| dbo:abstract
|
- A számítógép-architektúra az informatika egy alapfogalma, ennek ellenére nincs általánosan elfogadott értelmezése. A számítástechnikában a számítógép-architektúra a számítógép tágabb értelemben vett felépítésére vonatkozik. Magát a számítógép-architektúra kifejezést az IBM-nél vezették be, a System/360 család főkonstruktőrei (Amdahl és mások) használták először egy 1964-ben megjelent cikkükben. A meghatározás szerint ez alatt „a számítógép azon felépítése értendő, amelyet egy alacsony szintű nyelven programokat fejlesztő szakembernek kell ismernie ahhoz, hogy korrekt programokat tudjon írni a gépre” (az időkritikus programoktól eltekintve). Ez az értelmezés magában foglalja a regiszterek és a memória leírását, valamint a gép utasításkészletét, utasításszerkezetét, címzési módjait, az utasítások aktuális kódolásának megadását, de nem tartalmazza a konkrét hardveres struktúrát (az implementációt) és az áramkörökben és összekapcsolásokban használt technológiát (megvalósítást). A fogalom leírása az idővel tovább finomodott, mikor Bell és Newell 1970-ben bevezette a négyszintű értelmezést: áramköri szint, logikai tervezés szintje, a programozás szintje és a processzor-memória sínek szintje. Később a fogalmat kiterjesztették a funkcionális és a hardver specifikációra is. A köztudatban egy számítógép két alapvetően elkülöníthető részre bontható: a gép fizikai részére, az úgynevezett hardverre (a. m. vasáru), illetve az ezen a hardveren futó különféle programokra, az úgynevezett szoftverre. A számítógép-architektúrák a fenti két részt további szintekre bontják; a ma elfogadott strukturált közelítésmód szerint egy korszerű számítógép egymásra épülő rétegekből áll össze. A rétegek száma legalább kettő, de általában a 6 rétegű strukturális vagy 6 rétegű architektúrák szerint választják szét a különböző működési vagy absztrakciós szinteket. A szintek bevezetésével együtt be kellett vezetni egy új fogalmat is: a virtuális gépet. A virtuális géphez (nevezzük Mx-nek) saját gépi nyelv (legyen ez Lx) tartozik, amelyet értelmezni és végrehajtani képes. A virtuális gép-modellel tetszés szerinti bonyolultságú, többszintű modellt – lásd később – lehet felépíteni, mindössze arra kell csak figyelni, hogy az egymásra épülő szintek – a különböző virtuális gépek – „kimenete” olyan legyen, hogy azt képes legyen az alsóbb szint értelmezni és végrehajtani. Könnyen belátható, hogy e modell legalján van az M0 virtuális gép, az L0 nyelvével, ami valójában a valódi gép. E szint fölött helyezkedik el az M1 virtuális gép, amelyet L1 nyelven programozhatunk, amelyet vagy az M1 virtuális gép fordít le L0 nyelvre, vagy az M0 virtuális gépen futó értelmező (interpreter) hajt végre. A következő szinten lévő M2 virtuális gép L2 nyelven programozható, amely programot vagy az M1 (ritkábban az M0) gépen futó értelmező hajt végre, vagy lefordítják L1 (ritkábban L0) nyelvre. Ezen meggondolások alapján a szintek száma tetszés szerint növelhető. A modell biztosítja, hogy az n. szintű virtuális gépre írt programnak nem kell törődnie az alsóbb szinten futó fordítókkal (translator) és értelmezőkkel, számára ugyanis érdektelen, hogy a virtuális gép programját hány és milyen fordító vagy értelmező hajtja végre. Egy dologban biztos lehet a program írója: a program végrehajtása meg fog történni. Gyakorlati okokból – költséghatékonyság és végrehajtási idő – a szintek számát nem célszerű nagyon megnövelni, ugyanakkor nagyon lecsökkenteni sem. Mai technológiák mellett elvileg nincsen akadálya annak, hogy egy C vagy Java gépi nyelvű gépet építsen valaki, bár az eléggé bonyolult és drága lenne. Viszont gyakorlatilag bármelyik gépen lehet akár C-, akár Java-programot futtatni, így költséghatékonyság szempontjából mégis ez előbbi megoldás terjedt el. (hu)
