การวิเคราะห์เชิงสร้างสรรค์ของร่างมนุษย์ในงานประติมากรรม การวิเคราะห์ทางศิลปะของรูปแบบประติมากรรม

สถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์

แนวคิดไมโครโปรเซสเซอร์

การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีวงจรรวม - เวทีใหม่ในการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ จากการพัฒนาโปรเซสเซอร์ที่ใช้ชิป ขนาดและรูปร่างของคอมพิวเตอร์ดิจิทัลจึงลดลงอย่างมาก

ไมโครโปรเซสเซอร์ (MP) เป็นอุปกรณ์ที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อประมวลผลข้อมูลดิจิทัลและควบคุมกระบวนการของการประมวลผลนี้ และถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของวงจรรวมขนาดใหญ่ (LSI) ตั้งแต่หนึ่งวงจรขึ้นไป

แนวคิดของวงจรรวมขนาดใหญ่ในปัจจุบันยังไม่มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจน ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าคลาสนี้ควรรวมไมโครวงจรที่มีองค์ประกอบมากกว่า 1,000 รายการบนชิป แท้จริงแล้วไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกนั้นพอดีกับพารามิเตอร์เหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ส่วนโปรเซสเซอร์ 4 บิตของชุดไมโครโปรเซสเซอร์ K584 ที่ผลิตในช่วงปลายทศวรรษ 1970 มีองค์ประกอบประมาณ 1,500 รายการ ในปัจจุบัน เมื่อไมโครโปรเซสเซอร์มีทรานซิสเตอร์หลายสิบล้านตัวและจำนวนทรานซิสเตอร์ก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดย LSI เราหมายถึงวงจรรวมที่มีฟังก์ชันการทำงานที่ซับซ้อน

ระดับการรวมวงจร (ใน GOST):

วงจรรวมบูรณาการต่ำ<10 транзисторов;

วงจรบูรณาการขนาดกลาง< 100 транзисторов;

วงจรรวมขนาดใหญ่ (LSI) > 100 ทรานซิสเตอร์ (~ 1,000 ทรานซิสเตอร์)

ระบบไมโครโปรเซสเซอร์ (MPS) เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีฟังก์ชันการทำงานครบถ้วนซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์ตั้งแต่หนึ่งเครื่องขึ้นไป โดยมีพื้นฐานคือไมโครโปรเซสเซอร์

ไมโครโปรเซสเซอร์มีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์และคุณสมบัติจำนวนมาก เนื่องจากในอีกด้านหนึ่งเป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่มีฟังก์ชั่นซับซ้อน และในอีกด้านหนึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

ประเภทของสถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์

ในฐานะที่เป็นวิธีการของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ ไมโครโปรเซสเซอร์มีลักษณะเฉพาะโดยหลักสถาปัตยกรรม กล่าวคือ ชุดของคุณสมบัติของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่มอบให้กับผู้ใช้ ซึ่งรวมถึงระบบคำสั่ง ประเภทและรูปแบบของข้อมูลที่ประมวลผล โหมดการกำหนดแอดเดรส หมายเลขและการกระจายรีจิสเตอร์ หลักการโต้ตอบกับ RAM และอุปกรณ์ภายนอก (ลักษณะของระบบขัดจังหวะ การเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง ฯลฯ)

ตามสถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์แบ่งออกเป็นหลายประเภท (รูปที่ 3)

ข้าว. 3. การจำแนกประเภทของไมโครโปรเซสเซอร์

ไมโครโปรเซสเซอร์สากล

ไมโครโปรเซสเซอร์สากลได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาการประมวลผลข้อมูลดิจิทัลประเภทต่างๆ ตั้งแต่การคำนวณทางวิศวกรรมไปจนถึงการทำงานกับฐานข้อมูล โดยไม่มีข้อจำกัดที่เข้มงวดในเรื่องเวลาที่งานเสร็จสิ้น ไมโครโปรเซสเซอร์ประเภทนี้เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางที่สุด ประกอบด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีชื่อเสียงเช่น Pentium series MP จาก Intel และ MP ตระกูล Athlon จาก AMD

ลักษณะของไมโครโปรเซสเซอร์สากล:

ความจุบิต: กำหนดโดยความจุสูงสุดของข้อมูลจำนวนเต็มที่ประมวลผลใน 1 รอบนาฬิกา นั่นคือความจุของหน่วยทางคณิตศาสตร์ - ลอจิคัล (ALU)

ประเภทและรูปแบบของข้อมูลที่ประมวลผล

ระบบคำสั่ง โหมดการกำหนดแอดเดรสตัวถูกดำเนินการ

ความจุของ RAM ที่สามารถระบุตำแหน่งได้โดยตรง: กำหนดโดยความกว้างบิตของแอดเดรสบัส

ความถี่สัญญาณนาฬิกาภายนอก สำหรับความถี่ในการซิงโครไนซ์มักจะระบุค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ซึ่งรับประกันการทำงานของวงจร สำหรับการใช้งาน วงจรที่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงไมโครโปรเซสเซอร์ บางครั้งยังระบุความถี่การซิงโครไนซ์ขั้นต่ำที่เป็นไปได้ด้วย การลดความถี่ให้ต่ำกว่าขีดจำกัดนี้อาจส่งผลให้วงจรขัดข้อง ในขณะเดียวกัน ในแอปพลิเคชัน MP ที่ไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพสูง การลดความถี่ในการซิงโครไนซ์ถือเป็นหนึ่งในส่วนของการประหยัดพลังงาน ในไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่หลายตัว เมื่อความถี่ลดลง ความถี่จะเข้าสู่ "โหมดสลีป" ซึ่งจะรักษาสถานะไว้ ความถี่สัญญาณนาฬิกาภายในสถาปัตยกรรมเดียวกันทำให้คุณสามารถเปรียบเทียบประสิทธิภาพของไมโครโปรเซสเซอร์ได้ แต่การตัดสินใจทางสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกันส่งผลต่อประสิทธิภาพมากกว่าความถี่

ประสิทธิภาพ: กำหนดโดยใช้การทดสอบพิเศษ และเลือกชุดการทดสอบในลักษณะที่ครอบคลุมคุณลักษณะต่างๆ ของสถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ (ถ้าเป็นไปได้)

ไมโครโปรเซสเซอร์สากลมักจะแบ่งออกเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ CISC และ RISC ไมโครโปรเซสเซอร์ CISC (การคำนวณชุดคำสั่งที่สมบูรณ์) ระบบที่สมบูรณ์คำสั่ง) รวมถึงชุดคำสั่งคลาสสิกทั้งหมดพร้อมโหมดการกำหนดที่อยู่ตัวถูกดำเนินการที่พัฒนาขึ้นอย่างกว้างขวาง สำหรับคลาสนี้เองที่มีไมโครโปรเซสเซอร์ประเภท Pentium อยู่ ในเวลาเดียวกัน ไมโครโปรเซสเซอร์ RISC (การคำนวณชุดคำสั่งที่ลดลง) ใช้ดังต่อไปนี้จากคำจำกัดความ เพื่อลดจำนวนคำสั่งและโหมดการกำหนดแอดเดรส ก่อนอื่น เราควรเน้นไมโครโปรเซสเซอร์ เช่น Alpha 21x64 และ Power PC จำนวนคำสั่งในชุดคำสั่งนั้นชัดเจนที่สุด แต่วันนี้ไม่ใช่ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดในทิศทางการพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์สากลเหล่านี้ เราจะพิจารณาความแตกต่างอื่นๆ ในขณะที่เราศึกษาคุณลักษณะของสถาปัตยกรรม

การแนะนำ

การแนะนำ

ไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ที่มีการพัฒนาแบบไดนามิกมากที่สุด เปิดตัวครั้งแรกในปี 1971 อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วจากอุปกรณ์ธรรมดาที่ทำการคำนวณอย่างง่ายไปจนถึงโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่ที่ดำเนินการหลายร้อยล้านรายการต่อวินาที สิ่งที่น่าประทับใจยิ่งกว่าคือการขยายขอบเขตการใช้งานแบบทวีคูณ ในปัจจุบัน ในการผลิตและในชีวิตประจำวัน เราถูกรายล้อมไปด้วยไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์หลายสิบตัวที่ติดตั้งอยู่ในอุปกรณ์เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ สิ่งเหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเท่านั้นซึ่งกลายเป็นคุณลักษณะบังคับของทั้งการตกแต่งภายในบ้านและที่ทำงานของผู้เชี่ยวชาญในด้านการผลิตและบริการต่างๆ ซึ่งรวมถึงเครื่องใช้ในครัวเรือนที่ทันสมัย สิ่งอำนวยความสะดวกด้านสันทนาการ อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์และอุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์สื่อสาร อุปกรณ์และระบบต่างๆ ที่ใช้ในอุปกรณ์การผลิต และอื่นๆ อีกมากมาย

ความรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผู้เชี่ยวชาญหลายคน ทั้งผู้ที่พัฒนาอุปกรณ์ประเภทใหม่โดยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ทันสมัย และผู้ที่ใช้อุปกรณ์ที่ใช้งานบนพื้นฐานของกิจกรรมทางวิชาชีพ ที่ให้ไว้ คู่มือการฝึกอบรมมีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญที่หลากหลายเชี่ยวชาญเทคโนโลยีนี้ สถาบันการศึกษาแก่ภาคส่วนต่าง ๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ

เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ดิจิทัลอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเศรษฐกิจของประเทศ ปัจจุบัน คอมพิวเตอร์สี่เจเนอเรชันได้ถูกสร้างขึ้นโดยมีการปรับปรุงตัวบ่งชี้ทางเทคนิคและเศรษฐกิจ ซึ่งมีส่วนช่วยในการขยายขอบเขตของแอปพลิเคชันคอมพิวเตอร์และประสิทธิภาพของแอปพลิเคชัน

ไมโครโปรเซสเซอร์ สถาปัตยกรรมไมโครคอนโทรลเลอร์ การคำนวณ

1. ไมโครโปรเซสเซอร์ ฟังก์ชันการทำงาน และโซลูชันทางสถาปัตยกรรม

การพัฒนาเทคโนโลยีทำให้สามารถสร้างส่วนประกอบที่ใช้งานได้มากขึ้นบนชิป - ทรานซิสเตอร์ซึ่งสามารถใช้เพื่อนำโซลูชันสถาปัตยกรรมและโครงสร้างใหม่มาใช้ซึ่งให้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นและฟังก์ชันการทำงานที่ขยายของไมโครโปรเซสเซอร์ มาพิจารณาประเด็นหลักของวิธีแก้ปัญหาเหล่านี้โดยย่อ

สถาปัตยกรรมของโปรเซสเซอร์คือความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่มอบให้กับผู้ใช้ แนวคิดทั่วไปนี้รวมถึงชุดของการลงทะเบียนที่สามารถเข้าถึงซอฟต์แวร์ได้และอุปกรณ์ผู้บริหาร (ปฏิบัติการ) ระบบคำสั่งพื้นฐานและวิธีการกำหนดแอดเดรส ปริมาตรและโครงสร้างของหน่วยความจำที่สามารถระบุแอดเดรสได้ ประเภทและวิธีการประมวลผลขัดจังหวะ ตัวอย่างเช่นการปรับเปลี่ยนโปรเซสเซอร์ Pentium, Celeron, i486 และ i386 ทั้งหมดมีสถาปัตยกรรม IA-32 (สถาปัตยกรรม Intel - 32 บิต) ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยชุดการลงทะเบียนมาตรฐานที่มอบให้แก่ผู้ใช้ซึ่งเป็นระบบทั่วไปของคำสั่งพื้นฐานและวิธีการสำหรับ การจัดระเบียบและการกำหนดที่อยู่หน่วยความจำ การใช้การป้องกันหน่วยความจำและบริการขัดจังหวะแบบเดียวกัน

เมื่ออธิบายสถาปัตยกรรมและการทำงานของโปรเซสเซอร์ การแสดงมักจะใช้ในรูปแบบของชุดรีจิสเตอร์ที่สามารถเข้าถึงซอฟต์แวร์ซึ่งสร้างโมเดลรีจิสเตอร์หรือโปรแกรม รีจิสเตอร์เหล่านี้ประกอบด้วยข้อมูลที่ประมวลผล (ตัวถูกดำเนินการ) และข้อมูลการควบคุม ดังนั้น โมเดลรีจิสเตอร์จึงรวมกลุ่มของรีจิสเตอร์ด้วย วัตถุประสงค์ทั่วไปทำหน้าที่จัดเก็บตัวถูกดำเนินการ และกลุ่มการลงทะเบียนบริการที่ให้การควบคุมการทำงานของโปรแกรมและโหมดการทำงานของโปรเซสเซอร์ การจัดระเบียบการเข้าถึงหน่วยความจำ (การป้องกันหน่วยความจำ การจัดระเบียบเซ็กเมนต์และเพจ ฯลฯ)

การลงทะเบียนวัตถุประสงค์ทั่วไปในรูปแบบ RRAM - หน่วยความจำการลงทะเบียนภายในของโปรเซสเซอร์ (ดูหัวข้อ 1.3) องค์ประกอบและจำนวนการลงทะเบียนบริการถูกกำหนดโดยสถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์ โดยทั่วไปจะรวมถึง:

ตัวนับโปรแกรมพีซี (หรือ CS+IP ในสถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์ Intel)

การลงทะเบียนสถานะ SR (หรือ EFLAGS)

การควบคุมโหมดการทำงานของโปรเซสเซอร์ลงทะเบียน CR (Control Register)

การลงทะเบียนที่ใช้การจัดระเบียบหน่วยความจำเซ็กเมนต์และเพจ

รีจิสเตอร์ที่ให้การดีบักโปรแกรมและการทดสอบโปรเซสเซอร์

นอกจากนี้ ไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นต่างๆ ยังมีรีจิสเตอร์พิเศษอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง

การทำงานของโปรเซสเซอร์จะแสดงในรูปแบบของการดำเนินการถ่ายโอนการลงทะเบียน - ขั้นตอนสำหรับการตรวจสอบและการเปลี่ยนแปลงสถานะของการลงทะเบียนเหล่านี้โดยการอ่านและเขียนเนื้อหา อันเป็นผลมาจากการถ่ายโอน การกำหนดที่อยู่และการเลือกคำสั่งและตัวดำเนินการ การจัดเก็บและการส่งต่อผลลัพธ์ การเปลี่ยนแปลงลำดับของคำสั่งและโหมดการทำงานของโปรเซสเซอร์ตามการมาถึงของเนื้อหาใหม่ในการลงทะเบียนบริการ เช่นเดียวกับขั้นตอนอื่น ๆ ทั้งหมดที่ จัดให้มีกระบวนการประมวลผลข้อมูลตามเงื่อนไขที่กำหนด

ในโปรเซสเซอร์จำนวนหนึ่ง มีรีจิสเตอร์ที่ใช้เมื่อรันแอพพลิเคชั่นโปรแกรมและพร้อมใช้งานสำหรับผู้ใช้แต่ละราย และรีจิสเตอร์ที่ควบคุมโหมดการทำงานของทั้งระบบ และพร้อมใช้งานสำหรับโปรแกรมพิเศษที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการเท่านั้น (หัวหน้างาน ). ดังนั้น โปรเซสเซอร์ดังกล่าวจึงแสดงเป็นรูปแบบการลงทะเบียนผู้ใช้ ซึ่งรวมถึงการลงทะเบียนที่ใช้เมื่อรันโปรแกรมแอปพลิเคชัน หรือแบบจำลองการลงทะเบียนหัวหน้างาน ซึ่งมีการลงทะเบียนโปรเซสเซอร์ที่สามารถเข้าถึงซอฟต์แวร์ทั้งชุดที่ใช้ ระบบปฏิบัติการ.

