Ochiq arxitektura printsipi

Kompyuterning turlari va uni klassifikatsiyalash
Axborotni avtomatik yoki avtomatlashtirilgan holda qayta ishlashga mo`ljallangan qurilmalarning yig`indisiga hisoblash texnikasi deyiladi. o`zaro bog`langan qurilmalarning konkret to`plamiga hisoblash sistemasi deyiladi. Ko`pgina hisoblash sistemalarning markaziy qurilmasi elektron hisoblash mashinasi (EHM) yoki komp`yuter deb yuritiladi.
Kiritish qurilmasi ham qoida bo`yicha, yagona konstruktiv birlik shaklida bo`ladi. Kirish ma`lumotlari turli-tuman, kiritish manbalari esa bir necha xil bo`lishi mumkin. CHiqarish qurilmasiga ham bu narsa taalluqli.
Komp`yuterning umumiy tuzilishi quyidagigilardan iborat:
Xotiralovchi qurilma – bu EHM bloki bo`lib, vaqtinchalik (operativ xotira) va davomli (doimiy xotira) programma, kirish va natija ma`lumotlarini, shuningdek oraliq natijalarni saqlashga mo`ljallangan. Axborot operativ xotira faqat quvvat berilganda (yoqilganda) vaqtinchalik saqlanadi. Ammo operativ xotira katta tezlikka ega. Doimiy xotirada ma`lumotlar komp`yuter o`chiq turganda ham saqlanadi, biroq ma`lumot doimiy xotira va markaziy protsessor bilan ma`lumot almashish ko`p xollarda anchagina sekin bajariladi.
Arifmetik-logik qurilma – EHM bloki bo`lib, unda programma komandalari bo`yicha ma`lumotlarni qayta ishlash yuz beradi. Bu komandalar sonlar ustida arifmetik amal, kodlarni o`zgartirish va hokazolardan iborat. Boshqaruv qurilmasi komp`yuterning barcha bloklari ishini muvofiqlashtiradi. Ma`lum ketma-ketlik asosida operativ xotiradan bir komanda ketidan boshqa komandani chaqirib oladi. Har bir komanda dekodlashtiriladi, operativ xotira yacheykalaridagi komandadan ehtiyojga qarab ma`lumotlar elementi ALQga uzatiladi; ALQ ko`ringan joriy komandani amalni bajarishga sozlaydi (bu amalni bajarishda shuningdek kiritish – chiqarish qurilmasi qatnashishi mumkin); bu amalni bajarishga komanda beriladi. Bu jarayon quyidagi holatlardan biri bo`lmaguncha davom etadi: kiritish ma`lumotlari oxiriga etsa, biror bir qurilmadan ishni to`xtatish komandasi kelib tushsa, komp`yuter quvvati o`chirilgan bo`lsa.
YUqori keltirilgan EHM tuzilishining printsipi fon Neyman arxitekturasi nomini olgan.
Zamonaviy komp`yuter arxitekturasini quyidagi printsiplar belgilaydi:

1. 
   Programmali boshqaruv printsipi. EHMda hisoblash jarayonini avtomatizatsiya qilishni ta`minlash. Bu printsiplarga asosan, har bir masalani echish uchun programma tuziladi. Programma komp`yuterdagi amallar ketma–ketligini aniqlaydi. Programma boshqaruvining unumdorligi, bu masala ko`p martalab echilsa yuqori bo`ladi (hattoki turli boshlang`ich ma`lumotlar bilan).
   
2. 
   Xotira saqlanuvchi programma komandalari xuddi ma`lumotlar (berilganlar) kabi son ko`rinishida uzatiladi va qayta ishlanadi. Programma bajarilishidan avval operativ xotiraga joylanadi. Bu narsa bajarish jaryonini tezlashtiradi.
   
3. 
   Xotiraga ixtiyoriy murojaat qilish printsipi. Mazkur printsipga asosan, programma elementi va berilganlarning operativ xotiraning ixtiyoriy joyiga yozish mumkin. Bu esa berilgan adresga hoxlaganicha (xotiraning konkret uchaskasiga), boshqalarini ko`rib chiqmay murojaat qilish imkonini beradi.
   

