কম্পিউটার আর্কিটেকচার বিভিন্ন ধরণের কি কি?


20

আমি "কম্পিউটারের উপাদানগুলির উপাদান" বইটি দিয়ে যাচ্ছি। এই বইটি স্ক্র্যাচ থেকে কীভাবে একটি সম্পূর্ণ কম্পিউটার তৈরি করতে হয় তা শেখায়। আমি যখন কম্পিউটার আর্কিটেকচারের সবেমাত্র অধ্যায়গুলি ব্রাউজ করছিলাম তখন আমি লক্ষ্য করেছি যে এটি সমস্ত ভন নিউমানের আর্কিটেকচারের দিকে নিবদ্ধ রয়েছে। অন্যান্য আর্কিটেকচারগুলি কী এবং কখন এবং কোথায় ব্যবহৃত হয় সে সম্পর্কে আমি কেবল কৌতূহল ছিলাম।

আমি মাত্র দুজনের সম্পর্কে জানি, একটি হলেন ভন নিউমান এবং দ্বিতীয়টি হার্ভার্ড। এছাড়াও আমি আরআইএসসি সম্পর্কে জানি যা এভিআরের ইউসিতে ব্যবহৃত হয়।


2
তৃতীয়টি রয়েছে, যা হার্ভার্ডকে সংশোধিত করা হয়েছে। একটি খাঁটি হার্ভার্ড প্রোগ্রাম এবং ডেটা উভয় রাখতে একই সঞ্চয়স্থান ব্যবহার করতে সক্ষম হবে না। সুতরাং হার্ভার্ডের প্রায় প্রতিটি বাস্তবায়নই নির্দেশনা মেমোরিটিকে ডেটা হিসাবে সম্বোধন করার জন্য পরিবর্তিত হয়েছে।
গরিলা

1
দুর্দান্ত প্রশ্ন
বেনামে টাইপ

উত্তর:


27

বিভিন্ন ধরণের কম্পিউটার আর্কিটেকচার রয়েছে।

কম্পিউটার আর্কিটেকচারকে শ্রেণিবদ্ধ করার একটি উপায় হ'ল প্রতি ঘড়িতে সম্পাদিত নির্দেশাবলীর সংখ্যা। অনেক কম্পিউটিং মেশিন একটি সময়ে এক নির্দেশ পড়া এবং এটি চালানো (অথবা তারা অভিনয় মধ্যে প্রচেষ্টার অনেক করা যেনতারা এটি করে, এমনকি অভ্যন্তরীণভাবে তারা অভিনব সুপারশালার এবং আউট-অফ-অর্ডার স্টাফ করেও)। আমি এই জাতীয় মেশিনগুলিকে "ভন নিউম্যান" মেশিন বলি, কারণ তাদের সকলেরই ভন নিউমানের বাধা রয়েছে। এই জাতীয় মেশিনগুলির মধ্যে রয়েছে সিআইএসসি, আরআইএসসি, এমআইএসসি, টিটিএ এবং ডিএসপি আর্কিটেকচার। এই জাতীয় মেশিনগুলির মধ্যে রয়েছে সঞ্চালক মেশিন, রেজিস্টার মেশিন এবং স্ট্যাক মেশিন। অন্যান্য মেশিনগুলি একবারে বেশ কয়েকটি নির্দেশাবলী পড়ে এবং কার্যকর করে (ভিএলআইডাব্লু, সুপার-স্কেলারার), যা প্রতি-ঘড়ির ওয়ান-নির্দেশনা সীমাবদ্ধতা ভঙ্গ করে, তবে এখনও প্রতি ঘড়িতে কিছুটা বড় সংখ্যক নির্দেশনায় ভন নিউমানের বাধাটিকে আঘাত করে। তবুও অন্য মেশিনগুলি ভন নিউমান অটল দ্বারা সীমাবদ্ধ নয়, কারণ তারা একবার বিদ্যুতের সময় তাদের সমস্ত ক্রিয়াকলাপ প্রাক লোড করে এবং তারপরে আর কোনও নির্দেশ ছাড়াই ডেটা প্রক্রিয়া করে। এই ধরনের নন-ভন-নিউম্যান মেশিনগুলিতে ডেটাফ্লো আর্কিটেকচার,