โครงสร้างของไมโครโปรเซสเซอร์จะกำหนดองค์ประกอบและปฏิสัมพันธ์ของอุปกรณ์หลักและบล็อกที่อยู่บนชิป โครงสร้างนี้ประกอบด้วย:

โปรเซสเซอร์กลาง (แกนประมวลผล) ประกอบด้วยอุปกรณ์ควบคุม (CU) อุปกรณ์ปฏิบัติการหนึ่งเครื่องขึ้นไป (OU)

หน่วยความจำภายใน (RAM, หน่วยความจำแคชในไมโครคอนโทรลเลอร์ - หน่วย RAM และ ROM)

หน่วยอินเทอร์เฟซที่ให้เอาต์พุตไปยังบัสระบบและการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์ภายนอกผ่านพอร์ต I/O แบบขนานหรือแบบอนุกรม

อุปกรณ์ต่อพ่วง (โมดูลจับเวลา, ตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล, ตัวควบคุมพิเศษ)

วงจรเสริมต่างๆ (เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา, วงจรสำหรับการดีบักและการทดสอบ, ตัวจับเวลาจ้องจับผิด และอื่นๆ อีกมากมาย)

องค์ประกอบของอุปกรณ์และบล็อกที่รวมอยู่ในโครงสร้างของไมโครโปรเซสเซอร์และกลไกที่นำไปใช้ของการโต้ตอบจะถูกกำหนดโดยวัตถุประสงค์การทำงานและขอบเขตของไมโครโปรเซสเซอร์

สถาปัตยกรรมและโครงสร้างของไมโครโปรเซสเซอร์มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด การใช้คุณสมบัติทางสถาปัตยกรรมบางอย่างจำเป็นต้องมีการแนะนำฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น (อุปกรณ์และบล็อก) ในโครงสร้างไมโครโปรเซสเซอร์และการจัดเตรียมกลไกที่เหมาะสมสำหรับการทำงานร่วมกัน

ไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ใช้ตัวเลือกสถาปัตยกรรมต่อไปนี้: (คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งที่ซับซ้อน) - สถาปัตยกรรมถูกนำไปใช้ในไมโครโปรเซสเซอร์หลายประเภทที่ดำเนินการชุดคำสั่งหลายรูปแบบชุดใหญ่โดยใช้วิธีการระบุที่อยู่มากมาย นี่คือสถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์แบบคลาสสิกที่เริ่มพัฒนาในช่วงทศวรรษที่ 40 ของศตวรรษที่ผ่านมาพร้อมกับการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์เครื่องแรก ตัวอย่างทั่วไปของโปรเซสเซอร์ CISC คือไมโครโปรเซสเซอร์ในตระกูล Pentium พวกเขาดำเนินการมากกว่า 300 คำสั่ง องศาที่แตกต่างกันความซับซ้อนที่มีขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 15 ไบต์ และให้วิธีการระบุที่อยู่ที่แตกต่างกันมากกว่า 10 วิธี คำสั่งที่ดำเนินการและวิธีการระบุที่อยู่ที่หลากหลายดังกล่าวทำให้โปรแกรมเมอร์สามารถใช้อัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการแก้ปัญหาต่างๆ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ทำให้โครงสร้างของไมโครโปรเซสเซอร์มีความซับซ้อนอย่างมาก โดยเฉพาะอุปกรณ์ควบคุม ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขนาดและราคาของคริสตัล และลดประสิทธิภาพลง ในเวลาเดียวกันคำสั่งและวิธีการกำหนดแอดเดรสจำนวนมากนั้นไม่ค่อยได้ใช้ ดังนั้นตั้งแต่ยุค 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา สถาปัตยกรรมของโปรเซสเซอร์ที่มีชุดคำสั่งแบบลดขนาด (โปรเซสเซอร์ RISC) (คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งแบบลดขนาด) - สถาปัตยกรรมมีความโดดเด่นด้วยการใช้ชุดคำสั่งที่ จำกัด ของรูปแบบคงที่ โดยทั่วไปแล้วโปรเซสเซอร์ RISC สมัยใหม่จะใช้คำสั่งประมาณ 100 คำสั่ง ซึ่งมีรูปแบบคงที่ที่ความยาว 2 หรือ 4 ไบต์ จำนวนวิธีระบุที่อยู่ที่ใช้ก็ลดลงอย่างมากเช่นกัน โดยทั่วไปแล้ว ในโปรเซสเซอร์ RISC คำสั่งการประมวลผลข้อมูลทั้งหมดจะดำเนินการเฉพาะกับการลงทะเบียนหรือการระบุที่อยู่ทันที นอกจากนี้ เพื่อลดจำนวนการเข้าถึงหน่วยความจำ โปรเซสเซอร์ RISC จึงมีปริมาณ RAM ภายในเพิ่มขึ้น - จาก 32 เป็นหลายร้อยการลงทะเบียน ในขณะที่ในโปรเซสเซอร์ CISC จำนวนการลงทะเบียนทั่วไปมักจะอยู่ที่ 8-16

การเข้าถึงหน่วยความจำในโปรเซสเซอร์ RISC ใช้ในการโหลดข้อมูลลงในหน่วยความจำหรือถ่ายโอนผลลัพธ์จากหน่วยความจำไปยังหน่วยความจำเท่านั้น ในกรณีนี้ มีการใช้วิธีการระบุที่อยู่ที่ง่ายที่สุดจำนวนเล็กน้อย: การลงทะเบียนทางอ้อม ดัชนี และอื่น ๆ เป็นผลให้โครงสร้างของไมโครโปรเซสเซอร์ง่ายขึ้นอย่างมาก ขนาดและต้นทุนลดลง และผลผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ข้อดีของสถาปัตยกรรม RISC เหล่านี้ได้นำไปสู่ความจริงที่ว่าโปรเซสเซอร์ CISC สมัยใหม่จำนวนมากใช้แกน RISC ที่ทำการประมวลผลข้อมูล ในกรณีนี้ คำสั่งขาเข้าที่ซับซ้อนและหลายรูปแบบจะถูกแปลงล่วงหน้าเป็นลำดับของการดำเนินการ RISC แบบง่ายที่ดำเนินการอย่างรวดเร็วโดยแกนประมวลผลนี้ นี่คือวิธีการทำงานของไมโครโปรเซสเซอร์ Pentium และ K7 รุ่นล่าสุดซึ่งตามตัวบ่งชี้ภายนอกเป็นของโปรเซสเซอร์ CISC การใช้สถาปัตยกรรม RISC เป็นคุณลักษณะเฉพาะของไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่หลายตัว (คำคำสั่งขนาดใหญ่มาก) - สถาปัตยกรรมปรากฏค่อนข้างเร็ว ๆ นี้ - ในยุค 90 ลักษณะเฉพาะของมันคือการใช้คำสั่งที่ยาวมาก (มากถึง 128 บิต) ซึ่งแต่ละฟิลด์จะมีรหัสที่เปิดใช้งานการดำเนินการต่างๆ ดังนั้นคำสั่งเดียวทำให้เกิดการดำเนินการหลายอย่างพร้อมกัน ซึ่งสามารถดำเนินการแบบขนานในอุปกรณ์ปฏิบัติการต่างๆ ที่รวมอยู่ในโครงสร้างไมโครโปรเซสเซอร์ เมื่อแปลโปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาระดับสูง คอมไพลเลอร์ที่เกี่ยวข้องจะสร้างคำสั่ง VLIW แบบ "ยาว" ซึ่งแต่ละคำสั่งช่วยให้แน่ใจว่าโปรเซสเซอร์ใช้ขั้นตอนทั้งหมดหรือกลุ่มการดำเนินการ สถาปัตยกรรมนี้ถูกนำไปใช้กับไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่บางประเภท (PA8500 จาก Hewlett-Packard, Itanium - การพัฒนาร่วมกันของ Intel และ Hewlett-Packard, DSP บางประเภท - โปรเซสเซอร์สัญญาณดิจิทัล) และมีแนวโน้มอย่างมากสำหรับการสร้าง ultra- โปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูง

นอกเหนือจากชุดคำสั่งปฏิบัติการและวิธีการกำหนดแอดเดรสแล้ว คุณลักษณะทางสถาปัตยกรรมที่สำคัญของไมโครโปรเซสเซอร์คือตัวเลือกการใช้งานหน่วยความจำที่ใช้และการจัดระเบียบในการดึงคำสั่งและข้อมูล ตามคุณลักษณะเหล่านี้ โปรเซสเซอร์ที่มีสถาปัตยกรรม Princeton และ Harvard จะแตกต่างกัน ตัวเลือกสถาปัตยกรรมเหล่านี้ถูกเสนอในช่วงปลายทศวรรษที่ 40 โดยผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันและมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในสหรัฐอเมริกา ตามลำดับ สำหรับโมเดลคอมพิวเตอร์ที่พวกเขาพัฒนาขึ้น

สถาปัตยกรรมพรินซ์ตัน หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าสถาปัตยกรรมวอนนอยมันน์ มีลักษณะเฉพาะคือการใช้ RAM ที่ใช้ร่วมกันสำหรับการจัดเก็บโปรแกรม การจัดเก็บข้อมูล และการจัดระเบียบสแต็ก ในการเข้าถึงหน่วยความจำนี้ จะใช้บัสระบบทั่วไปซึ่งทั้งคำสั่งและข้อมูลจะถูกส่งไปยังโปรเซสเซอร์ โครงสร้างและการทำงานของระบบดิจิทัลด้วยสถาปัตยกรรม Princeton ได้อธิบายไว้ในส่วนที่ 1 สถาปัตยกรรมนี้มีข้อดีที่สำคัญหลายประการ การมีอยู่ของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันทำให้คุณสามารถแจกจ่ายวอลุ่มได้อย่างรวดเร็วเพื่อจัดเก็บอาร์เรย์ของคำสั่ง ข้อมูล และการใช้งานสแต็กแยกกัน ขึ้นอยู่กับงานที่ได้รับการแก้ไข ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะใช้จำนวน RAM ที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในแต่ละกรณีของการใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ การใช้บัสทั่วไปในการส่งคำสั่งและข้อมูลช่วยลดความยุ่งยากในการดีบัก การทดสอบ และการตรวจสอบระบบอย่างต่อเนื่อง และเพิ่มความน่าเชื่อถือ ดังนั้นสถาปัตยกรรม Princeton จึงครองอำนาจการประมวลผลมาเป็นเวลานาน

แต่ก็มีข้อเสียที่สำคัญเช่นกัน สิ่งสำคัญคือความจำเป็นในการสุ่มตัวอย่างคำสั่งและข้อมูลที่ประมวลผลตามลำดับบนบัสระบบทั่วไป ในกรณีนี้ บัสทั่วไปจะกลายเป็น "คอขวด" (คอขวด) ซึ่งจะจำกัดประสิทธิภาพของระบบดิจิทัล ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความต้องการประสิทธิภาพของระบบไมโครโปรเซสเซอร์ที่เพิ่มมากขึ้นได้นำไปสู่การใช้สถาปัตยกรรมของ Harvard มากขึ้นในการสร้างไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่หลายประเภท

สถาปัตยกรรมของฮาร์วาร์ดมีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยการแยกหน่วยความจำคำสั่ง (โปรแกรม) และหน่วยความจำข้อมูลออกทางกายภาพ เวอร์ชันดั้งเดิมยังใช้สแต็กแยกต่างหากเพื่อจัดเก็บเนื้อหาของตัวนับโปรแกรม ซึ่งทำให้สามารถรันรูทีนย่อยที่ซ้อนกันได้ หน่วยความจำแต่ละตัวเชื่อมต่อกับโปรเซสเซอร์ด้วยบัสแยกกัน ซึ่งช่วยให้สามารถอ่านและเขียนข้อมูลพร้อมกันในขณะที่ดำเนินการคำสั่งปัจจุบันเพื่อดึงและถอดรหัสคำสั่งถัดไป ด้วยการแยกคำสั่งและข้อมูลออกจากกัน และการผสมผสานการดำเนินการดึงข้อมูลเข้าด้วยกัน ทำให้ได้ประสิทธิภาพที่สูงกว่าเมื่อใช้สถาปัตยกรรม Princeton

