Arkitektur (datamaskin)

Med maskinvarearkitektur mener vi settet med designkriterier som en datamaskin , eller en enhet som inngår i, er utformet og bygget på grunnlag av. I forlengelsen betyr det å beskrive arkitekturen til en enhet, spesielt å liste opp dens konstituerende underdeler og illustrere dens interfunksjonelle relasjoner.

Beskrivelse

Fagene som omhandler dataarkitektur har som oppgave å bygge prosesssystemer av ulik kompleksitet (fra et enkelt elektronisk tavle til et komplekst system med stor datakraft) ved å sette sammen disse elementære komponentene.

Det er også viktig å understreke forskjellen mellom elektronikk og dataarkitektur: elektronikken har som oppgave å bygge raske og effektive kretser , derfor er de opptatt av å forbedre "klossene", de elementære komponentene i systemet; datamaskinarkitekten på sin side har som oppgave å oppnå best mulig ytelse (i form av datakraft, kostnader i økonomiske termer) ved å effektivt sette sammen de elementære komponentene.

Grunnleggende elementer

"Klossene" som utgjør et beregningssystem er:

logiske porter ( og , ikke , eller )
signalgeneratorer (f.eks . klokke )

Ved å sette sammen de logiske portene, som typisk er kretser laget med forskjellige elektroniske teknologier ( CMOS , TTL , ECL ), er det mulig å bygge de såkalte elementære maskinene som er delt inn i kombinasjonsmaskiner og sekvensielle maskiner .

Typologi

Kombinatoriske maskiner

Kombinasjonskretsene (eller maskinene) kan matematisk modelleres med boolske funksjoner av boolske variabler av typen hvor er vektoren til systemutgangene og er vektoren til inngangene; som man kan se fra argumentet til funksjonen , er kombinasjonskretser ikke utstyrt med tilstand, de er adynamiske systemer og derfor avhenger utgangen av systemet på et øyeblikk bare av inngangen som brukes på systemet på samme øyeblikk og ikke på innganger som er brukt tidligere (for enkelhets skyld at det ikke er noen forplantningsforsinkelser mellom inngang og utgang). De elementære kombinasjonsmaskinene er følgende: ${\ displaystyle y = f (u)}$ $y$ $u$ $f$ $t$

multiplekser
demultiplekser
dekodere
addere, delere, multiplikatorer

Sekvensielle maskiner

Sekvensielle maskiner, derimot, er systemer av typen der er vektoren til utgangene, er vektoren til inngangene og er vektoren til tilstandene. Derfor er en sekvensiell maskin et dynamisk system , hvis utgang i et generisk øyeblikk avhenger av både inngangen og tilstanden til systemet på det øyeblikket. De grunnleggende sekvensielle maskinene er: ${\ displaystil y = f (x, u)}$ $y$ $u$ $x$

Prosessorer og systemer

Sammenkoblinger av logiske nettverk i form av integrerte kretser gir liv til mer komplekse elektroniske prosesseringssystemer (f.eks . programmerbare logiske enheter og mikrokontrollere ) opp til prosessorene . Begrepet arkitektur brukes derfor i referanse til konfigurasjonen av sistnevnte ( x86-arkitektur , CISC , RISC , SPARC , 32-bit , 64-bit , pipeline , etc ...), og når det gjelder forbrukerprodukter, bruker vi i motsetning til ordet programvare : maskinvareløsninger løser funksjonaliteten i form av en dedikert enhet, programvareløsninger er løsninger utviklet i form av kjørbare programmer som kan lastes inn på enheter for generell bruk .

På et bredere nivå refererer begrepet arkitektur til den logiske arkitekturen til datamaskinen som helhet, inkludert prosessor, minne, registre og forbindelser mellom dem, hovedkort , utvidelseskort , etui eller kabinett , etc ... ( von Neumann arkitektur , arkitektur Harvard , arkitektur for en prosessor basert på generelle registre, etc.). Innen datasystemer er derimot n-tier maskinvarearkitekturer utbredt , mens man i store selskaper snakker om telematikkarkitektur .

Programvarearkitektur

Programvarearkitektur er den grunnleggende organiseringen av et system, definert av dets komponenter, av de gjensidige relasjonene mellom komponentene og med miljøet, og prinsippene som styrer dets design og utvikling. Denne definisjonen kommer fra IEEE 1471-2000-standarden. I likhet med maskinvarearkitekturer betyr det å beskrive programvarearkitekturen til et system å liste opp dets bestanddeler og illustrere dets interfunksjonelle relasjoner. Mer presist inkluderer programvarearkitektur settet med viktige beslutninger om organiseringen av et programvaresystem. Implementering av komplekse programvarearkitekturer resulterer ofte i programvareplattformer .

I store selskaper er programvarearkitektur en del av telematikkarkitekturen. Innen datanettverk er et eksempel på programvarearkitekturer lagdelte nettverksarkitekturer , mens flerlags programvarearkitekturer er utbredt i nettapplikasjoner .