কম্পিউটার আর্কিটেকচারকে শ্রেণিবদ্ধ করার আরেকটি উপায় হ'ল সিপিইউ এবং মেমরির মধ্যে সংযোগ (গুলি)। কিছু মেশিনের একটি ইউনিফাইড মেমরি থাকে, যেমন একটি একক ঠিকানা মেমরির একক জায়গার সাথে মিলে যায় এবং যখন সেই মেমরিটি র্যাম হয়, কেউ সেই ঠিকানাটি ডেটা পড়তে ও লিখতে ব্যবহার করতে পারেন, বা কোডটি চালানোর জন্য প্রোগ্রামের কাউন্টারে সেই ঠিকানাটি লোড করতে পারে। আমি এই যন্ত্রগুলিকে প্রিন্সটন মেশিন বলি। অন্যান্য মেশিনের বিভিন্ন মেমরির পৃথক পৃথক স্থান রয়েছে, যেমন প্রোগ্রামের কাউন্টারটি সর্বদা "প্রোগ্রাম মেমোরি" বোঝায় তবে এটিতে কোনও ঠিকানা লোড করা হয় না, এবং সাধারনত পড়ে এবং লেখায় সর্বদা "ডেটা মেমরি" থাকে যা সাধারণত পৃথক পৃথক স্থান ধারণ করে location তথ্য ঠিকানার বিট প্রোগ্রামের মেমরি ঠিকানার বিটের সাথে মিল থাকলেও তথ্য। এই মেশিনগুলি "খাঁটি হার্ভার্ড" বা "

কিছু লোক "ভন নিউম্যান মেশিন" এর সংকীর্ণ সংজ্ঞা ব্যবহার করে যা হার্ভার্ড মেশিনগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে না। যদি আপনি এই লোকগুলির মধ্যে একজন হন, তবে আপনি "হার্ভার্ড এবং প্রিন্স্টন উভয়ই মেশিনের অন্তর্ভুক্ত, এবং নন-ভনকে বাদ দিয়ে" "এমন একটি মেশিনের ভন নিউমন বাটনেলেক" এমন আরও সাধারণ ধারণার জন্য কোন শব্দটি ব্যবহার করবেন?

বেশিরভাগ এম্বেড থাকা সিস্টেমগুলি হার্ভার্ড আর্কিটেকচার ব্যবহার করে। কয়েকটি সিপিইউ হ'ল "খাঁটি হার্ভার্ড", যা সম্ভবত হার্ডওয়্যার তৈরির সহজতম ব্যবস্থা: কেবলমাত্র পঠনযোগ্য প্রোগ্রামের মেমরির ঠিকানা বাসটি কেবলমাত্র কাউন্টারের সাথে সংযুক্ত, যেমন অনেক প্রাথমিক মাইক্রোচিপ পিকমাইক্রোস। কিছু সংশোধিত হার্ভার্ড মেশিন, এছাড়াও, প্রোগ্রাম মেমোরিতে ধ্রুবকগুলি রাখে, যা একটি বিশেষ "প্রোগ্রামের মেমরি থেকে ধ্রুবকটি পড়ুন" নির্দেশাবলী ("ডেটা মেমরি থেকে পড়া" নির্দেশাবলীর চেয়ে পৃথক) সহ পড়া যায়। উপরের ধরণের হার্ভার্ড মেশিনগুলিতে চলমান সফ্টওয়্যার প্রোগ্রাম মেমরিটি পরিবর্তন করতে পারে না, যা কার্যকরভাবে সেই সফ্টওয়্যারটিতে রম। কিছু এম্বেড থাকা সিস্টেমগুলি হ'ল "স্ব-প্রোগ্রামযোগ্য", সাধারণত ফ্ল্যাশ মেমরির প্রোগ্রাম মেমরি এবং একটি বিশেষ "ফ্ল্যাশ মেমরির ব্লক" "প্রোগ্রামের মেমরি থেকে ডেটা পড়ুন" নির্দেশনা ছাড়াও নির্দেশনা এবং একটি বিশেষ "ফ্ল্যাশ মেমরির লিখনের ব্লক" নির্দেশনা (সাধারণ "ডেটা মেমরিতে লেখার" থেকে পৃথক)। আরও বেশ কয়েকটি সাম্প্রতিক মাইক্রোচিপ পিকমাইক্রোস এবং আতেল এভিআর হ'ল স্ব-প্রোগ্রামেবল পরিবর্তনযোগ্য হার্ভার্ড মেশিন।

সিপিইউগুলি শ্রেণীবদ্ধ করার আরেকটি উপায় হ'ল তাদের ঘড়ি। বেশিরভাগ কম্পিউটারগুলি সিঙ্ক্রোনাস হয় - তাদের একটি একক গ্লোবাল ঘড়ি রয়েছে। কয়েকটি সিপিইউ হ'ল অবিচ্ছিন্ন - এগুলির একটি ঘড়ি নেই - আইএলআইএইসি প্রথম এবং আইএলআইএসি II সহ, যা এক সময় পৃথিবীর সবচেয়ে দ্রুততম কম্পিউটার ছিল।

