Что такое архитектура программного обеспечения?

Питер Илес (Peter Eeles)
Опубликовано 15.02.2006

Ни у кого не вызывает сомнений, что наш мир все более зависит от программного обеспечения. Программы — это основной элемент повсеместно используемых сотовых телефонов, а также комплексных систем управления воздушным движением.

По сути, многих новшеств, которые мы теперь воспринимаем как данность — в том числе таких организаций, как eBay или Amazon — просто не существовало бы, если бы они не были построены на программном обеспечении. Даже традиционные организации в финансовом, общественном и торговом секторах в значительной мере зависят от программного обеспечения. На сегодняшний день трудно найти организацию, которая хоть каким-либо образом не была вовлечена в сферу программного обеспечения.

Чтобы такие новшества и организации продолжали существовать, программное обеспечение, на котором они строят свою деятельность, должно обеспечивать необходимую производительность, иметь хорошее качество, быть доступным при необходимости и доставляться по приемлемой цене.

На все эти параметры оказывает влияние архитектура программного обеспечения, которая является темой данной статьи. В статье рассматриваются «преимущественно-программные системы», которые IEEE определяет следующим образом:

Преимущественно-программная система — это любая система, в которой программное обеспечение оказывает значительное влияние на проект, конструкцию, развертывание и развитие всей системы. [из IEEE 1471. См. далее раздел «Архитектура определяет».]

В данной статье термин «архитектура», если нет особых пояснений, — синоним термина «архитектура программного обеспечения». Хотя в статье основной упор делается на преимущественно-программных системах, важно иметь в виду, что такая система не может работать без аппаратного обеспечения, поэтому некоторые характеристики, такие как надежность или производительность, достигаются сочетанием программного и аппаратного обеспечения.

Поэтому в общем решении нельзя игнорировать аппаратный аспект. Более подробно это рассматривается далее в данной статье.

Архитектура определяет

Когда речь заходит об «архитектуре», обычно не возникает недостатка в определениях. Есть даже Web-сайты, которые собирают такие определения.

1 В данной статье мы используем определение стандарта IEEE Std 1472000, и тIEEE 1471 Рекомендуемые методы описания архитектуры преимущественно-программных систем IEEE.² Вот это определение, в котором жирным шрифтом выделены основные характеристики.

Архитектура — это базовая организациясистемы, воплощенная в ее компонентах, их отношениях между собой и с окружением, а также принципы, определяющие проектирование и развитие системы.

[IEEE 1471]

В этом стандарте также определяются следующие термины. связанные с данным определением:

Система — это набор компонентов, объединенных для выполнения определенной функции или набора функций. Термин «система» охватывает отдельные приложения, системы в традиционном смысле, подсистемы, системы систем, линейки продуктов, семейства продуктов, целые корпорации и другие агрегации, имеющие отношение к данной теме. Система существует для выполнения одной или более

миссий в своем окружении. [IEEE 1471]

Окружение, или контекст, определяет ход и обстоятельства экономических, эксплуатационных, политических и других влияний на систему. [IEEE 1471]

Миссия — это применение или действие, для которого одно или несколько заинтересованных лиц планируют использовать систему в соответствии с некоторым набором условий. [IEEE 1471]

Заинтересованное лицо

— это физическое лицо, группа или организация (или ее категории), которые заинтересованы в системе или имеют связанные с ней задачи. [IEEE 1471]

Мы видим, что в определениях часто употребляется термин «компонент». Тем не менее, большая часть определений архитектуры не определяет термина «компонент», и IEEE 1471 — не исключение, поскольку намеренно оставляет это понятие неопределенным, чтобы оно соответствовало множеству толкований, возможных в отрасли. Компонент может быть логическим или физическим, технологически-независимым или технологически-связанным, крупно- или мелкогранулированным. В этой статье я использую определение компонента по спецификации UML 2.0 в достаточно широком смысле, что позволяет охватить различные элементы архитектуры, которые могут нам встретиться, в том числе объекты, технологические компоненты (такие как корпоративные компоненты JavaBean), сервисы, программные модули, традиционные системы, архивы приложений и т.