ข้อเสียของสถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ดเกี่ยวข้องกับความต้องการบัสจำนวนมาก เช่นเดียวกับจำนวนหน่วยความจำคงที่ที่จัดสรรสำหรับคำสั่งและข้อมูล ซึ่งวัตถุประสงค์ไม่สามารถแจกจ่ายซ้ำได้อย่างรวดเร็วตามข้อกำหนดของปัญหาที่เป็นอยู่ แก้ไขแล้ว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้หน่วยความจำขนาดใหญ่ขึ้น อัตราการใช้งานซึ่งเมื่อแก้ไขปัญหาต่างๆ จะต่ำกว่าในระบบที่มีสถาปัตยกรรม Princeton อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถเอาชนะข้อบกพร่องเหล่านี้ได้เป็นส่วนใหญ่ ดังนั้น สถาปัตยกรรมของ Harvard จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงสร้างภายในของไมโครโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่ ซึ่งใช้หน่วยความจำแคชแยกต่างหากเพื่อจัดเก็บคำสั่งและข้อมูล ในขณะเดียวกัน หลักการของสถาปัตยกรรมพรินซ์ตันก็ถูกนำมาใช้ในโครงสร้างภายนอกของระบบไมโครโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่

สถาปัตยกรรมของฮาร์วาร์ดยังใช้กันอย่างแพร่หลายในไมโครคอนโทรลเลอร์ - ไมโครโปรเซสเซอร์เฉพาะสำหรับควบคุมวัตถุต่าง ๆ ซึ่งโปรแกรมการทำงานมักจะเก็บไว้ใน ROM แยกต่างหาก

ไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ใช้เทคนิคการทำนายสาขาที่หลากหลาย วิธีที่ง่ายที่สุดคือโปรเซสเซอร์จะบันทึกผลลัพธ์ของการรันคำสั่งสาขาก่อนหน้าตามที่อยู่ที่กำหนด และเชื่อว่าคำสั่งถัดไปที่เข้าถึงที่อยู่นี้จะให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกัน วิธีการนี้การทำนายแสดงถึงความน่าจะเป็นที่สูงกว่าในการเข้าถึงคำสั่งบางอย่างซ้ำ ๆ ที่ระบุโดยเงื่อนไขสาขาที่กำหนด หากต้องการใช้วิธีการทำนายสาขานี้ จะใช้หน่วยความจำ BTB (บัฟเฟอร์เป้าหมายสาขา) พิเศษ โดยที่ที่อยู่ของสาขาที่มีเงื่อนไขที่ดำเนินการก่อนหน้านี้จะถูกจัดเก็บไว้ เมื่อได้รับคำสั่งสาขาที่คล้ายกัน จะมีการคาดการณ์การเปลี่ยนไปใช้สาขาที่เลือกไว้ในกรณีก่อนหน้า และคำสั่งจากสาขาที่เกี่ยวข้องจะถูกโหลดลงในไปป์ไลน์ ด้วยการคาดการณ์ที่ถูกต้อง ไม่จำเป็นต้องโหลดไปป์ไลน์ใหม่ และมีประสิทธิภาพไม่ลดลง ประสิทธิภาพของวิธีการทำนายนี้ขึ้นอยู่กับความจุ BTB และปรากฏว่าค่อนข้างสูง: ความน่าจะเป็นของการคาดการณ์ที่ถูกต้องคือ 80% หรือมากกว่า ความแม่นยำในการทำนายที่เพิ่มขึ้นสามารถทำได้โดยใช้วิธีการที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น เมื่อจัดเก็บและวิเคราะห์ประวัติการเปลี่ยนแปลง - ผลลัพธ์ของคำสั่งสาขาก่อนหน้าหลายคำสั่ง ณ ที่อยู่ที่กำหนด ในกรณีนี้ มีความเป็นไปได้ที่จะกำหนดทิศทางของการแตกแขนงที่ใช้บ่อยที่สุด รวมทั้งระบุการเปลี่ยนแบบสลับกัน การใช้อัลกอริธึมดังกล่าวจำเป็นต้องใช้บล็อกการทำนายที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่ความน่าจะเป็นของการทำนายที่ถูกต้องจะเพิ่มขึ้นเป็น 90-95%

ความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มประสิทธิภาพโปรเซสเซอร์นั้นทำได้โดยการแนะนำอุปกรณ์การทำงานแบบขนานหลายตัวในโครงสร้างโปรเซสเซอร์เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถดำเนินการหลายอย่างพร้อมกันได้ โครงสร้างโปรเซสเซอร์นี้เรียกว่าซูเปอร์สเกลาร์ โปรเซสเซอร์เหล่านี้ใช้การดำเนินการแบบขนานของไปป์ไลน์การดำเนินการหลายรายการ ซึ่งแต่ละไปป์ไลน์จะได้รับคำสั่งที่เลือกและถอดรหัสไว้สำหรับการดำเนินการ ตามหลักการแล้ว จำนวนคำสั่งที่ดำเนินการพร้อมกันจะเท่ากับจำนวนอุปกรณ์ปฏิบัติการที่รวมอยู่ในไปป์ไลน์การดำเนินการ อย่างไรก็ตาม เมื่อรันโปรแกรมจริง เป็นการยากที่จะให้แน่ใจว่าไปป์ไลน์การดำเนินการทั้งหมดถูกโหลดจนเต็ม ดังนั้นในทางปฏิบัติ ประสิทธิภาพของการใช้โครงสร้างซูเปอร์สเกลาร์จึงค่อนข้างต่ำกว่า โปรเซสเซอร์ซูเปอร์สเกลาร์สมัยใหม่ประกอบด้วยอุปกรณ์การทำงานที่แตกต่างกันมากถึง 4 ถึง 10 อุปกรณ์ การทำงานแบบขนานซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการดำเนินการโดยเฉลี่ย 2 ถึง 6 คำสั่งต่อรอบสัญญาณนาฬิกา

การดำเนินการพร้อมกันอย่างมีประสิทธิภาพของไปป์ไลน์การดำเนินการหลายรายการนั้นมั่นใจได้โดยการดึงข้อมูลล่วงหน้าและถอดรหัสคำสั่งจำนวนหนึ่งและเลือกกลุ่มคำสั่งที่สามารถดำเนินการพร้อมกันได้ ในโปรเซสเซอร์ซูเปอร์สเกลาร์สมัยใหม่ มีการสุ่มตัวอย่างคำสั่งหลายสิบคำสั่ง ซึ่งจะถูกถอดรหัส วิเคราะห์ และจัดกลุ่มเพื่อการโหลดแบบขนานไปยังไปป์ไลน์การดำเนินการ โดยทั่วไป โปรเซสเซอร์มีอุปกรณ์หลายตัวสำหรับดำเนินการจำนวนเต็ม อุปกรณ์ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปสำหรับการประมวลผลตัวเลขทศนิยม และอุปกรณ์แยกกันสำหรับการประมวลผลข้อมูลวิดีโอและเสียงในรูปแบบพิเศษ อุปกรณ์สำหรับการสร้างที่อยู่และการดึงตัวถูกดำเนินการสำหรับคำสั่งที่โหลดก็ทำงานแบบขนานเช่นกัน ในกรณีนี้ โดยปกติจะมีการดึงข้อมูลตัวถูกดำเนินการเบื้องต้น (เก็งกำไร) ดังนั้นสำหรับคำสั่งที่มาถึงสำหรับการดำเนินการ ตัวถูกดำเนินการก็พร้อมแล้วและเขียนลงในรีจิสเตอร์พิเศษ เพื่อให้แน่ใจว่าการโหลดไปป์ไลน์การดำเนินการสมบูรณ์ที่สุด ในกระบวนการวิเคราะห์และจัดกลุ่มคำสั่งที่ถอดรหัส คุณสามารถเปลี่ยนลำดับได้ เป็นผลให้คำสั่งไม่ได้ดำเนินการตามลำดับที่ดึงมาจากหน่วยความจำ แต่เนื่องจากตัวถูกดำเนินการและตัวกระตุ้นที่จำเป็นพร้อมแล้ว ดังนั้นคำสั่งที่ได้รับในภายหลังจึงสามารถดำเนินการได้ก่อนคำสั่งที่เลือกไว้ก่อนหน้านี้ เพื่อให้ผลลัพธ์ถูกเขียนลงในหน่วยความจำตามลำดับเริ่มต้นของการรับคำสั่งโปรแกรม หน่วยความจำบัฟเฟอร์พิเศษจะถูกเปิดใช้งานที่เอาต์พุตข้อมูล โดยคืนค่าลำดับการออกผลลัพธ์ตามโปรแกรมที่กำลังดำเนินการ

การดำเนินการตามคำสั่งพร้อมกันอาจไม่สามารถทำได้หากเข้าถึงรีจิสเตอร์เดียวกัน ด้วยความจุที่จำกัดของโปรเซสเซอร์ RRAM กรณีดังกล่าวอาจเกิดขึ้นได้ค่อนข้างบ่อยซึ่งจะลดประสิทธิภาพของไปป์ไลน์การดำเนินการ ดังนั้นโปรเซสเซอร์จำนวนหนึ่งจึงแนะนำบล็อกการลงทะเบียนพิเศษที่ทำซ้ำ RSD เมื่อได้รับคำสั่งที่เข้าถึงรีจิสเตอร์เดียวกันของ RSD คำสั่งเหล่านั้นจะถูกเปลี่ยนเส้นทางไปยังบล็อกรีจิสเตอร์ซ้ำ - "เปลี่ยนชื่อ" รีจิสเตอร์ เป็นผลให้สามารถดำเนินการคำสั่งดังกล่าวพร้อมกันได้ ซึ่งช่วยให้การดำเนินการไปป์ไลน์การดำเนินการแบบขนานมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ข้าว. 1. การจำแนกประเภทของไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ตามการใช้งาน

แม้ว่าไมโครโปรเซสเซอร์จะเป็น การรักษาแบบสากลสำหรับการประมวลผลข้อมูลดิจิทัล การใช้งานบางพื้นที่จำเป็นต้องมีการดำเนินการตัวเลือกเฉพาะบางอย่างสำหรับโครงสร้างและสถาปัตยกรรม ดังนั้นตามฟังก์ชันการทำงานจึงมีสองคลาสที่แตกต่างกัน: ไมโครโปรเซสเซอร์อเนกประสงค์และไมโครโปรเซสเซอร์เฉพาะทาง (รูปที่ 1) ในบรรดาไมโครโปรเซสเซอร์เฉพาะทางที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่ควบคุมวัตถุต่าง ๆ และตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP - ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล) ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การใช้ขั้นตอนที่ให้การแปลงสัญญาณอะนาล็อกที่จำเป็นที่นำเสนอในรูปแบบดิจิทัล

ไมโครโปรเซสเซอร์อเนกประสงค์ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหางานต่างๆ ในการประมวลผลข้อมูลที่หลากหลาย พื้นที่การใช้งานหลักคือคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล เวิร์กสเตชัน เซิร์ฟเวอร์ และระบบดิจิทัลอื่นๆ สำหรับการใช้งานจำนวนมาก คลาสนี้ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ CISC Pentium จาก Intel, K7 จาก Advanced MicroDevices (AMD), 680x0 จาก Motorola, โปรเซสเซอร์ RISC PowerPC จาก Motorola และ IBM, SPARC จาก Sun Microsystems และผลิตภัณฑ์อื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งจากผู้ผลิตหลายราย

การขยายขอบเขตการใช้งานไมโครโปรเซสเซอร์ดังกล่าวทำได้โดยการเพิ่มผลผลิตเป็นหลัก ซึ่งจะเป็นการเพิ่มช่วงของงานที่สามารถแก้ไขได้โดยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ ดังนั้นการเพิ่มผลผลิตจึงเป็นทิศทางหลักของการพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ประเภทนี้ โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้คือไมโครโปรเซสเซอร์ 32 บิต (ไมโครโปรเซสเซอร์บางตัวในคลาสนี้คือ 64 บิตหรือ 128 บิต) ที่ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีอุตสาหกรรมล่าสุดเพื่อให้มั่นใจถึงความถี่ในการทำงานสูงสุด

ไมโครโปรเซสเซอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดจำนวนหนึ่งในคลาสนี้ (Pentium, AMD K7 และอื่น ๆ ) ควรจัดประเภทเป็นโปรเซสเซอร์ CISC เนื่องจากพวกมันดำเนินการชุดคำสั่งหลายรูปแบบจำนวนมากโดยใช้วิธีการระบุที่อยู่มากมาย อย่างไรก็ตาม โครงสร้างภายในประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ RISC ที่ดำเนินการคำสั่งขาเข้าหลังจากแปลงเป็นลำดับของการดำเนินการ RISC แบบง่าย ไมโครโปรเซสเซอร์อื่นๆ จำนวนหนึ่งในคลาสนี้ปรับใช้สถาปัตยกรรม RISC โดยตรง ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าการใช้สถาปัตยกรรม RISC เป็นเรื่องปกติสำหรับไมโครโปรเซสเซอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่

การออกแบบล่าสุดจำนวนหนึ่ง (Itanium, PA8500) จากผู้ผลิตชั้นนำบางรายได้นำหลักการของสถาปัตยกรรม VLIW ไปใช้อย่างประสบความสำเร็จ ซึ่งสามารถแข่งขันกับสถาปัตยกรรม RISC ในการแข่งขันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด

ไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่เกือบทั้งหมดในคลาสนี้ใช้สถาปัตยกรรมภายในของฮาร์วาร์ดซึ่งมีการนำการแยกคำสั่งและสตรีมข้อมูลไปใช้โดยใช้บล็อกหน่วยความจำแคชแยกกัน (รูปที่ 1) ในกรณีส่วนใหญ่ มีโครงสร้างซูเปอร์สเกลาร์ที่มีไปป์ไลน์การดำเนินการหลายขั้นตอน (สูงสุด 10 ขั้นตอนในรุ่นสมัยใหม่) ที่ประกอบด้วยขั้นตอนสูงสุด 20 ขั้นตอน

เนื่องจากมีความสามารถรอบด้าน ไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับงานทั่วไปจึงยังใช้ในระบบพิเศษที่ต้องการประสิทธิภาพสูงอีกด้วย บนพื้นฐานของพวกเขามีการใช้คอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวและคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมซึ่งใช้ในระบบควบคุมสำหรับวัตถุต่างๆ คอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยว (ฝัง) มีวงจรไมโครเพิ่มเติมที่จำเป็นบนบอร์ดเพื่อให้แน่ใจว่ามีการใช้งานเฉพาะทางและได้รับการออกแบบมาเพื่อรวมเข้ากับอุปกรณ์เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมบรรจุอยู่ในเคสที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ในสภาวะทางอุตสาหกรรมที่รุนแรง โดยทั่วไป คอมพิวเตอร์ดังกล่าวจะทำงานโดยไม่มีอุปกรณ์ต่อพ่วงมาตรฐาน (จอภาพ แป้นพิมพ์ เมาส์) หรือใช้อุปกรณ์เวอร์ชันพิเศษเหล่านี้ ซึ่งได้รับการแก้ไขให้เหมาะสมกับสภาวะการใช้งานเฉพาะ