Http://en.wikibooks.org/wiki/ মাইক্রোপ্রসেসর_ ডিজাইন / কম্পিউটার_আরকিটেকচারে সমস্ত ধরণের কম্পিউটার আর্কিটেকচারের বিবরণ উন্নত করতে দয়া করে সহায়তা করুন ।


2
বাহ, এতক্ষণ জ্ঞানকে আটকে রাখার জন্য আপনার লজ্জাজনক আমি প্রশ্নটি করার পরে।
রিক_2047

3
@ রিক - দেখে মনে হচ্ছে যে উত্তরটি রচনা করতে অনেক সময় নিয়েছে। কৃতজ্ঞ যে ডেভিড্যাকারি আপনার প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য সময় নিয়েছিল! কিছু লোক আপনার একই সময়সূচীতে অপারেটিং করছে না।
কেভিন ভার্মির

2
@reemrevnivek যা একটি রসিক বন্ধু হিসাবে বোঝানো হয়েছিল।
রিক_2047

এই উত্তরটি একটি সম্প্রদায়ের উইকির উত্তর হিসাবে চিহ্নিত করা ভাল হবে।
ট্রাইগভে লগস্টেল

8

সিআইএসসি হ'ল আরআইএসসির "বিপরীত"। আরআইএসসি সাধারণ নির্দেশাবলী পছন্দ করে যেগুলি সংকলকটির জন্য অনুকূল এবং প্রায়শই একই আকারের জন্য সহজ, সিআইএসসি বিভিন্ন আকারের জটিল নির্দেশকে পছন্দ করে।

উদাহরণস্বরূপ, CISC একটি পপ নির্দেশ স্ট্যাক পয়েন্টার পরিবর্তন করতে হবে এবং আরেকটি রেজিস্টার মধ্যে স্ট্যাক থেকে ডাটা রাখুন। তবে, একটি আরআইএসসি প্রসেসর একটি নির্দেশ সহ ডেটা পড়বে এবং তারপরে দ্বিতীয় নির্দেশের সাহায্যে স্ট্যাক পয়েন্টারটি সংশোধন করবে। (সাধারণত; পাওয়ারপিসির মতো কিছু ব্যতিক্রম রয়েছে যা স্ট্যাক পয়েন্টার আপডেট করতে পারে এবং স্ট্যাকের উপরে ডেটা পুশ করতে পারে, তবে এটি ব্যতিক্রম)

যেহেতু আরআইএসসি নির্দেশাবলী সমস্ত একই আকার, তাই বিচ্ছিন্নকারীদের লিখতে সহজ। প্রসেসরের ডিজাইনিং করাও সহজ, কারণ পাইপলাইনটি বিভিন্ন নির্দেশের আকারের জন্য অ্যাকাউন্ট করতে হয় না। তবে, সিআইএসসি কোডের ঘনত্ব আরও ভাল হতে থাকে, উভয় কারণেই জটিল নির্দেশাবলী একই সংখ্যার ক্রিয়াকলাপকে উপস্থাপন করতে কম বাইটের প্রয়োজন হয়, এবং কারণ পরিবর্তনশীল নির্দেশের দৈর্ঘ্য কিছু "সংক্ষেপণ" দেয়।

এছাড়াও অন্যান্য বিদেশি আর্কিটেকচার রয়েছে, যেমন ভিআইএলডাব্লু / ইপিক। এই ধরণের আর্কিটেকচারটি সমান্তরাল প্রসেসিংয়ের কথা মাথায় রেখে ডিজাইন করা হয়েছিল। যাইহোক, তারা খুব ভাল করেনি, কারণ তারা অনুকূলিতকরণের জন্য সংকলকটির উপর একটি ভারী বোঝা চাপিয়ে দেয়, অন্যদিকে অন্য স্থাপত্যগুলিতে অভিনব নির্দেশ উইন্ডো রয়েছে যা সংকলক থেকে কিছু অপ্টিমাইজেশনের বোঝা থেকে মুক্তি দেয়।