д. Вот определение термина «компонент» по спецификации UML 2.0:

[Компонентом называется] модульная часть системы, которая инкапсулирует ее содержимое; воплощение компонента является замещаемым в его окружении. Поведение компонента определяется в терминах предоставляемого и требуемого интерфейсов. Таким образом, компонент используется в качестве типа, соответствие которого описывается этими двумя интерфейсами, предоставляемым и требуемым (объединяя как статическую, так и динамическую их семантику). ³

Приведенные здесь определения охватывают множество различных понятий, которые подробно обсуждаются далее в этой статье. Хотя в отрасли не существует общепризнанного определения понятия «архитектура», стоит рассмотреть некоторые другие определения, чтобы можно было обратить внимание на сходство между ними.

Рассмотрим следующие определения, в которых, как и раньше, выделены жирным шрифтом основные характеристики.

Архитектура — это набор значимых решений по поводу организации системы программного обеспечения, набор структурных элементов и их интерфейсов, при помощи которых компонуется система, вместе с их

поведением, определяемым во взаимодействии между этими элементами, компоновка элементов в постепенно укрупняющиеся подсистемы , а также стиль архитектуры который направляет эту организацию — элементы и их интерфейсы, взаимодействия и компоновку. [Крачтен (Kruchten]⁴

Архитектура программы или компьютерной системы — это структура или структуры системы, которые включают элементы программы, видимые извне свойства этих элементов и связи между ними.

[Басс (Bass) и др.]⁵

[Архитектура — это] структура организации и связанное с ней поведение системы. Архитектуру можно рекурсивно разобрать на части, взаимодействующие посредством интерфейсов, связи, которые соединяют части, и условия сборки частей. Части, которые взаимодействуют через интерфейсы, включают классы, компоненты и подсистемы. [UML 1.5]⁶

Архитектура программного обеспечения системы или набора систем состоит из всех важных проектных решений по поводу структур программы и взаимодействий между этими структурами, которые составляют системы. Проектные решения обеспечивают желаемый набор свойств, которые должна поддерживать система, чтобы быть успешной. Проектные решения предоставляют концептуальную основу для разработки системы, ее поддержки и обслуживания. [Мак-Говерн (McGovern)]⁷

Хотя определения несколько отличаются, мы можем видеть немалую степень сходства. Например, большинство определений указывают на то, что архитектура связана со структурой и поведением, а также только со значимыми решениями, может соответствовать некоторому архитектурному стилю, на нее влияют заинтересованные в ней лица и ее окружение, она воплощает решения на основе логического обоснования. Эти и другие темы рассматриваются ниже.

Архитектура определяет структуру

Если вы попросите описать «архитектуру», то девять человек из десяти обязательно упомянут о структуре. Это понятие в английском языке часто связывается со строительством зданий или некоторых других инженерных сооружений (engineering structure), например, мостов. Хотя существуют и другие характеристики этих элементов, такие как поведение, соответствие цели и даже эстетика, но именно термин «структура (structure)» наиболее известен и чаще всего упоминается.

Не удивляйтесь тому, что если вы попросите какого-либо человека описать архитектуру программного обеспечения, с которым он работает, то он, скорее всего, покажет схему, на которой будут изображены структурные аспекты системы — будь то архитектурные уровни, компоненты или распределенные узлы. Действительно, структура является важнейшей характеристикой архитектуры. Структурные аспекты архитектуры проявляются многими способами, и в результате большинство определений архитектуры сознательно оставляют неопределенными. Структурный элемент может быть подсистемой, процессом, библиотекой, базой данных, вычислительным узлом, системой в традиционном смысле, готовым продуктом и так далее.

