นิยามของคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยส่วนสำคัญสองส่วนคือ สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ (Computer Architecture) และ ออร์กาไนเซชั่นคอมพิวเตอร์ (Computer Organization) แม้ว่าการให้คำนิยามที่ชัดเจนสำหรับคำทั้งสองคำนี้จะเป็นเรื่องที่ยากมาก แต่ก็สามารถให้คำนิยามที่เป็นที่ยอมรับกันทั่วไปได้ดังนี้
สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ หมายถึงคุณสมบัติต่าง ๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ที่ผู้ใช้สามารถมองเห็นได้ ซึ่งจะเป็นส่วนที่มีผลกระทบโดยตรงต่อการประมวลผลของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ออร์กาไนเซชั่นคอมพิวเตอร์ หมายถึง ส่วนประกอบแต่ละส่วนของเครื่องคอมพิวเตอร์ และการเชื่อมต่อเข้ากับส่วนประกอบส่วนอื่น ๆ ซึ่งจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน โดยจะต้องคำนึงถึงข้อกำหนดทางสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์เครื่องนั้น ตัวอย่างของคุณสมบัติทางสถาปัตยกรรมได้แก่ชุดคำสั่ง (Instruction Set) จำนวนบิตข้อมูลที่ใช้ในการสื่อความหมายข้อมูลชนิดต่าง ๆ (เช่น เลขจำนวนเต็ม หรือตัวอักษร) กลไกสำหรับอุปกรณ์นำเข้าและแสดงผลข้อมูล และเทคนิคที่ใช้ในการกำหนดที่อยู่ในหน่วยความจำ เป็นต้น คุณสมบัติทางด้านออร์กาไนเซชั่นได้แก่ ฮาร์ดแวร์ที่เป็นอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น สัญญาณควบคุมการทำงาน ช่องติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ประกอบ และเทคโนโลยีที่ใช้ในการสร้างหน่วยความจำ เป็นต้น
ตัวอย่างความสัมพันธ์ของคำทั้งสองได้แก่ การที่เครื่องคอมพิวเตอร์จะมีคำสั่งสำหรับการคูณหรือไม่นั้นเป็นการตัดสินใจทางด้านสถาปัตยกรรม ส่วนการตัดสินใจทางด้านออร์กาไนเซชั่นจะเกี่ยวกับการสร้างฮาร์ดแวร์สำหรับการคูณขึ้นมาโดยตรง หรือว่าจะใช้การแปลคำสั่งการคูณเป็นคำสั่งวนซ้ำของการบวกหลาย ๆ ครั้งโดยไม่ต้องสร้างฮาร์ดแวร์ขึ้นมาใหม่ การตัดสินใจทางด้านออร์กาไนเซชั่นอาจจะขึ้นอยู่กับความถี่ในการใช้งานคำสั่งคูณที่เพิ่มขึ้นมา เป็นต้น
ในอดีตที่ผ่านมาจนถึงปัจจุบัน ความแตกต่างระหว่างสถาปัตยกรรมและออร์กาไนเซชั่นนั้นมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง บริษัทผู้ผลิตคอมพิวเตอร์จำนวนมากผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ออกมาชุดหนึ่งซึ่งมีสถาปัตยกรรมเหมือนกันหมด แต่มีออร์แกนไนเซชั่นแตกต่างกัน ทำให้คอมพิวเตอร์ออกมาชุดหนึ่งซึ่งมีสถาปัตยกรรมเหมือนกันหมด แต่มีออร์แกนไนเซชั่นแตกต่างกัน ทำให้คอมพิวเตอร์ชุดนี้มีความแตกต่างกันทางด้านราคา และประสิทธิภาพ ยิ่งกว่านี้สถาปัตยกรรมบางอย่างยังมีความทันสมัย สามารถใช้งานได้นานหลายปี และถูกนำไปใช้ในคอมพิวเตอร์หลายรุ่น ในขณะที่ออร์กาไนเซชั่นของเครื่องคอมพิวเตอร์อาจเปลี่ยนแปลงไปตามเทคโนโลยีใหม่ ๆ ตัวอย่างที่สำคัญของความหมายทั้งสองคำนี้จะเห็นได้จากสถาปัตยกรรมเครื่องคอมพิวเตอร์ IBM System/370 สถาปัตยกรรมนี้ได้รับการนำเสนอเป็นครั้งแรกในราวปี พ.ศ. 2513 ซึ่งมีการผลิตออกมาใช้งานหลายรุ่น ลูกค้าที่มีความต้องการในระดับต่ำอาจซื้อรุ่นที่มีราคาถูก ทำงานค่อนข้างช้า ต่อมาถ้ามีความต้องการในระดับที่สุงขึ้น ก็สามารถซื้อเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นที่มีความสามารถสูงขึ้น แต่ยังคงสามารถใช้ซอฟต์แวร์เดิมโดยไม่ต้องลงทุนพัฒนาใหม่ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา บริษัทไอบีเอ็มได้พัฒนาคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ ที่มีความสามารถสูงขึ้น หรือราคาถูกลง หรือทั้งสองอย่างคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ ที่มีความสามารถสูงขึ้น หรือราคาถูกลง หรือทั้งสองอย่างคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ ยังคงใช้สถาปัตยกรรมเดิม แม้ว่าออร์กาไนเซชั่นจะเปลี่ยนไปหมดแล้วก็ตาม ทำให้ลูกค้ายัคงใช้ซอฟต์แวร์ตัวเดิมอยู่ได้เสมอ ผลที่เกิดขึ้นก็คือสถาปัตยกรรมของ IBM System/370 ยังคงมีใช้งานอยู่ในเครื่องเมนเฟรมของบริษัทไอบีเอ็มในปัจจุบัน
ส่วนในเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่เรียกว่า Microcomputer นั้น ความสัมพันธ์ระหว่างสถาปัตยกรรมและออร์กาไนเซชั่นมีความใกล้ชิดกันเป็นอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นมีผลกระทบต่อออร์กาไนเซชั่น และยังมีอิทธิพลต่อการพัฒนาสถาปัตยกรรมใหม่ ๆ ที่มีความสามารถมากขึ้นและซับซ้อนกว่าเดิม โดยทั่วไปแล้ว ความต้องการในการรักษาสถาปัตยกรรมเดิมไว้ในเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ ในประเภทนี้นั้นมีน้อยมาก ดังนั้นจึงทำให้บทบาทของออร์กาไนเซชั่นและสถาปัตยกรรมมักจะเปลี่ยนแปลงไปพร้อม ๆ กัน ตัวอย่างที่เห็นได้อย่างชัดเจน ได้แก่ การนำเสนอเครื่องคอมพิวเตอร์แบบ RISC architecture ซึ่งจะกล่าวถึงในตอนต่อไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น