Аппаратная платформа компьютера | это... Что такое Аппаратная платформа компьютера? (original) (raw)

Схема, иллюстрирующая многоуровневую структуру компьютера

Аппаратная платформа компьютера (архитектура компьютера) — низкий уровень, образованный микроархитектурой, микропрограммой управления ядром микропроцессора и архитектурой набора команд на аппаратной базе конкретных микросхем процессора, чипсета, других физических компонентов, которые в совокупности составляют аппаратную модель вычислительной системы.

Предназначен для запуска определенных семейств программных продуктов (операционная система, прикладное программное обеспечение), которые, в свою очередь, разработаны, исходя из возможностей и для запуска на данной аппаратуре.

Конкретно аппаратные платформы отличаются друг от друга совокупностью аппаратуры (процессором, чипсетом), а также разработанными (и запускаемыми) программными компонентами.

Содержание

• 1 Платформы-бренды
• 2 Платформы-анклавы
• 3 Несовместимые аппаратные платформы
  • 3.1 Несовместимость кода, выполняемого процессором
  • 3.2 Несовместимость устройств и материнских плат
• 4 Кроссплатформенное программное обеспечение
• 5 Литература
• 6 См. также
• 7 Ссылки

Платформы-бренды

Одной из наиболее распространённых офисных платформ и персональных компьютеров является IBM PC. На рынке персональных компьютеров также распространены компьютеры Apple. Эти платформы являются широко известными брендами.

Платформы-анклавы

Иногда ветвь CPU прекращает развитие, и может возникнуть компьютерный анклав, то есть пользователи по-прежнему любят свои компьютеры или не могут от них отказаться. Технический прогресс в анклаве замедлен или полностью остановлен. Железо компьютерного анклава на уровне машинных кодов не совместимо с мейнстрим платформами и постепенно морально стареет. Это значит, что у пользователей есть большой соблазн сменить платформу. Программисты если и пишут новый софт, то, как правило, на свободных, нежели коммерческих, началах.

• Анклав Commodore 64 во многом обязан своему существованию возможности писать музыку на этом компьютере 1982 года выпуска. Немецкая группа Welle:Erdball, играющая в стиле Synthpop, пишет пять своих участников — пятым, всегда и везде указываемым в списке музыкантом, является компьютер Commodore 64.
• 8-битные процессоры Intel, такие как 8080 и 8085, несовместимы с 8086 и другими 16-битными процессорами Intel. Сегодня 8080 и 8085 являются анклавом. Примером из анклава может быть компьютер MFA с процессором 8085. Он по-прежнему применяется студентами для изучения функционирования ЭВМ. Несовместимые с архитектурой IA-32 процессоры/платформы линий iAPX 432, i960 и i860, тоже ушедшие в прошлое, по разным причинам анклавов не образуют.
• ZX Spectrum, будучи созданным в 1982, применяется любителями до сих пор. Процессоров Z-80 произведено более миллиарда. В мире огромное число клонов ZX Spectrum, многие из которых сделаны в СССР и России. Современный спектрум имеет CD-привод, модем и существует во многом благодаря участию в Демосцене, которая в РФ получила огромную популярность именно на ZX Spectrum. Таким образом, хотя ZX Spectrum не слишком активно совершенствуется технически, но остаётся полотном для компьютерного искусства.

Несовместимые аппаратные платформы

Аппаратные платформы несовместимы в случае различия программной модели процессора, а также различия системных шин и устройств на материнской плате.

Несовместимость кода, выполняемого процессором

Корпорация Intel, развивая свои семейства процессоров, наполняет процессоры дополнительными командами: команды математического сопроцессора (FPU); команды, оптимизированные для обработки мультимедийного контента (MMX); серии команд SSE (SSE, SSE2, SSE3, SSE4 и SSE5); заимствованные у AMD команды 3DNow!, а также 64-битный набор команд AMD64. Новые команды серьёзно влияют на совместимость процессоров, поэтому разработчикам программного обеспечения приходится ориентироваться на две платформы, более старую и «многочисленную» IA-32 и новую, перспективную x86-64. Проблема совместимости кода — ситуация, когда процессоры различных семейств не могут выполнять один и тот же машинный код. Например, между двумя 32-битными процессорами одного и того же производителя, Intel — Pentium и Pentium 2, может возникнуть несовместимость по причине присущего ограничения (аппаратного отсутствия MMX команд), если на первом будет запущена программа, откомпилированная с учётом имеющихся на Pentium 2 аппаратных возможностей.

Несовместимость устройств и материнских плат

Конкретно взятая материнская плата, особенно персонального компьютера, также вносит свой вклад в несовместимость платформ. На современной материнской плате расположено множество встроенных (англ. integrated, интегрированных в плату) устройств, для которых, в отличие от определённых в дистрибутиве семейства операционных систем Windows NT восьми альтернативных (англ. Hardware abstraction layer, HAL) и мультиплатформенных драйверов для целых классов устройств, нужны специфические драйверы. Поэтому при установке операционной системы Windows 9x или NT она посредством установки драйверов специфического оборудования, «привязывается» к конкретной материнской плате. Последующий перенос операционной системы на другую материнскую плату сопряжен со сложностью обеспечения аппаратной совместимости новой аппаратной платформы.

Для решения этой проблемы в корпоративном сегменте новая техника (материнская плата, периферийные устройства) проходит тщательную подгонку под существующий HAL, либо, если разрабатываемая линейка является революционной и перспективной, под неё создается новый HAL, согласованный со сторонними разработчиками программного и аппаратного обеспечения.

Кроссплатформенное программное обеспечение

Запуск программного обеспечения на более чем одной аппаратной платформе и/или операционной системе является важной задачей, как для разработчиков новой аппаратуры, так и для программистов.

• Debian компилирует свои пакеты для GNU/Linux для трёх архитектур процессоров Intel: IA-32 (x86-32), x86-64, IA64. Также официально создаются пакеты для ещё 8 аппаратных платформ. Пакеты, оптимизированные для конкретных процессоров своих платформ, пользователи могут создать сами. Debian GNU/Hurd и GNU/kFreeBSD пока поддерживают меньшее количество платформ.
• ОС NetBSD портирована на 60 аппаратных платформ (включающих в общей сложности 17 различных процессорных архитектур).
• Запуск на различных архитектурах одного и того же прикладного программного обеспечения без необходимости обеспечивать совместимость на уровне ОС реализуется путём стандартизации языков, компиляторов, библиотек и среды исполнения (см., например, POSIX), а также путём перехода на исполнение ПО в виртуальной машине и стандартном окружении, которые реализуются для каждой платформы и гарантируют единообразное исполнение ПО независимо от платформы (см., например, Common Language Infrastructure и JVM).

Литература

• Э.Таненбаум Архитектура компьютера = Structured Computer Organization. — 5-е изд.. — СПб.: Питер, 2007. — 848 с. — (Классика Computer Science). — ISBN 5-469-01274-3
• Барри Брэй Микропроцессоры Intel: 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Processor, Pentium 4. Архитектура, программирование и интерфейсы = The Intel Microprocessors 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Processor, Pentium 4. Architecture, Programming,and Interfacing. — Шестое издание. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 1328 с. — ISBN 5-94157-422-3

См. также

• Компьютерная платформа
• Операционная система
• Архитектура набора команд
• Виртуальная машина
• API

Ссылки

• www Старый компьютер — энциклопедия исторического компьютерного железа.
• Hardware Supported by NetBSD — список платформ и архитектур CPU NetBSD.