Многие определения архитектуры признают также не только сами структурные элементы, но и композиции из структурных элементов, их связи (и любые соединительные звенья, необходимые для поддержки этих отношений), интерфейсы и разбиение. И вновь, каждый из этих элементов может быть представлен разными способами. Например, соединительное звено может представлять собой сокет, быть синхронным или асинхронным, быть связанным с конкретным протоколом и так далее.

Пример некоторых структурных элементов показан на рисунке 1. На рисунке изображена диаграмма классов UML, содержащая некоторые структурные элементы, которые представляют систему обработки заказов. Мы видим три класса — OrderEntry, CustomerManagement и AccountManagement. Класс OrderEntry зависит от класса CustomerManagement и от класса AccountManagement.

Рисунок 1: диаграмма класса UML class, демонстрирующая структурные элементы

Архитектура определяет поведение

Наряду с определением структурных элементов любая архитектура определяет взаимодействия между этими структурными элементами. Это такие взаимодействия, которые обеспечивают желаемое поведение системы. На рисунке 2 представлена диаграмма сценария UML, которая показывает несколько взаимодействий, которые в сумме позволяют системе поддерживать создание заказа в системе обработки заказов. Мы видим здесь пять взаимодействий. Сначала, деятель Sales Clerk создает заказ при помощи экземпляра класса OrderEntry. Экземпляр класса OrderEntry получает сведения о клиенте при помощи экземпляра класса CustomerManagement. Затем экземпляр класса OrderEntry использует экземпляр класса AccountManagement для того, чтобы создать заказ, внести в него элементы заказа, а затем разместить заказ.

Рисунок 2: диаграмма сценария UML, показывающая элементы поведения

Следует отметить, что рисунок два согласуется с рисунком 1 так, что мы можем извлечь зависимости, показанные на рисунке 1, из взаимодействий, определенных на рисунке 2. Например, экземпляр класса OrderEntry в процессе выполнения зависит от экземляра класса CustomerManagement, как показывают взаимодействия на рисунке 2. Эта зависимость отражается в отношении зависимости между соответствующими классами OrderEntry и CustomerManagement, как показано на рисунке 1.

Архитектура концентрируется на значимых элементах

Хотя архитектура определяет структуру и поведение, она определяет не все в структуре и не все в поведении. Она занимается только такими элементами, которые оцениваются как значимые. Значимые элементы — это элементы, которые имеют продолжительное и устойчивое действие, например, главные структурные элементы, элементы, связанные с основным поведением и элементы, которые определяют значимые свойства, такие как надежность и масштабируемость. Как правило, архитектура не имеет отношения к гранулярным деталям этих элементов. Архитектурную значимость можно также назвать экономической значимостью, поскольку главный признак, по которому некоторые элементы оцениваются выше остальных — это стоимость создания и стоимость изменения.

Поскольку архитектура фокусируется только на значимых элементах, она предлагает нам конкретную перспективу оцениваемой системы — перспективу, которая наиболее значима для разработчика архитектуры.⁸ В этом смысле архитектура — это некоторое обобщение системы, помогающее разработчику архитектуры управлять сложностью.

Стоит также отметить, что набор значимых элементов не является статичным и может измениться с течением времени. Он может изменитья при уточнении результата требований, идентификации рисков, создании исполняемой программы. Однако относительная стабильность архитектуры несмотря на изменения, в некоторой степени является признаком хорошей архитектуры, хорошо отлаженного процесса разработки и хорошего разработчика. Если архитектура требует постоянного пересмотра при относительно небольших изменениях, это плохой признак. Тем не менее, если архитектура относительно стабильна, это утверждение справедливо.