2. ไมโครคอนโทรลเลอร์ ฟังก์ชันการทำงาน และโซลูชันทางสถาปัตยกรรม

ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นตัวแทนเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ที่แพร่หลายที่สุด ด้วยการรวมโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ และชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงประสิทธิภาพสูงไว้ในชิปตัวเดียว ไมโครคอนโทรลเลอร์ทำให้สามารถใช้ระบบควบคุมที่หลากหลายสำหรับวัตถุและกระบวนการต่างๆ ด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุด การใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ในระบบควบคุมและประมวลผลข้อมูลทำให้มีตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษด้วยต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ ในทางปฏิบัติแล้วไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากไมโครคอนโทรลเลอร์ในการสร้างระบบคุณภาพสูงและราคาถูก บางครั้งระบบอาจประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวเดียวเท่านั้น ข้อยกเว้นคือการใช้วงจรรวมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (FPGA) ในด้านการประมวลผลสัญญาณ เมื่อจำเป็นต้องมีการประมวลผลข้อมูลอินพุตจำนวนมากแบบขนาน คุณสมบัติการจำแนกประเภทหลักของไมโครคอนโทรลเลอร์คือความจุของไมโครโปรเซสเซอร์ มีไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาด 4-, 8-, 16-, 32 บิตให้เลือก ความจุบิตของไมโครคอนโทรลเลอร์ถูกกำหนดโดยความแม่นยำของข้อมูลที่จำเป็นในการควบคุมวัตถุ แอปพลิเคชันที่แพร่หลายและขยายอย่างต่อเนื่องที่สุดคือไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตซึ่งมีราคาถูกกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ 16 และ 32 บิตและมีฟังก์ชันการทำงานที่ดีกว่า

อุตสาหกรรมนี้ผลิตไมโครคอนโทรลเลอร์ในตัวที่หลากหลายมาก ในนั้น ทรัพยากรที่จำเป็นทั้งหมด (หน่วยความจำ อุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุต ฯลฯ) จะอยู่บนชิปเดียวกันกับคอร์โปรเซสเซอร์ หากคุณจ่ายพลังงานและพัลส์นาฬิกาให้กับอินพุต MK ที่เกี่ยวข้องเราสามารถพูดได้ว่ามันจะ "มีชีวิตขึ้นมา" และคุณสามารถใช้งานได้ โดยทั่วไปแล้ว ไมโครคอนโทรลเลอร์จะมีอุปกรณ์เสริมจำนวนมาก ซึ่งช่วยให้มั่นใจว่ารวมอยู่ในระบบจริงโดยใช้ส่วนประกอบเพิ่มเติมจำนวนขั้นต่ำ MK เหล่านี้ได้แก่:

วงจรเริ่มต้นโปรเซสเซอร์เริ่มต้น (รีเซ็ต);

เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา

ซีพียู;

หน่วยความจำโปรแกรม (E(E)PROM) และอินเทอร์เฟซซอฟต์แวร์

สิ่งอำนวยความสะดวกอินพุต/เอาท์พุตข้อมูล

ตัวจับเวลาที่บันทึกจำนวนรอบคำสั่ง

โครงสร้างทั่วไปของ MC แสดงในรูปที่ 4 โครงสร้างนี้ให้แนวคิดว่า MC สื่อสารกับโลกภายนอกอย่างไร

รูปที่ 2 - โครงสร้างไมโครคอนโทรลเลอร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบฝังที่ซับซ้อนมากขึ้นสามารถใช้ความสามารถต่อไปนี้เพิ่มเติมได้:

โปรแกรมตรวจสอบ/ดีบักเกอร์ในตัว;

เครื่องมือการเขียนโปรแกรมหน่วยความจำโปรแกรมภายใน (ROM)

การจัดการการหยุดชะงักจากแหล่งต่างๆ

อนาล็อก I/O;

Serial I/O (ซิงโครนัสและอะซิงโครนัส);

อินพุต/เอาต์พุตแบบขนาน (รวมถึงการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์);

การเชื่อมต่อหน่วยความจำภายนอก (โหมดไมโครโปรเซสเซอร์)

คุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้เพิ่มความยืดหยุ่นในการใช้ MK อย่างมากและทำให้กระบวนการพัฒนาระบบบนพื้นฐานของมันง่ายขึ้น

MCU บางตัว (โดยเฉพาะ 16 และ 32 บิต) ใช้เฉพาะหน่วยความจำภายนอก ซึ่งรวมถึงหน่วยความจำโปรแกรม (ROM) และหน่วยความจำข้อมูล (RAM) จำนวนหนึ่งที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันที่กำหนด ใช้ในระบบที่ต้องการหน่วยความจำจำนวนมากและค่อนข้างน้อย จำนวนมากอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุต (พอร์ต) ตัวอย่างทั่วไปของการใช้ MK พร้อมหน่วยความจำภายนอกคือตัวควบคุมฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (HDD) พร้อมหน่วยความจำแคชบัฟเฟอร์ซึ่งให้การจัดเก็บระดับกลางและการกระจายข้อมูลจำนวนมาก (ตามลำดับหลายเมกะไบต์) หน่วยความจำภายนอกช่วยให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ดังกล่าวทำงานด้วยความเร็วสูงกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์แบบฝัง

ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) เป็นโปรเซสเซอร์ประเภทที่ค่อนข้างใหม่ วัตถุประสงค์ของ DSP คือการรับข้อมูลปัจจุบันจากระบบอะนาล็อก ประมวลผลข้อมูล และสร้างการตอบสนองที่เหมาะสมแบบเรียลไทม์ โดยปกติแล้วจะรวมอยู่ในระบบ ซึ่งใช้เป็นอุปกรณ์ควบคุมสำหรับอุปกรณ์ภายนอก และไม่ได้มีไว้สำหรับการใช้งานแบบสแตนด์อโลน

ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นไมโครโปรเซสเซอร์เฉพาะทางที่เน้นการใช้งานอุปกรณ์ควบคุมที่ติดตั้งไว้ในอุปกรณ์หลากหลายชนิด เนื่องจากวัตถุจำนวนมากถูกควบคุมโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ปริมาณการผลิตต่อปีจึงเกิน 2 พันล้านหน่วย ซึ่งเป็นลำดับความสำคัญที่มากกว่าปริมาณการผลิตไมโครโปรเซสเซอร์ทั่วไป ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ผลิตขึ้นนั้นมีความหลากหลายมากเช่นกัน โดยมีหลายประเภทหลายพันชนิด

คุณลักษณะเฉพาะโครงสร้างของไมโครคอนโทรลเลอร์คือการวางหน่วยความจำภายในและอุปกรณ์ต่อพ่วงชุดใหญ่ไว้บนชิปตัวเดียวที่มีโปรเซสเซอร์กลาง อุปกรณ์ต่อพ่วงมักจะประกอบด้วยพอร์ตอินพุต/เอาท์พุตข้อมูลแบบขนาน 8 บิตหลายพอร์ต (ตั้งแต่ 1 ถึง 8) พอร์ตอนุกรมหนึ่งหรือสองพอร์ต หน่วยจับเวลา และตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล นอกจากนี้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ประเภทต่างๆ ยังมีอุปกรณ์พิเศษเพิ่มเติม เช่น หน่วยสร้างสัญญาณพร้อมการปรับความกว้างพัลส์ ตัวควบคุมจอแสดงผลคริสตัลเหลว และอื่นๆ อีกมากมาย ด้วยการใช้หน่วยความจำภายในและอุปกรณ์ต่อพ่วง ระบบควบคุมที่ใช้งานบนพื้นฐานของไมโครคอนโทรลเลอร์จึงมีจำนวนส่วนประกอบเพิ่มเติมขั้นต่ำ

เนื่องจากปัญหาการควบคุมที่หลากหลายได้รับการแก้ไขแล้ว ข้อกำหนดสำหรับประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ จำนวนหน่วยความจำภายในของคำสั่งและข้อมูล และชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงที่จำเป็นจึงมีความหลากหลายมาก เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคจึงมีการผลิตไมโครคอนโทรลเลอร์จำนวนมากซึ่งโดยปกติจะแบ่งออกเป็น 8-, 16- และ 32- บิต

ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบบิตเป็นกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดของไมโครโปรเซสเซอร์ประเภทนี้ พวกมันมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำซึ่งค่อนข้างเพียงพอสำหรับการแก้ปัญหาในการจัดการวัตถุต่าง ๆ มากมาย เหล่านี้เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เรียบง่ายและราคาถูกซึ่งมุ่งเป้าไปที่การใช้งานในอุปกรณ์ที่ผลิตจำนวนมากที่ค่อนข้างง่าย ขอบเขตการใช้งานหลัก ได้แก่ อุปกรณ์ในครัวเรือนและอุปกรณ์การวัด ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ โทรทัศน์ อุปกรณ์วิดีโอและเสียง การสื่อสาร และอุปกรณ์ทางการแพทย์

ไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้มีลักษณะพิเศษคือการนำสถาปัตยกรรมของฮาร์วาร์ดมาใช้ ซึ่งใช้หน่วยความจำแยกต่างหากในการจัดเก็บโปรแกรมและข้อมูล ในการจัดเก็บโปรแกรมในไมโครคอนโทรลเลอร์ประเภทต่างๆ จะใช้ ROM ที่ตั้งโปรแกรมได้แบบมาส์ก (ROM), ROM ที่ตั้งโปรแกรมได้ครั้งเดียว (PROM) หรือ ROM ที่ตั้งโปรแกรมใหม่ได้ด้วยระบบไฟฟ้า (EPROM, EEPROM หรือ Flash) หน่วยความจำโปรแกรมภายในมักจะมีตั้งแต่หลายหน่วยไปจนถึงหลายสิบกิโลไบต์ ในการจัดเก็บข้อมูล จะใช้บล็อกการลงทะเบียน ซึ่งจัดระเบียบในรูปแบบของธนาคารลงทะเบียนหลายแห่ง หรือ RAM ภายใน ปริมาณของหน่วยความจำข้อมูลภายในมีตั้งแต่หลายสิบไบต์ไปจนถึงหลาย KB ไมโครคอนโทรลเลอร์จำนวนหนึ่งในกลุ่มนี้อนุญาตให้เชื่อมต่อคำสั่งภายนอกและหน่วยความจำข้อมูลเพิ่มเติมด้วยความจุสูงสุด 64 - 256 KB หากจำเป็น

ไมโครคอนโทรลเลอร์ในกลุ่มนี้มักจะดำเนินการชุดคำสั่งที่ค่อนข้างเล็ก (50-100) โดยใช้วิธีการระบุแอดเดรสที่ง่ายที่สุด ไมโครคอนโทรลเลอร์รุ่นล่าสุดหลายรุ่นใช้หลักการของสถาปัตยกรรม RISC ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก ด้วยเหตุนี้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ RISC ดังกล่าวจึงช่วยให้มั่นใจได้ว่าคำสั่งส่วนใหญ่จะดำเนินการในรอบสัญญาณนาฬิกาเดียว

ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบบิตในหลายกรณีเป็นการปรับปรุงต้นแบบ 8 บิตที่ได้รับการปรับปรุง มีลักษณะไม่เพียงแต่ความจุบิตที่เพิ่มขึ้นของข้อมูลที่ประมวลผลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบคำสั่งและวิธีการระบุแอดเดรสที่ขยาย ชุดการลงทะเบียนที่เพิ่มขึ้น และจำนวนหน่วยความจำที่สามารถระบุแอดเดรสได้ รวมถึงคุณสมบัติเพิ่มเติมอื่น ๆ อีกมากมาย การใช้ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและมอบขอบเขตการใช้งานใหม่ โดยทั่วไปแล้วไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้จะช่วยให้คุณสามารถขยายโปรแกรมและหน่วยความจำข้อมูลเป็นหลาย MB ได้โดยการเชื่อมต่อชิปหน่วยความจำภายนอก ในหลายกรณี ซอฟต์แวร์เข้ากันได้กับรุ่น 8 บิตที่อายุน้อยกว่า ขอบเขตหลักของการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ดังกล่าวคือระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน อุปกรณ์โทรคมนาคม อุปกรณ์การแพทย์และการวัด

ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบบิตประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงที่เทียบเคียงในความสามารถของไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นล่างได้ ในบางกรณี โปรเซสเซอร์ที่ใช้ในไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้จะคล้ายกับโปรเซสเซอร์ CISC หรือ RISC ที่เป็นหรือเคยเปิดตัวเป็นไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับใช้งานทั่วไปมาก่อน ตัวอย่างเช่น ไมโครคอนโทรลเลอร์ 32 บิตจาก Intel ใช้โปรเซสเซอร์ i386 ไมโครคอนโทรลเลอร์จาก Motorola ใช้โปรเซสเซอร์ 68020 อย่างกว้างขวาง และไมโครคอนโทรลเลอร์อื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งใช้โปรเซสเซอร์ RISC ประเภท PowerPC เป็นแกนประมวลผล จากโปรเซสเซอร์เหล่านี้ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลหลายรุ่นได้ถูกนำมาใช้ การแนะนำโปรเซสเซอร์เหล่านี้ในไมโครคอนโทรลเลอร์ทำให้สามารถใช้แอพพลิเคชั่นและซอฟต์แวร์ระบบจำนวนมากในระบบควบคุมที่เกี่ยวข้องซึ่งสร้างขึ้นก่อนหน้านี้สำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่เกี่ยวข้อง

