den digitale computer er et digitalt system, der udfører forskellige beregningsopgaver. Ordet digital indebærer, at informationen i computeren er repræsenteret af variabler, der tager et begrænset antal diskrete værdier. Disse værdier behandles internt af komponenter, der kan opretholde et begrænset antal diskrete tilstande.
de decimale cifre 0, 1, 2,…, 9 giver for eksempel 10 diskrete værdier. Den første elektroniske digitale computer, udviklet i slutningen af 1940 ‘ erne, blev primært brugt til numeriske beregninger, og de diskrete elementer var cifrene. Fra denne applikation opstod udtrykket digital computer.i praksis fungerer digitale computere mere pålideligt, hvis der kun anvendes to tilstande. På grund af den fysiske begrænsning af komponenter, og fordi menneskelig logik har tendens til at være binær (dvs.sandt eller falsk, ja eller nej udsagn), er digitale komponenter, der er tvunget til at tage diskrete værdier, yderligere begrænset til kun at tage to værdier og siges at være binære.
digitale computere bruger det binære talesystem, som har to cifre:0 og1. Et binært ciffer kaldes lidt. Information er repræsenteret i digitale computere i grupper af bits. Ved at bruge forskellige kodningsteknikker kan grupper af bits fremstilles til ikke kun at repræsentere binære tal, men også andre diskrete symboler, såsom decimaler eller bogstaver i alfabetet.
digitale computere: Computerorganisation
Computerorganisation beskæftiger sig med den måde, hvorpå udstyrskomponenterne fungerer, og den måde, de er forbundet sammen for at danne computersystemet.
de forskellige komponenter antages at være på plads, og opgaven er at undersøge organisationsstrukturen for at kontrollere, at computerdelene fungerer efter hensigten.
digitale computere: Computer Design
Computer Design er bekymret for maskinens design af computeren. Når computerspecifikationerne er formuleret, er det designerens opgave at udvikle udstyr til systemet.
Computer design handler om at bestemme, hvilket udstyr der skal bruges, og hvordan delene skal tilsluttes. Dette aspekt af computerudstyr kaldes undertiden computerimplementering.
digitale computere: computerarkitektur
computerarkitektur beskæftiger sig med computerens struktur og opførsel som set af brugeren.
det indeholder oplysninger, formater, instruktionssættet og teknikker til adressering af hukommelse. Det arkitektoniske design af et computersystem vedrører specifikationerne for de forskellige funktionelle moduler, såsom processorer og minder, og strukturerer dem sammen til et computersystem.
to grundlæggende typer computerarkitektur er:
- von Neumann architecture
- Harvard architecture
von Neumann architecture
von Neumann architecture beskriver en generel ramme eller struktur, som en computers udstyr, Programmering og data skal følge. Selvom andre strukturer til computing er blevet udtænkt og implementeret, fungerer langt de fleste computere, der er i brug i dag, i henhold til von Neumann-arkitekturen.von Neumann forestillede sig strukturen af et computersystem som sammensat af følgende komponenter:
- ALU: den aritmetisk-logiske enhed, der udfører computerens beregningsmæssige og logiske funktioner.RAM: hukommelse; mere specifikt computerens vigtigste eller hurtige hukommelse, også kendt som Random Access Memory(RAM).
- styreenhed: Dette er en komponent, der dirigerer andre komponenter på computeren til at udføre visse handlinger, såsom at dirigere hentning af data eller instruktioner fra hukommelsen, der skal behandles af ALU; og
- Man-machine-grænseflader; dvs.input-og outputenheder, såsom tastatur til input og display skærm til output.
blokdiagram over en Digital Computer
et eksempel på computerarkitekturbase på von Neumann-arkitekturen er den stationære personlige computer.
Harvard architecture
Harvard architecture bruger fysisk separate lagrings-og signalveje til deres instruktioner og data. Udtrykket stammer fra Harvard Mark I og dataene i relælåse (23 cifre bredt).
i en computer med Harvard-arkitektur kan CPU ‘ en læse både en instruktion og data fra hukommelsen på samme tid, hvilket fører til dobbelt hukommelsesbåndbredden.
mikrocontroller(single-chip mikrocomputer)-baserede computersystemer og DSP(Digital Signal Processor)-baserede computersystemer er eksempler på Harvard-arkitektur.