Архитектура уравновешивает потребности заинтересованных лиц

В конечном итоге архитектура создается для удовлетворения комплекса потребностей заинтересованного лица. Однако часто невозможно выполнить все выраженные пожелания. Например, заинтересованное лицо может попросить, чтобы некоторая функциональность укладывалась в определенный временной промежуток, но эти две потребности (функциональность и промежуток времени) являются взаимоисключающими. Можно либо уменьшить границы функции, чтобы она соответствовала расписанию, либо предоставить полную функциональность, но за более продолжительный отрезок времени. Аналогично, различные заинтересованные лица могут иметь противоречивые потребности и здесь должно быть достигнуто определенное равновесие. Поэтому принятие компромиссных решений является необходимым аспектом процесса разработки архитектуры, а преодоление трудностей — неотъемлемой чертой разработчика.

Просто для того, чтобы получить представление о близкой задаче, рассмотрим следующие потребности нескольких заинтересованных лиц:

• Конечный пользователь заинтересован в интуитивно понятном и корректном поведении, производительности, надежности, удобстве использования, доступности и безопасности;
• Системный администратор заинтересован в интуитивно понятном поведении, управлении и инструментах мониторинга;
• Специалист по маркетингу заинтересован в конкурентноспособных функциях, времени до выхода программы, позиционировании среди других продуктов и в стоимости;
• Клиент заинтересован в цене, стабильности и возможности планировать;
• Разработчик заинтересован в понятных требованиях и простом и непротиворечивом принципе проектирования;
• Руководитель проекта заинтересован в предсказуемости хода проектирования, планировании, продуктивном использовании ресурсов и бюджета;
• Специалист по сопровождению заинтересован в понятном, непротиворечивом и документируемом принципе проекта, а также в легкости, с которой можно вносить изменения.

Как видно из списка, еще одна проблема разработчика — это то, что заинтересованные лица заинтересованы не только в том, чтобы система обеспечивала необходимую функциональность. Многие пункты из списка интересов являются нефункциональными по характеру, так как они не влияют на функциональность системы (например, интерес по отношению к цене и планированию). Тем не менее, такие интересы формулируют свойства или ограничения системы. Нефункциональные требования очень часто являются самыми значимыми требованиями, поскольку в них заинтересован разработчик архитектуры.

Архитектура воплощает решения на основе логического обоснования

Важный аспект архитектуры — это не только конечный результат, то есть сама архитектура, но и ее логическое обоснование. Таким образом, важно обеспечить документирование решений, которые привели к созданию этой архитектуры, и логические обоснования таких решений.

Эта информация является значимой для многих заинтересованных лиц, особенно для тех, кто должен обслуживать систему. Она часто имеет ценность для разработчика архитектуры, когда ему нужно пересмотреть логические обоснования принятых решений, чтобы избежать ненужного повторения своих действий. Например, эта информация используется при пересмотре архитектуры, а разработчику нужно объяснить принятые ранее решения.

Архитектура может соответствовать некоторому архитектурному стилю

Большинство архитектур построены на основе систем, которые используют сходные наборы интересов. Сходство может быть определено как архитектурный стиль, который можно рассматривать как особый вид шаблона, хотя этот шаблон часто является сложным и составным (когда одновременно применяются несколько шаблонов). Как и шаблон, архитектурный стиль представляет собой кодификацию опыта, и для разработчиков архитектур было бы неплохо ждать случая, чтобы снова использовать этот опыт. Примеры архитектурных стилей включают распределенный стиль, стиль «каналы и фильтры», стиль с централизованной обработкой данных, стиль, построенный на правилах и так далее. Конкретная система может демонстрировать более одного архитектурного стиля. Вот как описывают архитектурный стиль Шоу и Гарлан (Show and Garlan):

[Архитектурный стиль] определяет семейство систем в терминах шаблона организации структуры. Точнее, архитектурный стиль определяет номенклатуру компонентов и типов соединительных звеньев, а также набор условий, в соответствии с которыми они могут соединяться.⁹

Еще одно определение в терминах UML:

[Шаблон] — это общее решение общей проблемы в данном контексте.¹⁰

Кроме повторного использования опыта, применение архитектурного стиля (или шаблона) несколько облегчает жизнь разработчиков, поскольку стиль обычно документирован в терминах рационального обоснования его использования (следовательно, меньше придется обдумывать) и в терминах его структуры и поведения (следовательно, придется выработать меньше документации по архитектуре, поскольку вместо этого мы может просто обратиться к стилю).