นอกเหนือจากโปรเซสเซอร์ 32 บิตแล้ว ชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ยังมีหน่วยความจำคำสั่งภายในที่มีความจุสูงสุดสิบกิโลไบต์ หน่วยความจำข้อมูลที่มีความจุสูงสุดหลายกิโลไบต์ รวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงการทำงานที่ซับซ้อน - โปรเซสเซอร์จับเวลา , ตัวประมวลผลการสื่อสาร, โมดูลแลกเปลี่ยนอนุกรม และอื่นๆ อีกมากมาย ไมโครคอนโทรลเลอร์ทำงานร่วมกับหน่วยความจำภายนอกได้ถึง 64 MB และสูงกว่า มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบควบคุมสำหรับวัตถุระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน (มอเตอร์ อุปกรณ์หุ่นยนต์ อุปกรณ์อัตโนมัติในการผลิตที่ซับซ้อน) ในเครื่องมือวัดและอุปกรณ์โทรคมนาคม

โครงสร้างภายในของไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้ใช้สถาปัตยกรรมพรินซ์ตันหรือฮาร์วาร์ด โปรเซสเซอร์ที่มีอยู่อาจมีสถาปัตยกรรม CISC หรือ RISC และบางตัวมีไปป์ไลน์การดำเนินการหลายตัวที่สร้างโครงสร้างซูเปอร์สเกลาร์

3. คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ การจำแนกประเภทคอมพิวเตอร์

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์เป็นหลักการทั่วไปที่สุดของการสร้างคอมพิวเตอร์ที่ใช้การควบคุมซอฟต์แวร์สำหรับการทำงานและการโต้ตอบของหน่วยการทำงานหลัก

โดยทั่วไปแล้วสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์มักเข้าใจว่าเป็นชุดของหลักการทั่วไปสำหรับการจัดระเบียบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์และคุณสมบัติหลักซึ่งกำหนดการทำงานของคอมพิวเตอร์เมื่อแก้ไขปัญหาประเภทที่เกี่ยวข้อง สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์มีทั้งโครงสร้างที่สะท้อนถึงองค์ประกอบของพีซีและซอฟต์แวร์และการสนับสนุนทางคณิตศาสตร์ โครงสร้างของคอมพิวเตอร์คือชุดขององค์ประกอบและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้น หลักการพื้นฐานของการสร้างคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ทั้งหมดคือการควบคุมโปรแกรม

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์คลาสสิก รากฐานของหลักคำสอนเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ถูกวางโดย John von Neumann<#"229" src="doc_zip5.jpg" />

รูปที่ 3 - โครงสร้างคอมพิวเตอร์

การจำแนกประเภทคอมพิวเตอร์ การจำแนกประเภทของฟลินน์<#"justify">· OKOD (SISD) (สตรีมคำสั่งเดียว / สตรีมข้อมูลเดี่ยว) - สตรีมคำสั่งเดียวและสตรีมข้อมูลเดียว ในเครื่องดังกล่าว จะมีชุดคำสั่งเพียงชุดเดียวเท่านั้น คำสั่งทั้งหมดจะได้รับการประมวลผลตามลำดับทีละชุด และแต่ละคำสั่งจะเริ่มต้นการดำเนินการหนึ่งชุดกับชุดข้อมูลชุดเดียว

· SIMD (สตรีมคำสั่งเดียว / สตรีมข้อมูลหลายรายการ) - สตรีมคำสั่งเดียวและสตรีมข้อมูลหลายรายการ ในสถาปัตยกรรมประเภทนี้ กระแสคำสั่งหนึ่งชุดจะยังคงอยู่ ซึ่งแตกต่างจากคลาสก่อนหน้าที่รวมคำสั่งเวกเตอร์ไว้ด้วย ซึ่งช่วยให้คุณสามารถดำเนินการทางคณิตศาสตร์กับข้อมูลจำนวนมาก - องค์ประกอบเวกเตอร์ - ได้ในคราวเดียว

· MISD (สตรีมคำสั่งหลายรายการ / สตรีมข้อมูลเดียว) - สตรีมคำสั่งหลายรายการและสตรีมข้อมูลเดียว คำจำกัดความแสดงถึงการมีอยู่ของสถาปัตยกรรมของโปรเซสเซอร์หลายตัวที่ประมวลผลสตรีมข้อมูลเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ทั้งฟลินน์และผู้เชี่ยวชาญคนอื่นๆ ในสาขาสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ก็ไม่สามารถให้ตัวอย่างที่น่าเชื่อถือของระบบคอมพิวเตอร์ในชีวิตจริงที่สร้างขึ้นบนหลักการนี้ได้

· MIMD (สตรีมคำสั่งหลายรายการ / สตรีมข้อมูลหลายรายการ) - สตรีมคำสั่งหลายรายการและสตรีมข้อมูลหลายรายการ คลาสนี้ถือว่าระบบคอมพิวเตอร์มีอุปกรณ์ประมวลผลคำสั่งหลายตัวรวมกันเป็นคอมเพล็กซ์เดียวและแต่ละอันทำงานกับกระแสคำสั่งและข้อมูลของตัวเอง

สถาปัตยกรรม OKOD ครอบคลุมระบบเวอร์ชันโปรเซสเซอร์เดี่ยวและเวอร์ชันเครื่องเดียวทั้งหมด เช่น ด้วยคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว คอมพิวเตอร์ที่มีโครงสร้างคลาสสิกทุกเครื่องจัดอยู่ในคลาสนี้ ที่นี่ รับประกันความเท่าเทียมกันของการคำนวณโดยการรวมการดำเนินการของการดำเนินการโดยบล็อก ALU ที่แยกจากกัน เช่นเดียวกับการทำงานแบบขนานของอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุตและโปรเซสเซอร์ หลักการจัดระเบียบกระบวนการคำนวณในโครงสร้างเหล่านี้ได้รับการศึกษาค่อนข้างดี

สถาปัตยกรรม OKMD เกี่ยวข้องกับการสร้างโครงสร้างการประมวลผลเวกเตอร์หรือเมทริกซ์ ระบบประเภทนี้มักจะถูกสร้างขึ้นให้เป็นเนื้อเดียวกันเช่น องค์ประกอบการประมวลผลที่รวมอยู่ในระบบจะเหมือนกัน และทั้งหมดจะถูกควบคุมโดยลำดับคำสั่งเดียวกัน อย่างไรก็ตาม โปรเซสเซอร์แต่ละตัวจะประมวลผลสตรีมข้อมูลของตัวเอง โครงการนี้เหมาะอย่างยิ่งกับปัญหาในการประมวลผลเมทริกซ์หรือเวกเตอร์ (อาร์เรย์) ปัญหาของการแก้ระบบของสมการเชิงเส้นและไม่เชิงเส้น พีชคณิตและอนุพันธ์ ปัญหาของทฤษฎีสนาม ฯลฯ ในโครงสร้างของสถาปัตยกรรมนี้ เป็นที่พึงปรารถนาที่จะจัดให้มี การเชื่อมต่อระหว่างโปรเซสเซอร์ที่สอดคล้องกับการพึ่งพาทางคณิตศาสตร์ที่นำไปใช้ โดยทั่วไปแล้ว การเชื่อมต่อเหล่านี้จะมีลักษณะคล้ายกับเมทริกซ์ซึ่งแต่ละองค์ประกอบการประมวลผลเชื่อมต่อกับเพื่อนบ้าน

ระบบถูกสร้างขึ้นตามรูปแบบนี้: ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรก - ILLIAC-IV, ระบบขนานในประเทศ - PS-2000, PS-3000 แนวคิดของการประมวลผลเวกเตอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีชื่อเสียงเช่น Cyber-205 และ Gray-I, II, III คอขวดของระบบดังกล่าวคือความจำเป็นในการเปลี่ยนการสลับระหว่างโปรเซสเซอร์เมื่อการเชื่อมต่อระหว่างโปรเซสเซอร์แตกต่างจากเมทริกซ์ นอกจากนี้ ปัญหาที่ทำให้เกิดการขนานเมทริกซ์แบบกว้างถือเป็นปัญหาประเภทที่ค่อนข้างแคบ โครงสร้าง VS ประเภทนี้ถือเป็นโครงสร้างหลักของซูเปอร์คอมพิวเตอร์เฉพาะทาง

สถาปัตยกรรม MCOD ประเภทที่สามเกี่ยวข้องกับการสร้างไปป์ไลน์ตัวประมวลผลชนิดหนึ่ง ซึ่งผลการประมวลผลจะถูกถ่ายโอนจากโปรเซสเซอร์ตัวหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่งตามสายโซ่ ประโยชน์ของการประมวลผลประเภทนี้มีความชัดเจน ต้นแบบของการคำนวณดังกล่าวอาจเป็นไดอะแกรมของสายพานลำเลียงการผลิตใดก็ได้ ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ตามหลักการนี้มีการนำโครงร่างสำหรับการดำเนินการแบบรวมมาใช้โดยที่บล็อกการทำงานต่าง ๆ ทำงานแบบขนานและแต่ละอันก็มีส่วนร่วม วงจรทั่วไปการประมวลผลคำสั่ง

ในคอมพิวเตอร์ประเภทนี้ ไปป์ไลน์ควรถูกสร้างขึ้นโดยกลุ่มโปรเซสเซอร์ อย่างไรก็ตาม เมื่อย้ายไปยังระดับระบบ การระบุอักขระปกติดังกล่าวในการคำนวณสากลเป็นเรื่องยากมาก นอกจากนี้ ในทางปฏิบัติเป็นไปไม่ได้ที่จะรับประกันว่าสายพานลำเลียงดังกล่าวจะมี “ความยาวที่ยาวขึ้น” ซึ่งจะบรรลุผลสูงสุดได้ ในเวลาเดียวกันวงจรไปป์ไลน์ได้พบแอปพลิเคชั่นในตัวประมวลผลซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบสเกลาร์ซึ่งใช้เป็นตัวประมวลผลพิเศษเพื่อรองรับการประมวลผลเวกเตอร์

สถาปัตยกรรม MCMD ถือว่าโปรเซสเซอร์ทั้งหมดในระบบทำงานตามโปรแกรมของตัวเองพร้อมกับสตรีมคำสั่งของตัวเอง ในกรณีที่ง่ายที่สุด พวกเขาสามารถเป็นอิสระและเป็นอิสระได้ รูปแบบการใช้เครื่องบินนี้มักใช้ในศูนย์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่หลายแห่งเพื่อเพิ่มปริมาณงานของศูนย์ ความสนใจอย่างมากแสดงถึงความเป็นไปได้ของการทำงานร่วมกันของคอมพิวเตอร์ (โปรเซสเซอร์) เมื่อแต่ละองค์ประกอบทำส่วนหนึ่ง งานทั่วไป- ไม่มีพื้นฐานทางทฤษฎีทั่วไปสำหรับงานประเภทนี้ แต่เราสามารถยกตัวอย่างประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของโมเดลการคำนวณนี้ได้ ระบบดังกล่าวอาจเป็นแบบหลายเครื่องและหลายโปรเซสเซอร์ ตัวอย่างเช่นโครงการในประเทศของเครื่องสถาปัตยกรรมแบบไดนามิก (MDA) - ES-2704, ES-2727 อนุญาตให้ใช้โปรเซสเซอร์หลายร้อยตัวพร้อมกัน

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์มีทั้งโครงสร้างที่สะท้อนถึงองค์ประกอบของพีซีและซอฟต์แวร์และการสนับสนุนทางคณิตศาสตร์ โครงสร้างของคอมพิวเตอร์คือชุดขององค์ประกอบและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้น หลักการพื้นฐานของการสร้างคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ทั้งหมดคือการควบคุมโปรแกรม รากฐานของหลักคำสอนเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ถูกวางโดย John von Neumann การรวมกันของหลักการเหล่านี้ก่อให้เกิดสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก (von Neumann)

คำถามตัวอย่างเพื่อการวิเคราะห์งานศิลปะ

ระดับอารมณ์:

มีผลงานประทับใจอะไรบ้าง?

ผู้ชมอาจสัมผัสได้ถึงความรู้สึกอะไรบ้าง?

ลักษณะของงานเป็นอย่างไร?

ขนาด รูปแบบ แนวนอน แนวตั้ง หรือแนวทแยงของชิ้นส่วน การใช้รูปแบบสถาปัตยกรรมบางอย่าง การใช้สีบางอย่างในภาพวาด และการกระจายแสงในอนุสาวรีย์ทางสถาปัตยกรรม มีส่วนทำให้เกิดความประทับใจทางอารมณ์ต่องานอย่างไร

ระดับวิชา:

อะไร (หรือใคร) ปรากฏในภาพ?

ผู้ชมมองเห็นอะไรเมื่อยืนอยู่หน้าส่วนหน้า? ในการตกแต่งภายใน?

คุณเห็นใครในรูปปั้นนี้บ้าง?

เน้นสิ่งสำคัญจากสิ่งที่คุณเห็น

พยายามอธิบายว่าทำไมสิ่งนี้ถึงสำคัญสำหรับคุณ?

ศิลปิน (สถาปนิก, นักแต่งเพลง) เน้นสิ่งสำคัญด้วยวิธีใด?

วัตถุต่างๆ ในงาน (การจัดองค์ประกอบ) เป็นอย่างไร?

เส้นหลักในงาน (องค์ประกอบเชิงเส้น) ถูกวาดอย่างไร?

ปริมาตรและพื้นที่ในโครงสร้างทางสถาปัตยกรรม (องค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม) เป็นอย่างไร

ระดับเรื่องราว:

พยายามเล่าเนื้อเรื่องของภาพอีกครั้ง

ลองจินตนาการว่าเหตุการณ์ใดที่สามารถเกิดขึ้นได้บ่อยกว่าในโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมนี้

ประติมากรรมชิ้นนี้สามารถทำอะไรได้บ้าง (หรือพูด) ถ้ามันมีชีวิตขึ้นมา?

ระดับสัญลักษณ์:

มีวัตถุในงานที่เป็นสัญลักษณ์อะไรบางอย่างหรือไม่?

องค์ประกอบของงานและองค์ประกอบหลักเป็นสัญลักษณ์ในธรรมชาติ: แนวนอน, แนวตั้ง, แนวทแยง, วงกลม, วงรี, สี, ลูกบาศก์, โดม, ซุ้มประตู, ห้องนิรภัย, ผนัง, หอคอย, ยอดแหลม, ท่าทาง, ท่าทาง, เสื้อผ้า, จังหวะ, เสียงต่ำ, ฯลฯ .?

ชื่อผลงานคืออะไร? มันเกี่ยวข้องกับโครงเรื่องและสัญลักษณ์อย่างไร?