- A számítógép-architektúra az informatika egy alapfogalma, ennek ellenére nincs általánosan elfogadott értelmezése. A számítástechnikában a számítógép-architektúra a számítógép tágabb értelemben vett felépítésére vonatkozik. Magát a számítógép-architektúra kifejezést az IBM-nél vezették be, a System/360 család főkonstruktőrei (Amdahl és mások) használták először egy 1964-ben megjelent cikkükben. A meghatározás szerint ez alatt „a számítógép azon felépítése értendő, amelyet egy alacsony szintű nyelven programokat fejlesztő szakembernek kell ismernie ahhoz, hogy korrekt programokat tudjon írni a gépre” (az időkritikus programoktól eltekintve). Ez az értelmezés magában foglalja a regiszterek és a memória leírását, valamint a gép utasításkészletét, utasításszerkezetét, címzési módjait, az utasítások aktuális kódolásának megadását, de nem tartalmazza a konkrét hardveres struktúrát (az implementációt) és az áramkörökben és összekapcsolásokban használt technológiát (megvalósítást). A fogalom leírása az idővel tovább finomodott, mikor Bell és Newell 1970-ben bevezette a négyszintű értelmezést: áramköri szint, logikai tervezés szintje, a programozás szintje és a processzor-memória sínek szintje. Később a fogalmat kiterjesztették a funkcionális és a hardver specifikációra is. A köztudatban egy számítógép két alapvetően elkülöníthető részre bontható: a gép fizikai részére, az úgynevezett hardverre (a. m. vasáru), illetve az ezen a hardveren futó különféle programokra, az úgynevezett szoftverre. A számítógép-architektúrák a fenti két részt további szintekre bontják; a ma elfogadott strukturált közelítésmód szerint egy korszerű számítógép egymásra épülő rétegekből áll össze. A rétegek száma legalább kettő, de általában a 6 rétegű strukturális vagy 6 rétegű architektúrák szerint választják szét a különböző működési vagy absztrakciós szinteket. A szintek bevezetésével együtt be kellett vezetni egy új fogalmat is: a virtuális gépet. A virtuális géphez (nevezzük Mx-nek) saját gépi nyelv (legyen ez Lx) tartozik, amelyet értelmezni és végrehajtani képes. A virtuális gép-modellel tetszés szerinti bonyolultságú, többszintű modellt – lásd később – lehet felépíteni, mindössze arra kell csak figyelni, hogy az egymásra épülő szintek – a különböző virtuális gépek – „kimenete” olyan legyen, hogy azt képes legyen az alsóbb szint értelmezni és végrehajtani. Könnyen belátható, hogy e modell legalján van az M0 virtuális gép, az L0 nyelvével, ami valójában a valódi gép. E szint fölött helyezkedik el az M1 virtuális gép, amelyet L1 nyelven programozhatunk, amelyet vagy az M1 virtuális gép fordít le L0 nyelvre, vagy az M0 virtuális gépen futó értelmező (interpreter) hajt végre. A következő szinten lévő M2 virtuális gép L2 nyelven programozható, amely programot vagy az M1 (ritkábban az M0) gépen futó értelmező hajt végre, vagy lefordítják L1 (ritkábban L0) nyelvre. Ezen meggondolások alapján a szintek száma tetszés szerint növelhető. A modell biztosítja, hogy az n. szintű virtuális gépre írt programnak nem kell törődnie az alsóbb szinten futó fordítókkal (translator) és értelmezőkkel, számára ugyanis érdektelen, hogy a virtuális gép programját hány és milyen fordító vagy értelmező hajtja végre. Egy dologban biztos lehet a program írója: a program végrehajtása meg fog történni. Gyakorlati okokból – költséghatékonyság és végrehajtási idő – a szintek számát nem célszerű nagyon megnövelni, ugyanakkor nagyon lecsökkenteni sem. Mai technológiák mellett elvileg nincsen akadálya annak, hogy egy C vagy Java gépi nyelvű gépet építsen valaki, bár az eléggé bonyolult és drága lenne. Viszont gyakorlatilag bármelyik gépen lehet akár C-, akár Java-programot futtatni, így költséghatékonyság szempontjából mégis ez előbbi megoldás terjedt el. (hu)
|
