Отворите главни мени

Промене

нема резимеа измене
{{nekat}}
{{сређивање|непреведени делови}}
'''Архитектура рачунара''' је унутрашња структура дигиталног рачунара коју сачињава дизајн и распоред скупа инструкација и регистара за складиштење података. Одређена рачунарска архитектура се бира имајући у виду тип програма (софтвера) који ће се на њему извршавати (пословни, научни, опште намјене, итд). Главне компоненте или подсистеми једне рачунарске архитектуре су улазно/излазни уређаји, складиштење (примарна и секундарна меморија), комуникација, контрола и процесовање. За сваки се може рећи да поседује властиту, посебну архитектуру.
 
У рачунарској науци и инжењерству, архитектура рачунара је скуп дисциплина која описује рачунарски систем наводећи његове делове и њихове односе.
 
 
== Историја ==
 
Прва документована рачунарска архитектура била у преписци између [[Чарлс Бебиџ|Чарлса Бебиџа]] и [[Ејда Кинг Лавлејс|Аде Ловлејс]], у којој је описана [[аналитичка машина]]. Још један пример је први нацрт извештаја [[Џон фон Нојман|Џона фон Нојмана]] о [[EDVAC|ЕДВАЦ]] из 1945, који је описао организацију логичких елемената. [[IBM]] га користи за развој рачунара IBM 701, првог комерцијалног рачунара са ускладиштеним програмима, испорученог почетком 1952.
 
 
== Подкатегорије ==
 
Дисциплина архитектуре рачунара има три главне подкатегорије : :<ref>{{Cite book|author=John L. Hennessy and David A. Patterson|title=Computer Architecture: A Quantitative Approach|edition=Third Edition|publisher=Morgan Kaufmann Publishers}}</ref>
* Скуп инструкција архитектуре, или ИСА. ИСА дефинише кодове који централни процесор чита и поступа по њима. То је језик машина (или скупа језика), укључујући и скуп инструкција, величине речи, меморија адресних модова, процесорских регистара, и адресу и формат података.
 
== Улога ==
 
=== Дефиниција ===
 
Циљ је дизајниран рачунар који има максимални учинак, а имајући потрошњу енергије у виду, ниске трошкове у односу на износ очекиване перформансе, а такође да је веома поуздан. Да би се ово постигло многи аспекти треба да се размотре, укључујући скуп инструкција, функционалну организацију, логику пројектовања и имплементације. Имплементација подразумева интегрисано коло дизајн, паковање, напајање и хлађење. Оптимизација дизајна захтева познавање компајлера, Оперативни системи који одговара логици дизајна и паковања.
 
=== Скуп инструкција архитектуре ===
 
Скуп инструкција архитектуре (ИСА) је интерфејс између хардвера и софтвера рачунара и може се посматрати из угла програмера машине. Рачунари не разумеју језике високог нивоа који имају мало , ако их има , језичке елементе који се преводе директно у изворни [[mašinski kod|машински код]]. Процесор разуме само инструкције кодиране на неки нумеричком начин, обично као бинарне бројеве. Софтверски алати, као што су компајлери, преводе језике на високом нивоу, као што је Ц, у инструкције.
 
 
=== Организација рачунара ===
 
Организација рачунара помаже у оптимизацији префрормански продукта. На пример, софтверски инжењери треба да знају могућности процесора да обради захтеве. Они ће можда морати да оптимизују софтвер како би добили највише перформансе а најмању цену. Ово може захтевати прилично детаљну анализу организације рачунара. На пример , мултимедијални декодер , дизајнери можда морати да организују да се већина података обрађују у најбржем путу.
 
 
== Имплементација ==
 
Када се заврши са описом скупа инструкција и микроархитектуре рачунара, практична машина може бити пројектована. Овај процес дизајн се зове имплементација. Имплементација се обично не сматра инжењерском дефиницијом, већ дизајном хардвера. Имплементација се може даље разложити на неколико (не потпуно различита корака):
* '''Логичка Имплементација''' дизајнира блокове дефинисане у микро-архитектури на (пре свега) на нивоу регистар - трансфер и нивоу логичког кола.
 
== Циљеви дизајна ==
 
Тачан облик рачунарског система зависи од ограничења и циљева. Компутерска арцхитектура обично баванс између стандарда, снаге и перформанси, цене, капацитета меморије, латенције (латенција је количина времена које је потребно за информације од једног чвора да путују до извора) и пропусне моћи. Понекад други разлози, као што су карактеристике, величина, тежина, поузданост и проширења су такође разматрајући фактори.
 
 
=== Перформансе ===
 
Модерне перформансе рачунара се често описују у МИПС по МХз (милиона инструкција у милионима циклуса такта). Ово мери ефикасност архитектуре при било којој брзини такта. Пошто бржи сат може направити бржи рачунар, ово је корисно, широко примењиво мерење. Историјски рачунари имали МИПС/ МХз ниско око 0.1. Јадноставни модерни процесори лако достижу близу 1. Суперкаларни процесори могу достићи три до пет извршавајући неколико инструкција у једном циклусу. процесори са више језгара и векторске обраде ЦПУ може помножити ово у будућности на много података секунди.
 
Остали фактори могу утицати на брзину , као што је мешавина брзина, брзина магисртале, брзина меморије на располагању, као и врста и редослед инструкција које се покрећи у програмима.
 
У типичном кућном рачунару, најједноставнији, најпоузданији начин да се убрза рад је обично додавање радне меморије (РАМ). Више РАМ-а повећава вероватноћу да су потребни податкциподаци или програм у РАМ-у - па је мање вероватно да цеће систему требати дапремештање сеподатака премеместеиз податци изсекундарне меморије диска. Диск је често десет хиљада пута спорији него РАМ јер има механичке делове који морају да се покрећу како би се приступило подацима.
 
Постоје две главне врсте брзине, латенције и продуктивност. Латенција је време између почетка процеса и његовог завршетка. Продуктивност је количина изведених инструкција по јединици времена. Прекидачка латенција је гарантовано максимално време одзива система за електронски догађаја ( нпр. када диск заврши померање неких података).
 
=== Прошерења у снази ===
 
Потрошња у снази је још једна мера која је важна у савременим рачунарима. Енергетска ефикасност се често може балансирати између брзину или ниже цене. Типично мерење у овом случају је МИПС/В (милион инструкција у секунди по вату).