مطالب علمی_آموزشی رشته معماری رایانه

[baran.kh]

بسم الله الرحمن الرحیم

 

[baran.kh]

معماری رایانه[۱] در مهندسی رایانه، مجموعه ای از قوانین و روش‌هاست که عملکرد، سازماندهی و روند اجرای سیستم‌های رایانهای را توصیف می‌کند. برخی تعاریف معماری، آن را به عنوان توصیف توانایی‌ها و مدل برنامه نویسی رایانه، تعریف می‌کنند که در عین حال جنبه اجرایی ندارد. در تعاریف دیگر، معماری رایانه شامل طراحی مجموعه معماری، طراحی معماری خرد، طراحی منطق و پیاده سازی است.

 

[baran.kh]

اولین معماری مستند رایانه در مکاتبات چارلز بابیج و آدا لاولاس بود که موتور تحلیلی را توصیف می‌کرد. هنگام ساخت رایانه Z1 در سال 1936 ، کنراد زوزه در دو برنامه ثبت اختراع برای پروژه‌های آینده خود توضیح داد که دستورالعمل‌های ماشین می‌توانند در همان حافظه‌ای که داده‌ها ذخیره شده‌اند ذخیره گردند. . [۲] [۳] دو مثال اولیه و مهم دیگر عبارتند از:

مقاله جان فون نویمان در سال 1945 ،به نام First Draft of a Report on the EDVAC ، که توصیف کننده سازمانی از عناصر منطقی است.

 

[baran.kh]

ماشین حساب الکترونیکی آلن تورینگ که جزئیات بیشتری دارد، پیشنهاد شده برای موتور محاسبات اتوماتیک، همچنین در سال 1945 به مقاله جان فون نویمان اشاره کرده‌است. [۴]
اصطلاح "معماری" در ادبیات رایانه را می‌توان در آثار لایل آر جانسون و فردریک پی بروکس جونیور، اعضای بخش سازمان ماشین در مرکز تحقیقات اصلی IBM در سال 1959 جستجو کرد. جانسون این فرصت را داشت که یک مقاله تحقیقاتی اختصاصی درباره Stretch ، ابررایانه IBM تولید شده برای آزمایشگاه ملی Los Alamos (در آن زمان به عنوان آزمایشگاه علمی Los Alamos)، بنویسد. وی برای توصیف سطح جزئیات برای بحث در مورد رایانه لوکس و مجلل، خاطرنشان کرد که توصیف او از قالب‌ها، انواع دستورالعمل‌ها، پارامترهای سخت افزاری و بالا بردن سرعت، در سطح "معماری سیستم" است، اصطلاحی که مفیدتر از "سازمان ماشین" به نظر می‌رسد

 

[baran.kh]

متعاقباً، بروكس، یک طراح Stretch ، فصل 2 کتابPlanning a Computer System: Project Stretch by stating را "معماری رایانه" نامید.

مانند سایر معماری‌ها، هنر، تعیین نیازهای کاربر از یک سازه و سپس طراحی آن برای رفع نیازها تا حد ممکن با توجه به محدودیت‌های اقتصادی و فناوری است. "

بروکس در ادامه به توسعه خط رایانه‌های IBM System / 360 (که اکنون IBM zSeries نامیده می شود) کمک می‌کند، که در آن "معماری" به عنوان "آنچه کاربر باید بداند" تعریف می‌شود. [۶] بعدا کاربران رایانه از این اصطلاح به ندرت در موقعیت مناسب استفاده کردند.

 

[baran.kh]

اولین معماری‌های رایانه بر روی کاغذ طراحی شده و سپس مستقیماً در فرم نهایی سخت افزار ساخته شده اند. [۷] بعدها نمونه‌های اولیه معماری رایانه به صورت فیزیکی در قالب رایانه ترانزیستور - منطق ترانزیستور (TTL) - مانند نمونه‌های اولیه 6800 و PA-RISC - ساخته و قبل از تعهد به فرم سخت افزاری نهایی، ساخته شدند. از دهه 1990 ، معماری‌های رایانه جدید معمولاً "ساخته" می‌شوند ، آزمایش می‌شوند و اصلاح می شوند (در برخی دیگر از معماری‌های رایانه در شبیه ساز معماری رایانه)؛ یا داخل یک FPGA به عنوان یک ریزپردازنده نرم؛ یا هر دو (قبل از تعهد به فرم سخت افزاری نهایی