Архитектуры КС считается ее представление на некотором общем уровне, включающие описания пользовательских возможностей программирования, системы команд системы адресации, организации памяти и т.д. В общем случае архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимодействия основных логических узлов компьютера: процессора, оперативной и внешней памяти, периферийные устройства.
Классические типы архитектур
1. Централизованная структура (звезда)
2.
Иерархическая структура
3.
Магистрально-модульная структура(общая шина)
4.
Архитектура компьютера типа «Гарвардская школа»
В 1966 году ученый М. Флинн предложил подход классификации архитектур, в основу которого положено понятие потока, под которым понимается последовательность данных или команд, обрабатываемых процессором на основании рассмотрения числа потоков команд и потоков данных, можно разделить архитектуры на 4 класса.
А) Одиночный поток команд и одиночный поток данных(ОКОД-SISD; Single Instruction Stream, Single Data Stream)
Однопроцессорная одномашинная КС. Параллелизм вычислений обеспечивается путем совмещения выполнения операций отдельными блоками АЛУ, а также параллельно работой устройств ввода/вывода.
Б) Множественный поток команд и одиночный поток данных (МКОД-MISD)
Архитектура предполагает процессорный конвейер, в котором результаты обработки передаются от одного процессора к другому. В такой системе реализуется схема совмещения операций, в которой параллельно работают функциональные блоки и каждый из них делает свою часть в общем цикле.
В)Одиночный поток команд и множественный поток данных(ОКМД-SIMD)
Создание структур векторной или матричной обработки, предполагает данная архитектура. Система строится из процессовых элементов, которые идентичны и управляются одной командой. Возникает сложность при коммутировании процессоров, такой тип архитектуры может быть реализован в специализированных ЭВМ.
Г) Множественный поток команд и множественный поток данных(МКМД-MIMD)
Все процессоры работают по своим программам с собственным потоком команд. Такая структура используется в крупных вычислительных центрах.
Основные цели создания различных архитектур: повышение производительности системы за счет ускорения процессов обработки данных; повышение надежности и достоверности вычислений; предоставление пользователям дополнительных сервисных услуг.
Отличительной особенностью КС по отношению к отдельному компьютеру является наличие нескольких вычислителе, реализующих параллельную обработку информации. Это повышает быстродействие системы и может значительно повысить процесс управления процессорами и использованием технически и программных ресурсов.