Bu printsiplarga asoslanib ta`kidlash mumkinki, zamonaviy komp`yuter ─ bu, texnik qurilma bo`lib, u boshlang`ich ma`lumotlarni xotiraga raqamli kodlar shaklida kiritilgach, qayta ishlash programmasi (u ham raqamli kodlarda tasvirlanadi) orqali avtomatik tarzda hisoblash jarayonini amalga oshiradi, berilgan programma bilan masalani echish natijalarini odam tasavvuriga mos ko`rinishda bosib chiqaradi.
Albatta, komp`yuterning real tuzilishi ancha mukammal. YUqoridagi tuzilishni ko`proq komp`yuterning logik tuzilishi deb atash to`g`ri keladi.
Zamonaviy komp`yuterlar, xususan, personal komp`yuterlarlarda traditsion fon
Neyman arxitekturasidan chetlashishlar yuz bermoqda. Bunga sabab ishlab chiqaruvchilarning komp`yuter sifati va unumdorligini oshirishga bor fikrini qaratayotganlaridir.
EHMning sifati ko`plab ko`rsatkichlar bilan xarakterlanadi. Bular komandalar guruhi, markaziy protsessorning ishlash tezligi, bir vaqtning o`zida komp`yuterga ulanadigan qurilmalar soni va boshqalar. Tezlik asosiy ko`rsatkichi hisoblanadi, u vaqtning kichik birligida protsessorning qancha operatsiya bajara olish imkoniyati. Amaliyotda foydalanuvchini komp`yuterning tez echish xususiyati, unumdorligi qiziqtiradi.
Xullas, bularning hammasi va boshqa faktorlar komp`yuter element bazasini printsipial va konstruktiv mukammallashtirish, protsessor unumdor ishlashiga, xotira qurilmalari, kiritish − chiqarish qurilmalarining paralel ishlashi va boshqalarni yaratishga sabab bo`lmoqda. SHuningdek, elementlar ishlash tezligini istalgancha oshirish mumkin emas (zamonaviy texnologik chegirmalar va fizik qonunlardan kelib chiqadigan cheklashlar ham bor). SHu tufayli komp`yuter texnikasi ishlab chiqaruvchilar EHM arxitekturasini mukammallashtirish muammolarini echish uchun doimo izlanishdadir.
Bu harakatlar natijasida, ko`p protsessorli komp`yuterlar arxi-tekturasi paydo bo`ldi. Ularda bir necha protsessorlar bir vaqtda ishlaydi. Bu fakt bunday komp`yuter unumdorligi protsessorlar unumdorligining yig`indisiga teng deganidir. YUqori quvvatli komp`yuterlarda murakkab hisoblashlar va avtomatik loyihalash sistemalari uchun ikkita yoki to`rtta protsessor bo`ladi. O`ta yuqori quvvatli EHMlarda (bunday mashinalar yadro reaktsiyalarini real vaqt birligida modellashtarishda, ob–havoni global masshtabda prognozlashtirishda ishlatiladi) protsessorlar soni o`ntadan ham oshib ketadi.
Komp`yuter ishlashining tezligi operativ xotira tezligiga etarlicha bog`liq. SHuning uchun, qisqa vaqtda yozish–o`qish operatsiyasini bajaradigan operativ xotira elementlarini izlash ishlari ham olib borilyapti. SHu bilan birga tezlik bilan birga xotira elementlarining narxi ham oshib borayapti. SHuning uchun tez harakat qiladigan operativ xotiraning katta hajmi har doim ham iqtisodiy tomondan qo`l kelavermaydi.
Muammo ko`p bosqichli xotira qurish bilan echiladi. Operativ xotira ikki–uch qismdan iborat bo`ladi. Asosiy qism nisbatan sekin ishlaydi, (ancha arzon) elementlardan, qo`shimcha qism (kesh–xotira) tez ishlaydigan elementlardan tashkil topadi. Protsessor ko`p murojaat qiladigan ma`lumotlar kesh–xotirada, saqlanadi.
Avvallari kiritish–chiqarish qurilmalari ishini markaziy protsessor boshqarar, bu esa anchagina vaqt olardi. Zamonaviy komp`yuterlar arxitekturasi markaziy protsessor ishtirokisiz to`g`ridan–to`g`ri murojaat qilish kanallarining borligi bilan ajralib turadi. Bu kanallar operativ xotiraga kiritish – chiqarish qurilmalari bilan ma`lumot almashish imkonini beradi. SHuningdek, periferiya qurilmalarini boshqarishni amalga oshiruvchi mahsus protsessorlar bor bo`lib, ular komp`yuterning unumdorligini oshiradi.