1. Instructieset architectuur (ISA):

* Definieert de set instructies die de computer kan begrijpen en uitvoeren.

* Geeft het formaat van instructies, gegevenstypen, registers en adresseringsmodi aan.

* Bepaalt de machinetaal, de taal op laagste niveau die de processor begrijpt.

2. Gegevensrepresentatie:

* Bepaalt hoe gegevens worden opgeslagen en gemanipuleerd binnen het systeem.

* Bevat de weergave van getallen (gehele getallen, drijvende komma), tekens en andere gegevenstypen.

3. Geheugensysteem:

* Behandelt hoe geheugen is georganiseerd, toegankelijk en beheerd.

* Bevat de soorten geheugen (bijv. RAM, ROM), geheugenhiërarchie (cache, hoofdgeheugen) en adresschema's.

4. Processor (CPU):

* Definieert de structuur en functionaliteit van de centrale verwerkingseenheid.

* Bevat de instructiepijplijn, Arithmetic Logic Unit (ALU), besturingseenheid en registerbestanden.

* Behandelt concepten zoals kloksnelheid, instructiecyclus en pipelining.

5. Input/output (I/O) -systeem:

* Behandelt hoe de computer interageert met externe apparaten.

* Bevat I/O -controllers, bussen en communicatieprotocollen.

6. Interconnectienetwerk:

* Bepaalt hoe verschillende componenten van het systeem zijn verbonden.

* Bevat de busarchitectuur, netwerkprotocollen en mechanismen voor gegevensoverdracht.

7. Systeemorganisatie:

* Definieert de algehele organisatie en interactie tussen de verschillende componenten.

* Bevat de systeembus, geheugenbeheer en onderbrekingsbehandeling.

8. Prestaties en efficiëntie:

* Richt zich op het evalueren van de prestaties van de architectuur.

* Overweegt factoren zoals kloksnelheid, instructie -doorvoer en geheugenbandbreedte.

* Onderzoekt prestatie -optimalisatietechnieken zoals pipelining en caching.

9. Stroomverbruik en energie -efficiëntie:

* Evalueert het stroomverbruik van de architectuur.

* Overweegt technieken voor het verminderen van het stroomverbruik zonder prestaties op te offeren.

10. Betrouwbaarheid en fouttolerantie:

* Behandelt het ontwerpen van betrouwbare en fouttolerante systemen.

* Bevat foutdetectie- en correctiemechanismen, redundantie en fouttolerante architecturen.

Key Concepts:

* Adresseringsmodi: Methoden om toegang te krijgen tot geheugenlocaties (bijv. Directe adressering, indirecte adressering).

* Pipelining: Meerdere instructies gelijktijdig uitvoeren door ze in fasen te breken.

* Caching: Met behulp van een kleiner, sneller geheugen om vaak toegankelijke gegevens op te slaan.

* virtueel geheugen: Schijfruimte gebruiken alsof het deel uitmaakt van het hoofdgeheugen.

* Multi-core processors: Meerdere processorkernen gebruiken om de prestaties te verbeteren.

* Parallelle verwerking: Meerdere processors gebruiken om taken tegelijkertijd uit te voeren.

Samenvattend:

Computerarchitectuur is een breed veld waarbij het ontwerp en de organisatie van de fundamentele componenten van een computersysteem betrokken zijn. Het is cruciaal voor het bereiken van hoge prestaties, energie -efficiëntie en betrouwbaarheid in moderne computers. Inzicht in deze concepten helpt ons te begrijpen hoe computers werken en stelt ons in staat om systemen voor verschillende toepassingen te ontwerpen en te optimaliseren.