuuri tarkvara vaatenurgast.

Arvutiarhitektuuri esimene riistvaraversioon on tarkvaraplaani koostamiseks kasutatav vorm. See arhitektuurivorm keskendub sellele, kuidas masina erinevad osad koos töötamiseks andmeid saadavad ja vastu võtavad. Näiteks kui mälumoodul soovib teavet kindlal viisil vormindatud, on oluline, et protsessor saadaks selle selles vormingus, et andmeid saaks salvestada. Kui arvuti erinevad osad ei saa omavahel suhelda, ei tööta süsteem.

Arvutiarhitektuuri teine ​​riistvaraversioon keskendub üksikutele riistvaraosadele. See meetod nõuab, et disainerid vaataksid üksikut tükki ja otsustaksid, kuidas see toimib. Peaaegu iga arvuti riistvara sisaldab keerulisi juhiseid andmetega manipuleerimiseks, juhiste vastuvõtmiseks ja käskude andmiseks. Kõik see toimub riistvaras, mis nõuab täielikult realiseeritud keelt ja käsusüsteemi. Sisuliselt töötab iga riistvaraosa nagu väga spetsialiseerunud arvuti.
Kuna kõik need määratlused räägivad arvutiarhitektuuri erinevast aspektist, sobivad need kõik kenasti kokku. Esiteks vaatab disainer riistvara üksikuid osi ja määrab, kuidas need töötavad. Järgmisena pannakse tükid kokku, moodustades riistvarasüsteemi. Lõpuks kasutatakse masinkoodi nende süsteemide ühendamiseks nii, et programmid saaksid riistvaraga suhelda.