ที่มา: อินเตอร์เน็ต

แผนการวิเคราะห์การวาดภาพ

2.สไตล์ ทิศทาง

3.ประเภทของภาพวาด: ขาตั้ง, อนุสาวรีย์ (ปูนเปียก, อุบาทว์, โมเสก)

4.การเลือกวัสดุ (สำหรับการวาดภาพขาตั้ง): สีน้ำมัน, สีน้ำ, gouache, สีพาสเทล ลักษณะการใช้งาน ของวัสดุนี้สำหรับศิลปิน

5.ประเภทจิตรกรรม (ภาพบุคคล ทิวทัศน์ ภาพหุ่นนิ่ง จิตรกรรมประวัติศาสตร์, พาโนรามา, ไดโอรามา, ภาพวาดไอคอน, ท่าจอดเรือ, ประเภทในตำนาน, ประเภทประจำวัน- ลักษณะของประเภทผลงานของศิลปิน

6. โครงเรื่องที่งดงาม เนื้อหาเชิงสัญลักษณ์ (ถ้ามี)

7.ลักษณะภาพของงาน:

ความเรียบ;

สี;

พื้นที่ศิลปะ (พื้นที่เปลี่ยนแปลงโดยศิลปิน);

9.ความประทับใจส่วนตัวที่ได้รับขณะชมผลงาน

แผนการวิเคราะห์ งานประติมากรรม

2.สไตล์ ทิศทาง

3.ประเภทของประติมากรรม: ประติมากรรมทรงกลม, ประติมากรรมอนุสาวรีย์, ประติมากรรมขนาดเล็ก, ภาพนูนและความหลากหลาย (รูปปั้นนูน, ภาพนูนสูง), ภาพเหมือนประติมากรรม, เฮอร์มา ฯลฯ

4.การเลือกแบบจำลอง (บุคคลจริง สัตว์ จินตนาการของศิลปิน รูปภาพเชิงเปรียบเทียบ)

5.พลาสติก (ภาษากาย) การสร้างแบบจำลองขาวดำ

6.ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม: สีประติมากรรม

(การระบายสี) และสีของพื้นหลังของสภาพแวดล้อม เอฟเฟกต์แสง (แบ็คไลท์) ประติมากรรมที่เป็นองค์ประกอบของสถาปัตยกรรม รูปปั้นตั้งพื้น เป็นต้น

7. การเลือกใช้วัสดุและการปรับสภาพ (หินอ่อน หินแกรนิต ไม้ ทองแดง ดินเหนียว ฯลฯ)

8.ลักษณะประจำชาติ

9.การรับรู้ส่วนบุคคลเกี่ยวกับอนุสาวรีย์

แผนการวิเคราะห์งานสถาปัตยกรรม

2. สไตล์ ทิศทาง สถาปัตยกรรมในรูปแบบขนาดใหญ่หรือขนาดเล็ก

3. วางในกลุ่มสถาปัตยกรรม (รวม, แยก,

ความสัมพันธ์กับภูมิทัศน์ บทบาทของรายละเอียดอินทรีย์ ฯลฯ) เปลือกโลก: ระบบผนัง ผนังก่ออิฐ หลังหุบเขา

โครงสร้าง โครงสร้างโครง โครงสร้างโค้ง ทันสมัย

การออกแบบเชิงพื้นที่ (พับ, สกรู, ฯลฯ )

4. วัสดุที่ใช้และการมีส่วนร่วมในการสร้างรูปลักษณ์ทางสถาปัตยกรรมพิเศษ ลักษณะงานของเขาอยู่ในการออกแบบ (เสา - ยก, โค้ง - สปริง, บัว - ส่วนที่เหลือ, ส่วนโค้ง - สูงขึ้น, โดม - มงกุฎ ฯลฯ )

5. ความคิดริเริ่มของภาษาสถาปัตยกรรมในงานเฉพาะ

แสดงผ่าน:

สมมาตร ความไม่สมมาตร ความไม่สมมาตร

จังหวะของส่วนรายละเอียด

ปริมาณ (แบนออก, แคบลงตามแนวตั้ง, ลูกบาศก์ ฯลฯ );

สัดส่วน (ความกลมกลืนของรายละเอียดและส่วนต่างๆ);

ความแตกต่าง (การต่อต้านรูปแบบ);

ภาพเงา (รูปทรงภายนอก);

ขนาด (ความสัมพันธ์กับบุคคล);

สีพื้นผิวและพื้นผิว

7. ลักษณะแห่งชาติของโครงสร้าง

8. การมีอยู่ของการสังเคราะห์ศิลปะ (ความเชื่อมโยงระหว่างสถาปัตยกรรม ประติมากรรม และจิตรกรรม)

9. ความประทับใจส่วนตัว

เชิงนามธรรม

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ศิลปะ

การวิเคราะห์เปรียบเทียบประติมากรรมโพลีไคลโทส “โดริโฟรอส”

และรูปปั้น “เดวิด” ของโดนาเทลโล

มินสค์, 2000

ศิลปะแต่ละยุคตลอดจนขั้นตอนของการพัฒนามนุษยชาติโดยรวมนั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยนวัตกรรม การกำเนิดของรูปแบบใหม่ การเติมเต็มด้วยเนื้อหาที่แตกต่างกัน และความต่อเนื่องของประเพณี ความต่อเนื่องของวัฒนธรรม

ในงานนี้โดยใช้ตัวอย่างผลงานประติมากรรมทรงกลมสองชิ้นฉันจะพยายามติดตามว่าหลักการใดที่แนะนำศิลปินในยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาและสมัยโบราณสิ่งที่ได้มาทางศิลปะของสมัยโบราณที่สะท้อนให้เห็นในศิลปะของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาองค์ประกอบใหม่ของความคิดสร้างสรรค์ทางศิลปะคืออะไร ปรากฏในสมัยเรอเนซองส์ ฉันวิเคราะห์ผลงานของ Donatello "David" (1440 - 43) และประติมากรรมของ Polykleitos "Doriphoros" (ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช)

ผลงานของ Polykleitos เรื่อง "Doriphoros" เป็นผลงานศิลปะยุคคลาสสิกในยุคคลาสสิก นี่คือยุคแห่งศิลปะโบราณที่รุ่งเรืองที่สุด ซึ่งเกี่ยวข้องกับความรุ่งเรืองของนครรัฐกรีกโบราณในศตวรรษที่ 5 - 4 พ.ศ อุดมคติด้านสุนทรียภาพแบบกรีกสะท้อนให้เห็นได้อย่างเต็มที่ในงานศิลปะ คลาสสิกกรีกซึ่งในสมัยโบราณได้รับการยอมรับว่าสมบูรณ์แบบและเป็นแบบอย่าง การเล่นบทบาทของหลักการศูนย์กลางการจัดระเบียบในวัฒนธรรมศิลปะของสมัยโบราณอุดมคตินี้ในระดับที่มากหรือน้อยส่งผลกระทบโดยตรงหรือโดยอ้อมต่อหลัก งานศิลปะจากสมัยโบราณ หนึ่งในภาพที่ได้รับการยกย่องมากที่สุดคือชายหนุ่มร่างผอมเพรียว นักกีฬาผู้ไม่มีความขัดแย้งภายในหรือความวุ่นวายทางจิตใจ ทัศนคติของเขามีความสมดุลไม่แยแส รูปลักษณ์มั่นคงสงบ

ในรูปลักษณ์ที่สมบูรณ์ทางกายภาพ เราสามารถสัมผัสได้ถึงความสมบูรณ์ของธรรมชาติและความน่าเชื่อถือ ผู้สร้าง Ancient Hellas พยายามที่จะสื่อถึงรูปปั้นของนักกีฬาซึ่งไม่ใช่ลักษณะส่วนบุคคลหรือลักษณะส่วนตัวมากนัก แต่จำเป็น คุณสมบัติทั่วไปบุคคลที่สมบูรณ์แบบ คุณสมบัติที่เป็นสากลและมีคุณค่าที่สุดของเขาจากมุมมองของวัฒนธรรมโบราณ ความสำคัญของภาพลักษณ์ของฮีโร่ที่ต่อสู้เพื่อสร้างความสามัคคีสากลบนโลกด้วยความช่วยเหลือจาก ความแข็งแกร่งทางกายภาพ,ความคล่องตัว,ความกล้าหาญ,ความมุ่งมั่น ในการต่อสู้ครั้งนี้เองที่คุณค่าของความพยายามอย่างกล้าหาญถูกเปิดเผย ความพร้อมสำหรับพลังงานมหาศาลแห่งการเอาชนะ สะท้อนถึงความสมบูรณ์แบบที่แท้จริง และความรู้สึกในแง่ดีของการครอบครองโลกของมนุษย์ได้ถูกรวบรวมไว้ ความงามของความเป็นเอกลักษณ์ เปลี่ยนแปลงได้ และเลียนแบบไม่ได้นั้นเป็นสิ่งที่แปลกจากจิตสำนึกทางศิลปะกรีกในช่วงการก่อตัวของวัฒนธรรมโบราณ วัตถุหลักของภาพคือเทพเจ้าและวีรบุรุษในตำนานซึ่งแสดงภาพลักษณ์ของบุคคลในอุดมคติ ความงามประเภทนี้รวมอยู่ในผลงานของ Polykleitos

เช่นเดียวกับที่สมัยโบราณวางรากฐานสำหรับการพัฒนาศิลปะเรอเนซองส์ ยุคเรอเนซองส์ก็กลายเป็นแหล่งที่มาของแรงบันดาลใจสำหรับการพัฒนาวัฒนธรรมยุโรปสมัยใหม่ต่อไป แก่นแท้ของความงามยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาคืออะไร? การก่อตัวของโลกทัศน์ทางศิลปะรูปแบบใหม่ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากก้าวที่เพิ่มขึ้น ชีวิตจริงการเคลื่อนไหวของสังคมที่มีพลวัตมากขึ้นในเวลาและสถานที่

ตัวละครหลักของยุคซึ่งเป็นศูนย์กลางทางวัฒนธรรมแบบหนึ่งกลายเป็นคนที่กระตือรือร้นมีความมุ่งมั่นและมีอิสระที่ใฝ่ฝันที่จะตระหนักถึงอุดมคติทางโลกที่น่าตื่นเต้น ราวกับว่าชายยุคเรอเนซองส์เป็นครั้งแรกรู้สึกถึงความหลากหลายของความเป็นไปได้อันไร้ขีดจำกัดของตัวเอง ซึ่งก่อนหน้านี้ยังไม่เป็นที่รู้จักและไม่มีการอ้างสิทธิ์ โลกภายในและภายนอกถูกเปิดเผยด้วยความหลากหลายที่ไม่เคยมีมาก่อน ความสมบูรณ์ ความฉลาด จินตนาการอันน่าทึ่ง ส่งเสริมการเปิดเผยตนเองอย่างสร้างสรรค์ ความนับถือตนเองซึ่งไม่ได้มีบทบาทพื้นฐานในวัฒนธรรมโบราณเพิ่มขึ้น ชายยุคเรอเนซองส์ถูกดึงดูดด้วยจิตวิญญาณอันกล้าหาญของความคิดนอกรีตและชีวิตที่เต็มไปด้วยการกระทำที่เข้มข้น ประติมากรรมซึ่งเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับสถาปัตยกรรมในยุคกลาง ได้รับการดำรงอยู่อย่างเป็นอิสระ มีรูปปั้นตั้งพื้น อนุสาวรีย์แห่งความร่วมสมัย และภาพเหมือนเชิงประติมากรรมปรากฏขึ้น ธีมและรูปภาพของประติมากรรมไม่เพียงดึงมาจากพระคัมภีร์ศักดิ์สิทธิ์เท่านั้น แต่ยังมาจากอีกด้วย ตำนานโบราณ- ภาษาพลาสติกแบบใหม่ของประติมากรรมกำลังก่อตัวขึ้น โดยอาศัยการศึกษาธรรมชาติและมรดกโบราณ ศูนย์กลางชั้นนำของยุคเรอเนซองส์คืออิตาลี ซึ่งศิลปะและวัฒนธรรมเจริญรุ่งเรืองอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน

โดนาเทลโล - ตัวแทนที่สดใสยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาตอนต้นในอิตาลี ผลงานชิ้นหนึ่งของเขาคือ “เดวิด” จาก Bargelo ภาพของเดวิดมีการนำเสนออย่างกว้างขวางในศิลปะยุโรป A. Verrocchio และ Michelangelo กล่าวถึงตัวละครนี้ ภาพที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือภาพของดาวิดในฐานะผู้พิชิตโกลิอัท นี่คือวิธีที่เขาแสดงให้เห็นในงานของโดนาเทลโล ไม่เคยมีมาก่อนในผลงานของเขาที่โดนาเทลโลเข้าใกล้สมัยโบราณถึงขนาดนี้ เดวิดในวัยเยาว์ถูกพรรณนาว่าเป็นเด็กชายเปลือยเรียวที่มีรูปร่างยืดหยุ่นและมีผมยาว โดยสวมหมวกคนเลี้ยงแกะพันด้วยพวงหรีดลอเรล เขาพิงดาบหนักและวางเท้าบนศีรษะที่ถูกตัดขาดของโกลิอัท เขายืนนิ่งราวกับไม่ตระหนักถึงความยิ่งใหญ่ของความสำเร็จที่เขาทำสำเร็จ รูปปั้นของเดวิด (เช่นเดียวกับรูปปั้นดั้งเดิมของ Doryphorus) ทำด้วยทองสัมฤทธิ์ ตั้งแต่ช่วงอายุ 30 - 40 ปี ศตวรรษที่สิบห้า ศิลปินหันมาใช้วัสดุที่ยืดหยุ่นและยืดหยุ่นได้มากขึ้นซึ่งปกปิดความเป็นไปได้ของพลาสติกที่ร่ำรวยที่สุดไว้ในตัวมันเอง