На архитектуру оказывает влияние ее окружение

Система размещается в некотором окружении, и это окружение оказывает влияние на архитектуру. Иногда это называют «архитектурой в контексте». В основном, окружение определяет границы, в которых должна работать система, а это, в свою очередь, влияет на архитектуру. Факторы окружения, оказывающие влияние на архитектуру — это миссия бизнеса, которую будет поддерживать архитектура, заинтересованные в системе лица, внутренние технические ограничения (например, требование соответствовать стандартам организации) и внешние технические ограничения (такие как необходимость взаимодействовать с внешней системой или соответствовать внешним регулятивным нормам).

И наоборот, как это ярко описано у Басса, Клементса и Кацмана (Bass, Clements и Kazman),¹¹ архитектура тоже оказывает влияние на свое окружение. Создание архитектуры изменяет окружение не только с технологической точки зрения — оно может, например, привносить в организацию многократно используемые активы — создание архитектуры может также изменить среду в терминах навыков, доступных в пределах организации.

Когда речь заходит о преимущественно-программных системах, то следует учитывать конкретные аспекты окружения, как было рассмотрено ранее в этой статье. Чтобы программа приносила пользу, она должна работать. Для того чтобы программа работала, ее запускают на некотором аппаратном обеспечении. Поэтому результирующая система представляет собой сочетание программного и аппаратного обеспечения, и именно это сочетание позволяет добиться таких характеристик, как надежность и производительность. Программное обеспечение не может достичь этих характеристик без аппаратного обеспечения, на котором оно выполняется.

Стандарт IEEE Std 12207-1995, IEEE Standard for Information Technology — Software Life Cycle Processes (Стандарт IEEE по информационным технологиям — Процессы жизненного цикла приложения) определяет систему иначе, чем ранее упомянутое определение стандарта IEE 1471 (которое концентрируется на преимущественно-программных системах), но при этом согласуется с определением системы в области системного проектирования:

[Системой называется] интегрированный комплекс, состоящий из одного или более процессов, аппаратных устройств, программ, средств и людей, предоставляющий возможность удовлетворить данную потребность или условие. [IEEE 12207]¹²

Техническое описание «A configuration of the Rational Unified Process® for Systems Engineering (RUP SE)» содержит похожее определение.

[Системой называется] набор ресурсов, предоставляющий сервисы, которые используются предприятием для выполнения цели или миссии бизнеса. Компоненты системы обычно состоят из аппаратного обеспечения, программного обеспечения, информационных ресурсов и сотрудников¹³.

В области системного проектирования компромисс достигается за счет использования программного обеспечения, аппаратного обеспечения и людей. Например, если ключевым фактором является производительность, то принимается решение реализовать определенные элементы системы в виде аппаратных устройств, а не программ или людей. Еще один пример: чтобы предоставить удобную для покупателей систему, принимается решение предоставить клиентский интерфейс в виде человека, а не программы или оборудования. Более сложные сценарии требуют добиться определенных характеристик системы через сочетание программного, аппаратного обеспечения и человека. (В соответствии с этим, в данном цикле статей в некоторых случаях даются ссылки на элементы, не являющиеся программным обеспечением. )

Интересно отметить, что системное проектирование особенно заинтересованно в том, чтобы рассматривать программное и аппаратное обеспечение (а также людей) как равноценные понятия, избегая таким образом неверных заключений, в которых аппаратные устройства рассматриваются как элементы второго сорта по сравнению с программами, или программное обеспечение рассматривается как второсортное по сравнению аппаратными устройствами и являющееся простым проводником для обеспечения нужной функции этих устройств.

