Domů » Informatika » Počítač

Počítač

Hardware

Počítač slouží jako fyzická platforma pro vykonávání programů a je jednou z možných reálných implementací Turingova stroje. V zájmu zachování obecnosti je počítačem myšlen jakýkoliv stroj, jehož primárním účelem je výpočet výsledku na základě vstupních dat.

Základními stavebními bloky počítačů (a také všech elektronických zařízení) jsou analogové součástky a z nich sestavená logická hradla. Na úrovni logických hradel se začíná pracovat s binární logikou, kterou lze dobře modelovat pomocí Booleovy algebry.

Z hradel jsou sestaveny kombinační obvody, ze kterých po přidání paměťových bloků vznikají obvody sekvenční. Tyto obvody se skládají do stále větších a větších celků, přičemž poslední a nejvyšší celek je možné nazývat „počítač“.

Struktura

Úroveň Model
Tranzistory fyzikální rovnice a modely
Logická hradla pravdivostní tabulky
Kombinační obvody Booleova algebra
Sekvenční obvody konečné automaty Moore, Mealy
Procesor ISA, jazyky symbolických instrukcí
Firmware systémové programovací jazyky
Operační systém systémové programovací jazyky
Aplikační software aplikační programovací jazyky

Modely počítače

Von Neumannovská architektura

Von Neumannovská (někdy také Stanfordská) architektura je pojmenovaná podle slavného američana maďarského původu Johna von Neumanna. V této architektuře jsou instrukce i data uloženy v téže paměti a nejsou nijak explicitně rozlišeny. Paměť je organizována lineárně na buňky stejné velikosti, které jsou adresovatelné celými čísly. Data jsou reprezentována binárně a jejich datové typy se implicitně nerozlišují. Instrukce se provádí jednotlivě a to postupně tak, jak jsou zapsány v paměťi, dokud není toto pořadí ovlivněno speciální instrukcí (např. skoky). Von Neumannovská architektura najde využití všude tam, kde je požadována univerzálnost a jednoduchost.

von Neumannovská architektura

Harvardská architektura

Hlavním rysem harvardské architektury je fyzické oddělení dat a instrukcí. Proto Harvardská architektura umožňuje, aby data i instrukce měly různou reprezentaci a implementaci. Paměť obsahující instrukce se často realizuje jako ROM, tedy paměť určená pouze pro čtení. Výhodou této architektury je také možnost přistupovat do obou paměti současně. Harvardská architektura se používá hlavně tam, kde se program téměř nikdy nemění (např. malá věstavěná zařízení).

Harvardská architektura

Reference