1
আপনি যদি এটি পছন্দ করেন তবে তা গ্রহণ করুন।
কর্টুক

5

ঠিক আছে, ENIAC এর মতো কিছু আছে, যেখানে আপনি মূলত পৃথক ALUs রেখেছেন এবং আপনি একটি "আলু আউটপুট তারের মাধ্যমে অন্য আলুর ইনপুট যা তার মধ্যবর্তী ভেরিয়েবলের পরবর্তী ক্রিয়াকলাপটি সম্পাদন করতে চলেছিলেন তার দ্বারা আপনি তাদের" প্রোগ্রামিং "করেছিলেন। আপনার "রেজিস্টার" এবং স্টোরেজ হ'ল আলুগুলিকে সংযুক্ত করার তারগুলি।

আমি সম্প্রতি "দ্য ফার্স্ট কম্পিউটার - ইতিহাস এবং আর্কিটেকচার (কম্পিউটারের ইতিহাস)" বইটি কিনেছি, যা অংশটিতে এই সঠিক বিষয়ের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। আমি এই বইটি কেনার প্রস্তাব দিচ্ছি না যদিও এটি কেবল একাডেমিক গবেষণাপত্রের সংগ্রহ, পড়ার পক্ষে কঠিন এবং আমার সন্দেহ হয় যে এটি সম্ভবত অন্য কোথাও প্রকাশিত হয়েছিল (নিখরচায়)। (আমি ভূমিকা শেষ করার আগে এটি ছেড়ে দিয়েছি)

একবার স্মৃতি আবিষ্কার করা এবং ব্যবহারিক হয়ে ওঠার পরে, আমরা দুটি জনপ্রিয় ভন নিউম্যান এবং হার্ভার্ডের মধ্যে স্থির হয়ে গেলাম। রি-ওয়্যারিং, পাঞ্চ কার্ড, কাগজ টেপ বা এ জাতীয় জিনিসগুলি কার্যকর করা কম ব্যবহারিক হয়ে উঠেছে। এবং সেখানে স্ট্যাক ভিত্তিক (উদাহরণস্বরূপ zpu) রয়েছে, যা আমি সন্দেহ করি সম্ভবত হার্ভার্ড বিভাগের আওতায় পড়ে এটির নিজস্ব নয়।

ভন নিউম্যান প্ল্যাটফর্মগুলি সম্পর্কে কী যা একটি মেমরি ইন্টারফেসে কেবল পঠনযোগ্য (সাধারণ ব্যবহারে) ফ্ল্যাশ বন্ধ করে দেয় এবং অন্যটিতে ডেটা র্যাম পড়তে / লেখতে পারে (যা কখনও কখনও উভয় ক্ষেত্রে সমান্তরালভাবে চলতে পারে) তবে প্রোগ্রামগুলির দৃষ্টিকোণটি একটিতে রয়েছে ঠিকানা স্পেস? অথবা যেগুলির বেশ কয়েকটি অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক স্মৃতি / ইন্টারফেস রয়েছে সমস্ত সমান্তরালভাবে পরিচালিত হয় তবে একই ঠিকানার জায়গাতে থাকার জন্য ভ্যান নিউম্যান n

আর হার্ভার্ড প্ল্যাটফর্মটি কীভাবে প্রসেসর বুটলোডার পরিবর্তন / আপগ্রেড করতে বা বুটলোডারটির জন্য পরবর্তী প্রোগ্রামটি চালানোর জন্য ডেটা হিসাবে নির্দেশ মেমরি অ্যাক্সেস করতে পারে না? কেন এটি একটি ভন নিউম্যান আর্কিটেকচার? প্রসেসর একই ইন্টারফেসে একই মেমোরি থেকে চালানো এবং অপারেটিং সম্ভবত একটি অনুক্রমিক (নির্দেশাবলী আনা এবং মেমরি একই সাথে ঘটছে না) পদ্ধতিতে?

দুটি জনপ্রিয় মেমরিভিত্তিক আর্কিটেকচার বর্তমান বাস্তবায়ন আইএমও-র চেয়ে আলাদা।

জিপিউ এর পতন কোথায়? বা আমি যে ব্যবসায়টিতে কাজ করি তা, নেটওয়ার্ক প্রসেসর (এনপিইউ)। আপনার কাছে এই অপেক্ষাকৃত ছোট বিশেষ উদ্দেশ্যযুক্ত মাইক্রোইনজাইনগুলি (প্রসেসর) রয়েছে যা প্রোগ্রাম র্যামের মতো হার্ভার্ড থেকে চালিত হয় (পারফরম্যান্সযোগ্য তবে আপনি পারফরম্যান্সের কারণে এটি করতে চান না), সেখানে প্রতিটি ডেটা র‌্যামের প্রত্যেকটির নিজস্ব পৃথক ঠিকানার স্থান রয়েছে (পৃথক প্রসেসর) প্রতিটি স্থানের জন্য নির্দেশাবলী), (সমান্তরালভাবে পরিচালিত মেমরি স্পেসগুলি) এবং ra র‌্যামগুলির মাধ্যমে ফ্যাশনের মতো তারযুক্ত আলুতে (এনিয়াক) পরের মাইক্রোনেজিন দ্বারা পরবর্তী গণনা করার জন্য মধ্যবর্তী ডেটা বন্ধ করে দেয়? এটাকে আপনি কী বলবেন? এনপাস এবং জিপিস কি কেবল অভিনব পরিবর্তিত হার্ভার্ড আর্কিটেকচারের কাজ?