Архитектура оказывает влияние на структуру коллектива

Архитектура определяет когерентные группировки родственных элементов, которые адресуют данный набор интересов. Например, архитектура системы обработки заказов может иметь определенные группировки элементов для ввода заказов, ведения счетов, работы с клиентами, выполнения заказа, интеграции с внешними системами, персистентности и безопасности.

Каждая из этих группировок может требовать различных наборов навыков. Поэтому имеет смысл выровнять структуры групп разработчиков программного обеспечения в соответствии с архитектурой после того, как она будет определена. Однако чаще встречается ситуация, когда первоначальная группа разработчиков оказывает влияние на архитектуру, а не наоборот. Это ошибка, которой следует избегать, поскольку в результате обычно получается архитектура, далекая от идеала. «Закон Конвея» утверждает, что «если у вас есть четыре группы, работающих над компилятором, то вы получите четырехпроходный компилятор». Практически мы часто непреднамеренно создаем архитектуры, которые являются отражением организации, создающей архитектуру.

Однако так же справедливо будет сказать, что это несколько идеализированное представление не всегда реально, поскольку, по причинам чисто прагматичным, реальная структура коллектива и доступные навыки представляют весьма ощутимое ограничение того, что могло бы быть, и разработчику следует это учитывать.

Архитектура представлена в каждой системе

Следует также отметить, что каждая система имеет архитектуру, даже если эта архитектура формально не документирована или система слишком проста, и, скажем, состоит из одного элемента. Обычно документирование архитектуры представляет собой очень ценное средство. Документированные архитектуры имеют тенденцию быть более продуманными — а, следовательно, более эффективными — чем недокументированные, поскольку процесс записи архитектуры естественным образом ведет к всестороннему обдумыванию.

И наоборот, если архитектура не документируется, трудно (если не невозможно) доказать, что она соответствует утвержденным требованиям в терминах адресных характеристик, таких как удобство обслуживания, заимствование передового опыта и так далее. Архитектуры, которые не документировались, как, кажется, большинство из тех, что существуют на сегодняшний день, имеют тенденцию быть случайными, а не продуманными.

Архитектура имеет особую область применения

Существует много видов архитектуры, лучше всего известна архитектура, ассоциируемая со строительством зданий и других гражданских инженерных сооружений. Даже в области разработки программного обеспечения мы часто встречаемся с различными формами архитектуры. Например, помимо понятия архитектура программного обеспечения мы можем столкнуться с такими понятиями, как корпоративная архитектура, системная архитектура, организационная архитектура, архитектура информации, архитектура аппаратного обеспечения, архитектура приложения, архитектура инфраструктуры и так далее. Вы услышите также и другие термины, каждый из которых определяет особую область разработки архитектуры.

К сожалению, в отрасли не существует соглашения о значении каждого из этих терминов или их отношениях друг к другу, в результате чего одни и те же термины могут иметь разные значения (омонимы), а два или более терминов могут обозначать одно и то же (синонимы). Однако об области применения некоторых из этих терминов можно сделать вывод на основании рисунка 3. Если вы внимательно изучите рисунок и описание, то определенно найдете элементы, с которыми вы не согласны или элементы, которые в вашей организации используются по-другому. Но в этом и смысл — показать, что термины используются в отрасли, но по поводу их значений нет согласия.