องค์ประกอบใดของศิลปะโบราณที่มีอยู่ใน “ดาวิด”? ประการแรก ภาพเปลือยของตัวละคร ซึ่งเราเห็นในตัวอย่าง "Doriphoros" ของ Polykleitos เสื้อผ้าของเดวิดมีเพียงหมวกที่พันด้วยใบไม้และสนับที่ตกแต่งอย่างหรูหรา เขายืนอย่างสงบในท่าสบายๆ มองลงมาจากด้านบนและแสดงออกถึงความสงบอันสนุกสนานที่ทำให้เราประหลาดใจในงานกรีก วีรบุรุษแห่งพันธสัญญาเดิมสอดคล้องกับอุดมคติทางศิลปะทางร่างกายของศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช ควรสังเกตว่าธีมของฮีโร่ที่ได้รับชัยชนะนั้นเป็นธีมที่ชื่นชอบของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาของอิตาลี ในทำนองเดียวกัน Polyclitus จะรวบรวมอุดมคติของเขาที่เป็นนักกีฬา-พลเมืองไว้ในรูปปั้นทองสัมฤทธิ์ของชายหนุ่มที่มีหอก หล่อประมาณ 450 - 440 พ.ศ นักกีฬาเปลือยเปล่าที่ทรงพลังแสดงออกมาในท่าทางที่สงบและสง่างาม เขาถือหอกในมือซึ่งวางอยู่บนไหล่ซ้ายแล้วหันศีรษะเล็กน้อยมองไปในระยะไกล ดูเหมือนว่าชายหนุ่มเพิ่งก้าวไปข้างหน้าและหยุด เขาถ่ายน้ำหนักทั้งหมดของร่างกายไปที่ขาขวา ประติมากรสามารถเอาชนะความแข็งและความไม่สามารถเคลื่อนไหวตามเงื่อนไขของรูปปั้นโบราณได้ด้วยระบบการคิดที่ดีของส่วนต่าง ๆ ของร่างกายที่สมดุล: สะโพกขวาที่ยกขึ้นนั้นสอดคล้องกับไหล่ที่ลดลงและในทางกลับกันสะโพกซ้ายที่ลดลงนั้นสอดคล้องกับไหล่ที่ยกขึ้น . ประติมากรมอบความสบายและความมีชีวิตชีวาให้กับท่าทางของนักกีฬา (6)

ด้วยความสมจริงที่น่าทึ่ง ปรมาจารย์ได้ถ่ายทอดกล้ามเนื้ออันงดงามของร่างกายที่พัฒนาแล้วด้วยทองสัมฤทธิ์: กล้ามเนื้อแขนที่แข็งแรง กล้ามเนื้อหน้าอกและหน้าท้องที่ยื่นออกมาอย่างเด่นชัด คอที่แข็งแกร่ง และขาที่ได้รับการฝึกฝนมาอย่างดีของนักกีฬา ร่างของชายหนุ่มแสดงพลังอันยับยั้งชั่งใจออกมา ความกล้าหาญ ความชัดเจนของจิตวิญญาณ และความพร้อมสำหรับความกล้าหาญนั้นแสดงออกมาในความสงบที่ไม่อาจรบกวนจิตใจของใบหน้าที่สวยงาม เบื้องหน้าเราคืออุดมคติแห่งยุค - บุคลิกภาพที่หลากหลายและครบถ้วน ความงามของบุคคลกลายเป็นตัวชี้วัดคุณค่าของโลกที่จัดอย่างมีเหตุผลสำหรับโพลีไคลโตส อาจารย์ยืนยันความคิดที่ว่าแต่ละคนต้องปรับปรุงเพื่อรับใช้เมืองของตน

ก่อนอื่น David ของ Donatello เป็นชายหนุ่มโดยทั่วไป เป็นฮีโร่ที่มีร่างกายสูงส่งในอุดมคติ David ของ Donatello มีความสงบอย่างยิ่ง ทั้งในท่าที่โดดเดี่ยวและไตร่ตรอง ชัยชนะทำให้ดาวิดไม่เพียงแต่มั่นใจในความแข็งแกร่งและความถูกต้องของเขาเท่านั้น แต่ยังสะท้อนถึงเหตุผลของทั้งสองอย่างด้วย และบางทีอาจเป็นเงาของการหลงตัวเองด้วย “เดวิด” โดนาเทลโล แม้จะอายุยังน้อย แต่เขาก็เป็นฮีโร่อย่างแท้จริง นักกีฬาที่เราเชื่อมั่นในชัยชนะเหนือโกลิอัทยักษ์

น่าเสียดายที่ "Doriphoros" ต้นฉบับของ Polykleitos ยังมาไม่ถึงเรา เราสามารถตัดสินงานนี้ได้จากสำเนาโรมันเท่านั้น แต่ถึงแม้สำเนานี้จะยังให้แนวคิดเกี่ยวกับผลงานอันงดงามของ Polykleitos จนถึงทุกวันนี้ “ดอริฟอรัส” ยังคงเป็นหนึ่งในภาพที่สวยงามที่สุดของมนุษย์ในงานศิลปะโลก

ควรสังเกตว่า Polykleitos ก็เป็นนักทฤษฎีศิลปะด้วย Polyklet คำนวณขนาดของส่วนต่างๆ ของร่างกายและความสัมพันธ์ระหว่างกันอย่างแม่นยำทางคณิตศาสตร์ เขาเอาส่วนสูงของมนุษย์เป็นหน่วยวัด เมื่อสัมพันธ์กับความสูง ศีรษะเป็น 1/7 ใบหน้าและมือเป็น 1/10 เท้าเป็น 1/6 “ความสำเร็จของงานศิลปะ” ปรมาจารย์ยืนยัน “ได้มาจากความสัมพันธ์เชิงตัวเลขมากมาย และสิ่งเล็กๆ น้อยๆ ก็สามารถขัดขวางมันได้”

ตำแหน่งของร่างของเดวิดเป็นไปตามกฎของ Polykleitan ซึ่งรูปปั้นควรวางบนขาข้างหนึ่งเป็นหลักในขณะที่อีกข้างมีน้ำหนักน้อยกว่า กฎเหล่านี้ซึ่งถูกมองว่าเป็นการแสดงออกถึงการเอาชนะแรงโน้มถ่วงที่ชัดเจนและกลมกลืนด้วยความช่วยเหลือของกลไกอันมหัศจรรย์ของร่างกายนั้นถูกปฏิบัติตามตลอดงานศิลปะโบราณ บรรทัดฐานนี้ไม่เป็นที่รู้จักในงานศิลปะยุคหลังโบราณ เนื่องจากสามารถพบได้ในตัวอย่างคลาสสิกใดๆ จึงให้ความสนใจอยู่ตลอดเวลา อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ในรูปปั้นแบบโกธิก มันเป็นเพียงการเพิ่มคุณค่าให้กับคลังแสงของลวดลาย ซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกเขาพอใจกับการพาดพิงถึงมันแบบปัจเจกบุคคล - ตอนนี้ในงานของโดนาเตลโล เราพบว่าลวดลายนี้เป็นปัญหาทางศิลปะที่มีความสำคัญพื้นฐานอย่างต่อเนื่อง ได้รับการแก้ไขในการพัฒนาร่างกายที่เปลือยเปล่า (4)

นวัตกรรมใดที่ทำเครื่องหมายรูปปั้นของ "เดวิด" โดยโดนาเทลโล ประการแรกภาพเปลือย เป็นเวลากว่าพันปีแล้วที่ภาพเปลือยไม่ได้มีบทบาทใดๆ ในงานศิลปะ จากการที่คริสเตียนปฏิเสธลัทธิลัทธิร่างกายได้ขับไล่มันออกไป เพื่อที่จะแสดงภาพนั้นเฉพาะในกรณีที่เนื้อหาของสิ่งที่แสดงนั้นเรียกร้องอย่างเต็มที่ ตอนนี้ Donatello - ตรงกันข้ามกับประเพณีทั้งหมด - แสดงให้เห็นถึงฮีโร่ของพันธสัญญาเดิมที่เปลือยเปล่าซึ่งต่อหน้าเขาทำเฉพาะเมื่อวาดภาพตุ๊กตาตกแต่งของเด็กทารกและอัจฉริยะ ลักษณะทั้งหมดของรูปปั้นพิสูจน์ให้เห็นว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสมัยโบราณ ไม่มีงานอื่นของโดนาเทลโลที่ซึ่งจิตวิญญาณจะถูกผลักไสอย่างเข้มแข็งไปยังเบื้องหลัง เด็กชายที่ได้รับชัยชนะยืนราวกับแยกตัวออกจากกัน ราวกับว่าเรากำลังพูดถึงบางสิ่งที่ถูกมองข้าม และไม่เพียงแต่ศีรษะที่มีการตีความในอุดมคติเท่านั้น แต่ยังรวมถึง ทั้งร่างกายเป็นไปตามต้นแบบโบราณ แม้ว่าใครจะสังเกตได้ว่าโดนาเทลโลยังคงกลัวที่จะพรรณนาถึงภาพเปลือยที่เบ่งบานและล่ำสันซึ่งดึงดูดช่างแกะสลักแห่งยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาสูง ท่าทางของเดวิดยังคงสะท้อนถึงเส้นโค้งแบบโกธิกที่มีลักษณะเฉพาะ เขามีแขนที่บางและบาง ใบหน้าของเขามีหมวกบัง ซึ่งเป็นของที่ระลึกสไตล์โกธิค ไม่มองผู้ชม ท่าทางของขาของเขาถูกปลอมตัวด้วยดาบและศีรษะของโกลิอัท แต่ถึงกระนั้น ในรูปปั้นนี้ โดนาเทลโลก็เข้าใกล้สมัยโบราณอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนในงานทั้งช่วงแรกและช่วงปลายของเขา เราจะเห็นการเกิดขึ้นของความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับความสำคัญของร่างกายสำหรับงานศิลปะ “การกระทำอันเป็นอัจฉริยะของ Donatello ประกอบด้วย ประการแรก ความจริงที่ว่าเขาตระหนักถึงความสำคัญที่ยิ่งใหญ่ของปัญหานี้ และสะท้อนจุดยืนนี้ในงานของเขา และประการที่สอง ความจริงที่ว่าเขาเชื่อมโยงวิธีแก้ปัญหานี้กับความสำเร็จในสมัยโบราณ การเคลื่อนไหวของร่างกายแต่ละครั้งประกอบด้วยช่วงเวลาทั่วไปหรือช่วงเวลา จำกัด ในท้องถิ่นหรือส่วนบุคคลเกือบไม่ จำกัด การสำแดงและการเลือกช่วงเวลาที่สำคัญที่สุดและแสดงออกมากที่สุดสำหรับศูนย์รวมพลาสติกของการทำงานของกลไกร่างกายในความสัมพันธ์ การเคลื่อนไหวที่คงที่ของอวัยวะและข้อต่อนั้นเป็นงานนั้นอย่างแน่นอน ในการแก้ปัญหาที่ชาวกรีกมุ่งความสนใจไปที่ความพยายามมานานหลายศตวรรษ พลังทางศิลปะ- ด้วยประสบการณ์ที่สั่งสมมาในระหว่างกระบวนการนี้ พวกเขาจึงมาถึงจุดสูงสุดที่แทบจะบรรลุไม่ได้ในการพรรณนาถึงร่างกายมนุษย์ ยุคกลางละเลยความสำเร็จของศิลปะโบราณนี้ การค้นพบมันอีกครั้งและผสมผสานกับการพัฒนางานศิลปะใหม่ๆ ถือเป็นข้อดีของ Donatello “ เดวิด” นี้แตกต่างอย่างมากจากผลงานแบบโกธิกของประติมากร เราสามารถพูดได้ว่าตัวเลขนี้สิ้นสุดระยะเวลาของการวางรากฐานของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา - และในขณะเดียวกันก็เป็นจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ในประวัติศาสตร์ ศิลปะอิตาเลียน.

ดังที่นักวิจารณ์ศิลปะคนหนึ่งตั้งข้อสังเกตเกี่ยวกับพัฒนาการของศิลปะในขั้นตอนนี้: “ความทันสมัยพูดถึงสมัยโบราณในแง่ที่เท่าเทียมกัน เหมือนปรมาจารย์ต่อผู้เชี่ยวชาญ แรงกระตุ้นแรกคือการชื่นชมและการเลียนแบบ ผลลัพธ์สุดท้ายคือการสังเคราะห์ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน”

วี.วี. Bibikhin เขียนว่า "ในความพยายามที่จะเปิดโบราณวัตถุ (ยุคเรอเนซองส์) ได้สร้างสิ่งใหม่ขึ้นมาใหม่"

วรรณกรรม 1. บิบิคิน วี.วี.ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาใหม่

- - อ.: ใหม่ “วิทยาศาสตร์” “ความก้าวหน้า - ประเพณี” 1998.

2. วิปเปอร์ บี.อาร์. ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาของอิตาลี XIII-XVI ศตวรรษ - ม.: ศิลปะ. 1977. 3. กูคอฟสกี้ M.A.ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาของอิตาลี

- ต. II. - เลนินกราด: สำนักพิมพ์แห่งอาศรมแห่งรัฐ 1961.

4. Dvorak M. ประวัติศาสตร์ศิลปะอิตาลีในยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา ต. 1 ม.: ศิลปะ 1978. 6. ริฟคิน บี.ไอ.ศิลปะโบราณ

/ประวัติศาสตร์ศิลปะขนาดเล็ก - อ.: “ศิลปะ”, 2515.

เอ็ม. ดโวรัก. ประวัติศาสตร์ศิลปะอิตาลีในสมัยเรอเนซองส์ ต. 1 ม.: ศิลปะ 2521

Chastel A. การกระทำในยุคเรอเนซองส์ - ใน: ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา: การศึกษาด้านล่าม, นิวยอร์ก, ลอนดอน; เมทูเอน 1982. 238.

บีบิคิน วี.วี. ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาใหม่ - อ.: MAIK วิทยาศาสตร์ ความก้าวหน้า - ประเพณี. 1998.

1) ตำแหน่งของประติมากรรม (พื้นที่ปิด พื้นที่เปิด) แล้วจึงได้รับการออกแบบให้มีมุมมองเฉพาะหรือไม่?