"হার্ভার্ড প্ল্যাটফর্ম কী ভাল যেখানে প্রসেসর পারবেন না ... চালানোর জন্য পরবর্তী প্রোগ্রামটি লোড করতে পারেন?" অনেক সিপিইউতে একটি নির্দিষ্ট প্রোগ্রাম থাকে যা সেই সিপিইউতে চলমান সফ্টওয়্যার দ্বারা পরিবর্তন করা যায় না। এই ব্যবস্থাটির একটি সুবিধা হ'ল এটি এমন একটি বাগের সাহায্যে সিস্টেমটিকে "ইট" তৈরি করা অসম্ভব করে যা এলোমেলো স্মৃতিতে বা একটি খারাপ সফ্টওয়্যার আপডেট, এমনকি একটি ভাল সফ্টওয়্যার আপডেট এবং একটি অসময়ের ক্ষমতা ব্যর্থ করে with সফ্টওয়্যারটি আপডেট করা এটি আরও কঠিন করে তোলে - তবে সত্যই, আপনি আপনার মাইক্রোওয়েভে কতবার সফ্টওয়্যারটি পরিবর্তন করেছেন?
ডেভিডকারি

2
মাইক্রোওয়েভে কোনওটিই নয়, তবে আমি আমার বেশিরভাগ সময় মাইক্রোকন্ট্রোলারদের কোডিংয়ের জন্য ব্যয় করি এবং দিনে বহুবার সফ্টওয়্যার পুনরায় লোড করি। ছোট, বাগ ফ্রি, রোম ভিত্তিক সিস্টেমে সীমাবদ্ধ থাকায় ভন নিউম্যান ব্যবহার করে ব্রিকিংয়ের সমস্যাটি সহজেই সমাধান করা যায়। আপনার বর্ণিত সিস্টেমগুলির পৃথক বাসগুলি, হার্ভার্ড আর্কিটেকচারের অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলির পারফরম্যান্স লাভের জন্য খুব কম ব্যবহার রয়েছে। সুতরাং আমার বক্তব্যটি ছিল, হার্ভার্ড আর্কিটেকচার প্রোগ্রাম লোড করার উপায় ছাড়াই কেবল স্কেল করতে পারে না, এটি কিছুটা অপ্রচলিত করে তোলে।
old_timer

1
হুম, তারা কর্টেক্স-এম 3 হার্ভার্ডকে কল করে যখন এটি সত্যিই এআরআর সমান হয় না (ভাল তারা এটিকে একটি পরিবর্তিত হার্ভার্ড বলে)। আমি নিশ্চিত যে কিছু খাঁটি হার্ভার্ড আর্কিটেকচার প্রসেসর রয়েছে (পিআইসি), এবং আরও খাঁটি ভন নিউম্যান ব্যবহৃত হত, তবে বেশিরভাগই পরিবর্তিত হার্ভার্ড বা সংশোধিত ভন নিউমান (সমান্তরালে ডেটা এবং নির্দেশনা অ্যাক্সেসগুলি) হয় যা এগুলিকে ভিন্ন ভিন্ন করে তোলে। আমার উত্তরে আমি কোথায় গিয়েছিলাম, খাঁটি হার্ভার্ড এবং খাঁটি ফন নিউমান উভয়ই দ্রুত অপ্রচলিত হয়ে উঠছে। পোস্টারটি জানতে চেয়েছে সেখানে কী আছে এবং প্রায় সমস্ত কিছুই।
old_timer

4

ভন নিউমান এবং হার্ভার্ড উভয় আর্কিটেকচার এআইআরসি এবং এআরএম এর মতো আরআইএসসি প্রসেসরের সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে। এভিআর হার্ভার্ড ব্যবহার করে, যেখানে কিছু এআরএম চিপস ভন নিউম্যান এবং কিছু হার্ভার্ড ব্যবহার করে।


আরও আকর্ষণীয় উত্তরের নীচে আপনাকে সাজানোর জন্য -1।
ওসকার স্কোগ
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.