Презинтация

1.

Что я узнал на курсе «Архитектура аппаратных
средств»
На курсе «Архитектура аппаратных средств» я погрузился в фундаментальные принципы, лежащие в основе
работы всех современных вычислительных систем. От базовых компонентов до сложных архитектур — это
путешествие раскрыло секреты того, как железо оживает.

2.

Основы аппаратных средств ЭВМ
Модульное устройство
Центральный Процессор
(ЦП)
Типы Памяти
ключевых взаимосвязанных
Ядро компьютера, включающее
быструю оперативную (RAM)
модулей: центрального
арифметико-логическое
для временного хранения и
процессора, памяти и устройств
устройство (АЛУ) для
медленную, но долговременную
ввода-вывыода, каждый из
вычислений, управляющее
постоянную (ROM, SSD/HDD) для
которых выполняет свою
устройство для координации и
постоянных данных.
уникальную функцию.
регистры для быстрого
Компьютер состоит из
хранения данных.
Память подразделяется на

3.

Принцип фон Неймана — основа архитектуры
Последовательное выполнение
Единое хранение
Процессор выполняет операции последовательно: сначала
Как команды (инструкции программы), так и данные,
выбирает инструкцию, затем декодирует её, а после этого
необходимые для этих команд, хранятся в одной и той же
выполняет.
памяти, что упрощает управление.
Фундаментальная база
Централизованное управление
Этот принцип является краеугольным камнем архитектуры
Управляющее устройство ЦП координирует все действия,
подавляющего большинства современных
обеспечивая бесперебойную работу всех компонентов
вычислительных систем, от смартфонов до
системы.
суперкомпьютеров.
Принцип фон Неймана определил развитие компьютерной техники, предложив модель, которая до сих пор остаётся актуальной.

4.

Гарвардская vs фон Неймановская архитектура
Хотя фон Нейман доминирует, существуют и другие подходы, такие как Гарвардская архитектура, предлагающая свои
преимущества.
1
Гарвардская архитектура
2
Фон Неймановская архитектура
Раздельные памяти для команд и данных.
Общая память для команд и данных.
Повышенная скорость за счёт одновременного
Проще в реализации и управлении.
доступа к инструкциям и данным.
Подвержена «бутылочному горлышку фон Неймана».
Часто используется во встроенных системах и DSP.
Современные процессоры часто используют гибридные подходы, сочетая преимущества обеих архитектур для достижения
оптимальной производительности.

5.

Архитектуры процессоров: CISC и RISC
Различные наборы команд определяют два основных типа процессорных архитектур, каждая из которых имеет
свои сильные стороны.
CISC (Complex Instruction Set Computer)
Использует множество сложных команд, каждая из которых может выполнять несколько операций.
Примеры: архитектура x86, распространённая в настольных ПК и серверах.
RISC (Reduced Instruction Set Computer)
Оперирует меньшим количеством простых команд, которые выполняются очень быстро. Примеры:
ARM (смартфоны, планшеты), RISC-V (встроенные системы, новые разработки).
RISC-архитектуры доминируют в мобильных и встроенных системах благодаря своей высокой
энергоэффективности и возможности достигать впечатляющей скорости при меньшем потреблении энергии.