Рисунок 3: области применения различных терминов

Элементы, показанные на рисунке 3:

• Архитектура программного обеспечения (Software), главная тема данной статьи, как было определено выше;
• Архитектура аппаратного обеспечения (Hardware), которое включает такие элементы, как ЦПУ, память, жесткие диски, периферийные устройства, например, принтер, а также элементы, используемые для их соединения;
• Архитектура организации (Organization), которая включает элементы, имеющие отношение к бизнес-процессам, структурам организации, ролям и ответственности, а также основные области специализации организации;
• Структура информации (Information), включающая структуры, которые упорядочивают информацию;
• Архитектура программного обеспечения, архитектура аппаратного обеспечения, архитектура организации и архитектура информации, которые являются подмножеством целостной архитектуры системы (System), рассматривались ранее в данной статье;
• Архитектура корпорации (Enterprise), которая похожа на архитектуру системы тем, что тоже включает элементы, а именно: аппаратное и программное обеспечение и людей. Однако архитектура корпорации более сильно связана с бизнесом, так как она концентрируется на достижении бизнес-целей и занимается такими объектами, как быстрое реагирование на возникающие ситуации и эффективность организации. Архитектура корпорации может выходить за границы компании.

Как и следовало ожидать, существуют корреспондирующие формы разработчик архитектуры (например, разработчик архитектуры программного обеспечения, разработчик архитектуры аппаратного обеспечения и так далее) и разработка архитектуры (например, разработка архитектуры программного обеспечения, разработка архитектуры аппаратного обеспечения и так далее).

И сейчас, когда мы рассмотрели эти определения, многие вопросы остались без ответа. В чем заключается разница между архитектурой корпорации и архитектурой системы? Является ли корпорация системой? Архитектура информации и архитектура данных, которая встречается в некоторых преимущественно-информационных программах — это одно и то же? К сожалению, на эти вопросы нет согласованных ответов.

На сегодня вам следует просто знать, что эти разные термины существуют, но в отрасли нет непротиворечивых определений этих терминов и их взаимосвязей. Следовательно, можно рекомендовать выбирать термины, подходящие для вашей организации, и соответствующим образом их определять. Тогда вы, по крайней мере, добьетесь некоторой непротиворечивости и уменьшите вероятность недопонимания.

Заключение

В этой статье делается упор на определении основных характеристик архитектуры программного обеспечения. Однако на многие вопросы мы не ответили. В чем заключается роль разработчика архитектуры программного обеспечения? Какие основные действия должен выполнять разработчик архитектуры? В чем преимущества «разработки архитектуры»? На эти и другие вопросы мы ответим в следующих статьях этого цикла.

Благодарности

Содержание этой статьи было взято из книги, которая скоро должна выйти в свет и имеет рабочее название «The Process of Software Architecting» (Процесс разработки архитектуры программного обеспечения). В результате изложенное было прокомментировано многими людьми, которых я хочу поблагодарить, – это Греди Буч (Grady Booch), Дейв Брейнс (Dave Braines), Алан Браун (Alan Brown), Марк Диксон (Mark Dickson), Хольгер Хойсс (Holger Heuss), Келли Хаустон (Kelli Houston), Лун Дон Мин (Luan Doan-Minh), Филип Кручтен (Philippe Kruchten), Ник Розански (Nick Rozanski), Дейв Уильямс (Dave Williams) и Эойн Вудс (Eoin Woods).

Примечания

¹ Web-сайт Института разработки программного обеспечения (SEI), посвященный архитектуре — определения архитектуры, много хороших примеров. Cм. http://www.sei.cmu.edu/architecture/definitions.html

² Компьютерное общество IEEE, Рекомендуемые IEEE методы описания архитектуры преимущественно-программных систем: стандарт IEEE 1472000. 2000.

³ Object Management Group Inc. , UML 2.0 Infrastructure Specification: Document number 03-09-15 (Спецификация инфраструктуры языка UML 2.0: Документ номер 03-09-15). сентябрь 2003 г.

⁴ Philippe Kruchten, The Rational Unified Process: An Introduction, Third Edition (Филипп Крачтен, Rational Unified Process: введение, третье издание, издательство Addison-Wesley Professional 2003).

⁵ Len Bass, Paul Clements, and Rick Kazman, Software Architecture in Practice, Second Edition (Лен Басс, Пол Клементс и Рик Кацман , Практическая архитектура программного обеспечения, второе издание), издательство Addison Wesley 2003 год.

