Tổ chức và Kiến trúc Máy tính

From Computer Engineerring Lecture
Jump to: navigation, search

Tổ chức và Kiến trúc Máy tính: Tên tiếng Anh là Computer Organization and Architecture


Để mô tả các máy tính, một sự khác biệt thường được tạo ra giữa Kiến trúc và Tổ chức máy tính. Mặc dù rất khó để đưa ra một định nghĩa giữa hai khái niệm này. Kiến trúc máy tính thường đề cập đến các thuộc tính của hệ thống có thể được nhìn thấy đối với lập trình viên, hoặc bằng cách khác, các đặc tính đó có một tác động trực tiếp đến việc thực thi logic của chương trình. Tổ chức máy tính đề cập đến các đơn vị tính toán và các liên kết nối của chúng để thực hiện các thông số kỹ thuật của kiến trúc. Các ví dụ của thuộc tính kiến trúc bao gồm tập lệnh, số bít sử dụng cho việc biểu diễn các kiểu dữ liệu khác nhau (vd số, ký tự), cơ chế I/O, và các kỹ thuật biểu diễn địa chir bộ nhớ. Thuôc tích kiến trúc bao gồm chi tiết phần cứng xuyên suốt đến người lập trình, như các tín hiệu điều khiển, việc giao tiếp giữa máy tính và các ngoại vi, và các công nghệ bộ nhớ được sử dụng. [1]


Ví dụ, nó là một vấn đề đặc tính thiết kế khi máy tính sẽ có một lệnh nhân. Nó là một vấn đề tổ chức khi lệnh đó sẽ được thực hiện bởi lệnh nhân đặc biệt hay bởi một cơ chế nhân mà được tạo ra bằng cách lặp lại các phép cộng của một hệ thống. Quyết định của tổ chức máy tính có thể dựa vào tần suất sử dụng của lệnh nhân, mối liện hệ tốc độ của hai phương pháp, và giá thành và kích thước vật lý của các đơn vị nhân đặc biệt.


Trước đây, và ngay cả ngày nay, sự khác biệt giữa kiến trúc và tổ chức máy tính là điều rất quan trọng. Nhiều nhà sản xuất máy tính đề nghị một họ máy tính, tất cả đều có cùng một kiến trúc nhưng khác tổ chức. Thông thường, các mẫu khác nhau trong cùng một họ có giá thành và đặc tính hiệu suất khác nhau. Hơn nữa, một kiến trúc đặc biệt có thể kéo dài trong nhiều năm và bao gồm một số dòng máy tính khác nhau, tổ chức của nó thay đổi theo công nghệ. Một ví dụ nổi bật ở cả hai hiện tượng này là kiến trúc IBM System/370. Kiến trúc này được giới thiệu lần đầu vào năm 1970, và bao một một số dòng. Khách hàng với những yêu cầu ít có thể mua những mô hình rẻ và hcaam hơn, nếu nhu cầu tăng, sau đó chỉ cần nâng cấp những mô hình nhanh hơn mà không cần từ bỏ phần mềm mà đã phát triển.


Trong các năm tiếp theo, IBM đã giới thiệu nhiều mẫu mới với việc cải tiến công nghệ, thay thế các mẫu cũ, đề xuất đến khác hàng các sản phẩm nhanh hơn, giá thành rẻ hoặc cả hai. Những mẫu mới này tiếp tục dùng cùng một kiến trúc vì vậy các phần mềm khách hàng đầu tư được bảo vệ. Đáng chú ý, Kiến trúc System/370, với một vài cải tiến đã tồn tại cho đến ngày nay như là một kiến trúc của dòng máy tính lớn của IBM (of IBM’s mainframe).


Trong một lớp của một máy tính được gọi là Vi máy tính, mối quan hệ giữa kiến trúc và tổ chức là rất gần. Sự tiến bộ trong công nghệ không chỉ ảnh hưởng đến tổ chức mà còn dẫn đến việc giới thiệu đến một kiến trúc mạnh và phức tạp hơn. Nói chung có ít yêu cầu cho việc tương thích thế hệ tiếp theo trong các máy tính nhỏ. Vì vây, có nhiều sự tương tác giữa các quyết định thiết kế kiến trúc và tổ chức. Một ví dụ nổi bật của việc này đó là giảm tập lệnh máy tính (RISC).

Tham khảo

  1. William Stallings, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance 8th Edition, Prentice Hall,2009, p.9