2) ขนาดของประติมากรรม วิธีโต้ตอบกับอวกาศและมนุษย์ในกรณีนี้ ปัญหาของแท่น (การไม่มี การมีอยู่)

3) วงดนตรีประติมากรรม/สถาปัตยกรรม (เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มหรือไม่ อยู่ในสถานที่ใด)

4) ความเป็นสามมิติของตัวภาพเอง (ประติมากรรมทรงกลม ภาพนูน: ภาพนูนต่ำ/ภาพนูนสูง/ภาพนูนเคาน์เตอร์)

5) วัสดุ เหตุผลในการเลือกวัสดุเฉพาะนี้ คุณสมบัติที่แสดงออก วิธีการผลิต (เชิงลบ บวก) ลักษณะสี: สีของวัสดุเอง การระบายสี ความสัมพันธ์กับแสง

6) วิธีการประมวลผลและพื้นผิวของวัสดุในส่วนต่างๆ

7) ความปิด/ความเปิดของรูป ประเภทของการเคลื่อนไหว: เปิด/ปิด, เชียสมุส/คอนทราโพสโต/ไม่มี

9) 8) การถ่ายทอดโครงเรื่องความสำคัญทางประวัติศาสตร์ความประทับใจทั่วไป

เดวิด, ไมเคิลแองเจโล. งานนี้มีขนาดมหึมา (มากกว่า 5 เมตร) มันถูกนำเสนอต่อสาธารณชนเป็นครั้งแรกในจัตุรัสขนาดใหญ่ถัดจากอาสนวิหารซานตามาเรียเดลฟีโอเร เธอครอบงำผู้ชมและพื้นที่โดยรอบอย่างชัดเจน มันตั้งอยู่บนแท่นเล็กๆ ที่เลียนแบบพื้นและไม่ทำให้ร่างอยู่ห่างจากผู้ชมมากเกินไป ประติมากรรมนี้ตั้งใจให้ชมได้รอบด้านอย่างเพียงพอ ระยะทางไกลมุมมองที่แสดงออกมากที่สุดสามารถพิจารณาได้เมื่อการจ้องมองของเดวิดจับจ้องไปที่ผู้ชมโดยตรง ประติมากรรมนั้นเป็นอิสระอย่างแท้จริง มันทำจากหินอ่อนซึ่งเป็นวัสดุที่เหมือนมีชีวิตมากที่สุด แต่ในการเคลื่อนไหวของเดวิดเองเราสามารถสัมผัสได้ถึงขนาดของบล็อกซึ่งเกินกว่าที่ช่างแกะสลักจะก้าวไปไม่ได้ หินอ่อนเกี่ยวข้องกับเทคนิคการทำงานเชิงลบเมื่อร่างเริ่มโดดเด่นจากชิ้นใหญ่ทั่วไปโดยการแยกปริมาตร (เป็นเรื่องยากมากที่จะจินตนาการได้ทันทีว่าสถานที่ใดและต้องเอาออกมากน้อยเพียงใดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ) ผู้เขียนใช้หินสีอ่อนในทางบวก: ประการแรกโทนสีอบอุ่นทำให้รูปปั้นเข้าใกล้บุคคลมากขึ้น และประการที่สอง ลดมวลลงด้วยสายตา ซึ่งเป็นสาเหตุที่ร่างของเดวิดดูไม่หนักและใหญ่นักสำหรับเรา . ใบแจ้งหนี้หลักที่โอนคือ ร่างกายมนุษย์- Michelangelo ขัดพื้นผิวอย่างระมัดระวัง แต่ไม่ได้ลงรายละเอียดทั้งหมด รายละเอียดเล็กๆ น้อยๆด้วยเหตุนี้รูปร่างจึงดูเป็นธรรมชาติสำหรับเรามากและมีภาพเงาที่เรียบเนียนมาก เปิดองค์ประกอบ การเคลื่อนไหวหลักมุ่งเน้นไปที่ตัวตัวละครเอง: รูปลักษณ์ที่เฉียบขาด, ความรุนแรงของลักษณะใบหน้า, ท่าทางของเขาเอง เขาวางบนขาข้างหนึ่ง ขาอีกข้างผ่อนคลาย โดยการแบ่งส่วนแนวตั้งอย่างชัดเจนออกเป็นครึ่งหนึ่งแบบคงที่และไดนามิก นวัตกรรมอีกประการหนึ่งของ Michelangelo คือการที่เขาวาดภาพเดวิดก่อนการต่อสู้กับโกลิอัท ซึ่งเพิ่มโศกนาฏกรรมมากยิ่งขึ้น ดังนั้นเราจึงพบกับฮีโร่ผู้ยิ่งใหญ่ที่มั่นใจในความแข็งแกร่งและความสามารถของเขาที่จะเอาชนะอุปสรรคไม่ว่าจะเรื่องอะไรก็ตาม ภาพลักษณ์ทั้งหมดของเขาสะท้อนให้เห็นถึงความน่าสมเพชที่กล้าหาญ

อดัมกับแอปเปิ้ล ปรมาจารย์แห่งซาลซ์บูร์กในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 16

ประติมากรรมขนาดเล็กมากน่าจะยืนอยู่ในช่องบางช่องในพื้นที่ปิด ไม่ต้องการมุมมองเฉพาะเจาะจง แต่ต้องรับรู้จากระยะใกล้พอสมควร ร่างของอดัมยืนอยู่บนฐานที่ค่อนข้างใหญ่ซึ่งทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน ซึ่งแยกมันออกจากสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมาก น่าเสียดายที่ไม่มีใครทราบแน่ชัดว่าเขาเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มประติมากรรมหรือไม่ แต่ตัดสินโดย รูปร่างสันนิษฐานได้ว่ามันแยกจากกัน เบื้องหน้าเราคือประติมากรรมสามมิติที่ได้รับการประมวลผลอย่างดีจากทุกด้าน แต่เนื่องจากตำแหน่งของมันไม่ได้หมายความถึงการตรวจสอบระนาบด้านหลัง ร่างของอดัมทำจากไม้ที่มีเฉดสีอบอุ่น มันเกี่ยวข้องกับการทำงานในเทคนิคเชิงลบ เทคนิคการตัด วัสดุนี้ใช้งานได้ค่อนข้างยากเนื่องจากผู้เขียนถูกจำกัดไม่เพียงแต่ขนาดของบล็อกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงทิศทางของเส้นใยไม้ด้วย เนื่องจากการทำงานในแนวตั้งฉากกับวัสดุนั้นไม่สะดวกอย่างยิ่ง สีของวัสดุนั้นค่อนข้างมืด แต่ความอบอุ่นของมันทำให้รูปร่างดูมีชีวิตชีวา ไม้ช่วยให้ขัดเงาได้เรียบเนียนมาก การเล่นแสงที่ละเอียดอ่อนมากบนพื้นผิวสะท้อนให้เห็น การแสดงลอนผมที่ยอดเยี่ยม เปิดท่าข้อ จำกัด บางประการที่เห็นได้ชัดเจนประการหนึ่งของการเคลื่อนไหวที่เกิดจากขนาดชิ้นงานที่แน่นอน Chiasmus: รองรับขาข้างเดียว แขนกางไปในทิศทางที่ต่างกัน ความเหลี่ยมมุมของร่างทั้งหมดก็สังเกตเห็นได้ชัดเจนเช่นกัน - อิทธิพลของโครงสร้างของต้นไม้บนรูปปั้น โดยทั่วไปแล้ว ดูเหมือนว่าผู้ชมกำลังดูรูปปั้นขนาดเล็กและเปราะบางมาก ซึ่งด้วยเหตุนี้จึงดูค่อนข้างไม่คงที่ด้วยซ้ำ

รูปปั้นอาลักษณ์ คายา เซอร์. 3 พันปีก่อนคริสต์ศักราช

เบื้องหน้าเราคือรูปปั้นที่ควรตั้งอยู่ในสถานที่ฝังศพของขุนนาง ไม่ได้มีเจตนาให้เปิดเผยต่อสาธารณะบ่อยนัก แต่ถือเป็นส่วนบังคับของโครงสร้างทางสถาปัตยกรรม ร่างนี้มีขนาดกลาง เล็กกว่าชีวิตเล็กน้อย แต่ควรตั้งอยู่บนฐานสูงและโดดเด่นจากพื้นหลังของผู้คน รูปปั้นนี้เป็นหนึ่งในการตกแต่งประติมากรรมหลักในปิรามิดของอาลักษณ์คายา รูปนี้เป็นภาพสามมิติ แต่เป็นไปตามกฎของส่วนหน้า: สันนิษฐานว่าจะดูในโปรไฟล์หรือจากด้านหน้าโดยไม่ต้องใช้การรับรู้เชิงมุม ประติมากรรมนี้ทำจากหินทรายซึ่งเป็นวัสดุมาตรฐานของประเทศและยุคนี้ เทคนิคการประมวลผลวัสดุเกี่ยวข้องกับการใช้เทคนิคการตัดเชิงลบ รายละเอียดที่เชี่ยวชาญ ส่วนต่างๆร่างกายโดยเฉพาะ แขนยาว- วัสดุค่อนข้างมีรูพรุนซึ่งทำให้พื้นผิวของงานค่อนข้างไม่เรียบแต่งานจะถูกทาสีอยู่เสมอ เป็นเพราะเหตุนี้พื้นผิวจึงดูเรียบเนียนสำหรับเรา เบื้องหน้าเราคือประติมากรรมปิดและนิ่งอย่างยิ่ง ไม่มีการเคลื่อนไหวภายในหรือภายนอกซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของประติมากรรมอียิปต์โบราณ ใน ในกรณีนี้ผู้เขียนติดตามหลักการทั้งหมดในการวาดภาพร่างของอาลักษณ์: นั่งอยู่ในท่าดอกบัวถือสกรอลล์ในมือจ้องมองตรงไปข้างหน้าการปรากฏตัวของมนุษย์ (เช่นรอยพับของช่องท้อง) นี่คือลักษณะที่ราชอาลักษณ์ปรากฏต่อหน้าเรา ด้วยริมฝีปากที่แคบของเขาบีบแน่นและดวงตาของเขาจ้องมองอย่างเฉียบแหลม - ภาพสะท้อนของการแสดงออกที่หลากหลายของความยับยั้งชั่งใจ ความพร้อมในการเชื่อฟัง และไหวพริบที่คนสนิทในราชวงศ์ที่โดดเด่นควรมี

โดนาเทลโล งานฉลองของเฮโรด ค.ศ. 1427-1428 การตกแต่งแบบอักษรเซียนา

งานประติมากรรมนี้ควรอยู่ในการตกแต่งแบบอักษรเซียนาท่ามกลางการตกแต่งอื่น ๆ ที่คล้ายคลึงกัน มันไม่เพียงพอ เยี่ยมมากขนาดแนะนำให้รับชมจากระยะใกล้พอสมควร มีบางอย่างที่เป็นสไตล์ของเฟรมด้วยเหตุนี้ ตัวอักษรแยกออกจากพื้นที่ของผู้ดู เราได้รับการนำเสนอด้วยความโล่งใจที่มีปริมาณลดลงอย่างเห็นได้ชัด: ตัวเลขด้านหน้าค่อนข้างแยกออกจากเครื่องบินอย่างมาก (นูนสูง) แต่ทิวทัศน์ทางสถาปัตยกรรมด้านหลังแทบไม่โดดเด่น (นูนต่ำ) ด้วยเหตุนี้ จึงถือว่ามีมุมมองเดียวเท่านั้นที่จะมองเห็นตัวเลขทั้งหมดได้โดยไม่ลดลง ภาพนูนทำจากทองสัมฤทธิ์ซึ่งช่วยให้คุณสร้างแบบจำลองรูปร่างใด ๆ ก็ได้อย่างแน่นอนทุกระดับของรายละเอียดบางส่วนของบางส่วน วิธีการผลิต: การหล่อ พื้นผิวสีบรอนซ์สามารถเรียกได้ว่าค่อนข้างกระฉับกระเฉง: ในรูปมีพื้นผิวเรียบซึ่งสะท้อนแสงได้ดีมากพื้นหลังมีรายละเอียดละเอียดและพื้นผิวที่หยาบกว่าซึ่งเป็นเหตุให้สะท้อนแสงได้นุ่มนวลยิ่งขึ้น ในกรณีนี้ลักษณะของการเคลื่อนไหวและความมั่นคงของร่างควรมีลักษณะเกือบเหมือนภาพวาด การเคลื่อนไหวของตัวเลขอย่างแข็งขัน เบื้องหน้าคือรูปนักรบจากซาโลเม เบื้องหลังคือเพื่อนร่วมโต๊ะของเฮโรด กลุ่มกลางคือนักรบที่ถือจานที่ถูกตัดศีรษะและเฮโรดที่ถอยห่างจากเขาด้วยความหวาดกลัว และการเต้นรำ Salome ก็ยังคงสงบแม้ในสถานการณ์เช่นนี้ องค์ประกอบที่ซับซ้อน ดังนั้นเราจึงนำเสนอตัวอย่างหนึ่งของภาพนูนต่ำนูนที่ "งดงาม" ซึ่งการแสดงออกในรูปแบบรูปภาพและประติมากรรมมีบทบาทเกือบจะเหมือนกัน

ภาพเหมือนของเซ็ปติมิอุส เซเวรุส ศตวรรษที่ 3

งานไม่ใหญ่มาก ยืนในพื้นที่ปิด และไม่ได้ออกแบบให้มองระนาบด้านหลัง ประติมากรรมประเภทที่เฉพาะเจาะจงมากคือรูปปั้นครึ่งตัว ความไม่เป็นธรรมชาติดังกล่าวทำให้เขาแปลกแยกจากผู้ชมทันที ประติมากรรมชิ้นเดียวที่จำเป็นในการตกแต่งพื้นที่ วัสดุเป็นหินอ่อน มีชีวิตชีวามาก การประณีตของพื้นผิวที่แตกต่างกัน: ผมหยิกและเครา เสื้อผ้าที่พับอยู่ ใบหน้าที่ตึงเครียดและเรียบเนียนมาก มันดูดซับแสงทำให้เกิดแสงนุ่มนวลที่ทำให้ร่างดูมีชีวิตชีวา มีการเคลื่อนไหวภายในโดยเฉพาะซึ่งมุ่งเน้นไปที่ใบหน้าอย่างสมบูรณ์: กล้ามเนื้อที่ตึงของโหนกแก้ม, จ้องมองไปข้างหน้า การหมุนศีรษะสัมพันธ์กับไหล่สะท้อนถึงความมั่นใจและความยิ่งใหญ่ของจักรพรรดิในภาพ ความพยายามที่จะสื่อไม่เพียงแต่ภายนอกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลักษณะภายในของบุคคลด้วย