Читать «Архитектура компьютера» онлайн - страница 43

Кроме выполнения программ, накопленных за последние 40 лет, в последние годы мэйнфреймы начали возрождаться под влиянием Интернета. Они заняли нишу мощных серверов Интернета, способных обрабатывать огромное количество транзакций в секунду, что крайне актуально для электронной коммерции в целом, и компаний, вынужденных обслуживать громадные базы данных в частности.

До последнего времени существовала еще одна крупная категория вычислительных машин — суперкомпьютеры. Их процессоры работали с очень высокой скоростью, в них устанавливались модули памяти общей емкостью в несколько десятков гигабайтов, высокоскоростные диски и сетевые интерфейсы. Суперкомпьютеры используются для решения различных научных и технических задач, которые требуют сложных вычислений, например таких, как моделирование сталкивающихся галактик, синтез новых лекарственных препаратов, моделирование потока воздуха вокруг крыла самолета. Сейчас, когда вычислительные возможности, аналогичные тем, что предлагают суперкомпьютеры, реализуются в виде кластеров, эта категория компьютеров постепенно отмирает.

Семейства компьютеров

Основное внимание в этой книге уделяется трем популярным архитектурам наборов команд (ISA): x86, ARM и AVR. Архитектура x86 встречается практически во всех персональных компьютерах (PC с Windows и Linux, а также Mac) и серверных системах. Персональные компьютеры представляют интерес хотя бы по той причине, что все читатели ими, несомненно, пользуются. На серверных системах работают все интернет-сервисы. Архитектура ARM доминирует на мобильном рынке — большинство смартфонов и планшетных компьютеров использует процессоры ARM. Наконец, архитектура AVR задействована в дешевых микроконтроллерах, встречающихся во многих встроенных системах. Встроенные компьютеры, хотя и незаметны для пользователей, контролируют работу многих агрегатов в автомобилях, телевизорах, микроволновых печах, стиральных машинах, да и вообще практически во всех мыслимых электронных устройствах стоимостью выше 50 долларов. В этом разделе мы вкратце рассмотрим три архитектуры, которые далее по ходу изложения материала будем привлекать в качестве примеров.

Введение в архитектуру x86

В 1968 году Роберт Нойс (Robert Noyce), изобретатель кремниевой интегральной схемы, Гордон Мур (Gordon Moore), автор известного закона Мура, и Артур Рок (Arthur Rock), венчурный капиталист из Сан-Франциско, основали корпорацию Intel для производства компьютерных микросхем. За первый год своего существования корпорация продала микросхем всего на 3000 долларов, но потом объем продаж заметно вырос (в настоящее время Intel является крупнейшим мировым производителем процессоров).