Kiến trúc máy tính

Trong kỹ thuật máy tính, kiến trúc máy tính () là thiết kế khái niệm và cấu trúc hoạt động căn bản của một hệ thống máy tính. Nó là một bản thiết kế (blueprint) mô tả có tính chất chức năng về các yêu cầu (đặc biệt là tốc độ và các kết nối tương hỗ) và những sự thi hành thiết kế cho những bộ phận khác nhau của một máy tính - tập trung chủ yếu vào việc CPU hoạt động nội tại như thế nào và truy cập các địa chỉ trong bộ nhớ bằng cách nào.

Nó cũng có thể được định nghĩa như là khoa học và nghệ thuật lựa chọn và kết nối các thành phần phần cứng để tạo thành các máy tính đáp ứng được các mục đích về tính năng, hiệu suất và giá cả.

Kiến trúc máy tính bao gồm ít nhất ba phạm trù con chính:

 Kiến trúc tập lệnh (Instruction set architecture, ISA), là hình ảnh trừu tượng của một hệ thống tính toán được nhìn từ góc độ của một lập trình viên sử dụng ngôn ngữ máy (hay hợp ngữ), bao gồm tập lệnh, cách đánh địa chỉ bộ nhớ (memory address modes), các thanh ghi, và các định dạng địa chỉ và dữ liệu.
 Vi kiến trúc (Microarchitecture), còn gọi là Tổ chức máy tính (Computer organization) là một mô tả bậc thấp, cụ thể hơn về hệ thống. Mô tả này nói về các bộ phận cấu thành của hệ thống được kết nối với nhau như thế nào và chúng hoạt động tương hỗ như thể nào để thực hiện kiến trúc tập lệnh. Ví dụ, kích thước bộ đệm cache của một máy tính là một đặc điểm về tổ chức máy tính mà thường không liên quan đến kiến trúc tập lệnh.
 Thiết kế hệ thống (System Design) bao gồm tất cả các thành phần phần cứng khác bên trong một hệ thống tính toán chẳng hạn:
 các đường kết nối hệ thống như bus (máy tính) và switch
 các bộ điều khiển bộ nhớ (memory controller) và các cây phả hệ bộ nhớ
 các cơ chế CPU off-load như Direct memory access (truy nhập bộ nhớ trực tiếp)
 các vấn đề như đa xử lý (multi-processing).

Chú thích

Xem thêm
 Phần cứng máy tính
 Thiết kế CPU
 Tập lệnh trực giao (Orthogonal instruction set)
 Kiến trúc phần mềm
 Tổ chức máy tính

Tham khảo
 ISCA: Proceedings of the International Symposium on Computer Architecture 
 Micro: IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture
 HPCA: International Symposium on High Performance Computer Architecture 
 ASPLOS: International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems 
 ACM Transactions on Computer Systems
 IEEE Computer Society
 Microprocessor Report 
 http://www.mkp.com/ Hennessy and Patterson: Computer Architecture: A Quantitative Approach'', Fourth Edition, tháng 9 năm 2006

Liên kết ngoài 
Tiếng Anh:
 http://www.cs.wisc.edu/~arch/www
 http://www.cs.wisc.edu/arch/www/people.html
 ESCAPE  - an easy-to-use, interactive portable PC-based simulation environment aimed at the support of computer architecture education
 http://www.codeproject.com/useritems/System_Design.asp  - This approach allows beginners to easily break and design complex software systems.
Technical University of Catalonia, Department of Computer Architecture
The von Neumann Architecture of Computer Systems 

 
CPU