⁶ Object Management Group Inc., Спецификация унифицированного языка моделирования OMG версия 1.5, Документ номер 03-03-01. март 2003 г.

⁷ James McGovern, et al. , A Practical Guide to Enterprise Architecture (Джеймс Мак-Говерн и другие, Практическое руководство по архитектуре корпораций). Издательство Prentice Hall 2004 г.

⁸ Роль, которая будет рассмотрена в следующей статье этого цикла.

⁹ Mary Shaw and David Garlan, Software Architecture — Perspectives on an Emerging Discipline (Мэри Шоу и Девид Гарлан, Архитектура программного обеспечения — перспективы рождения предмета) Издательство Prentice Hall 1996 г.

¹⁰ Grady Booch, James Rumbaugh, and Ivar Jacobson, The Unified Modeling Language User Guide (Грэди Буч, Джеймс Рамбаф и Ивар Джекобсон (Руководство пользователя по унифицированному языку моделирования (UML) издательство Addison Wesley 1999 год.

¹¹ Bass et al.(Басс и другие), Цитируемое произведение.

¹² Компьютерное общество IEEE, Стандарт IEEE по информационным технологиям — Процессы жизненного цикла программного обеспечения. Стандарт IEEE 12207-1995.

¹³ Murray Cantor, «Rational Unified Process for Systems Engineering.» Журнал The Rational Edge, август 2003 г. (Мюррей Кантор, «Применение Rational Unified Process в системном проектировании». http://public.dhe.ibm.com/software/dw/rationaledge/aug03/f_rupse_mc.pdf

Ресурсы для скачивания

Похожие темы

«Некачественной архитектуры не бывает»

 Каталог «Качественная архитектура» выпускается журналом «Технологии строительства» и в этом году выходит четвертый раз. Его название содержит в себе остроумную, сознательно заложенную издателями двойственность: слово «качество» здесь вмещает сразу две темы, с одной стороны, привычное для критика понятие, означающее уровень художественного решения, а с другой – ясное всем остальным, коих большинство, качество реализации, включающее весь спектр проблем от инженерных решений до хороших материалов. В наш век хай-тека, когда одежку для архитектуры все чаще выбирают как бумагу для визиток – по каталогу, из набора стандартных панелей разных производителей, такой подход более чем актуален.

Итак, подобно тому, как прошедшая осенью премия журнала ARX объединяет архитекторов и заказчиков-девелоперов, каталог «Технологий строительства» собирает вместе архитекторов и производителей материалов для строительства. Соответственно, тексты в каталоге развернуто и очень обстоятельно описывают, из чего и как построен каждый дом, чем, безусловно, они очень интересны, так как и правда позволяют составить представление об архитектурном качестве со всех сторон – от замысла до кирпича. Разговоры на награждении неизбежно крутились вокруг извечной темы: «хорошее блюдо можно приготовить только из хороших продуктов», что само по себе, конечно, правда, хотя скептика точит мысль о том, можно ли и каким образом качественный провиант испортить… Но прочь сомнения – наградили, и правда, очень даже неплохую архитектуру.  Кроме того, расширяется география каталога: в прошлом году добавились питерские архитекторы, в этом – в нем с полным правом появились нижегородцы. Участие в каталоге это уже своего рода признание от составителей, однако вчера вручали дополнительную часть награды – «золотые мастерки» и дипломы, которые получила примерно половина построек, удостоенных публикации в томе 2007 года.

По словам организаторов, суть концепции, неизменной за все четыре года существования каталога, состоит в том, что решение не столько выносится жюри, сколько становится результатом опроса широкого круга архитекторов — таким образом, предполагается, что результат отражает мнение профессионального сообщества в целом. Поэтому вручаемая награда – это не премия в ее привычном понимании, а «благодарность российского сообщества людям, которые создают постройки, украшающие наши города». Определять народных избранников помогала комиссия из трех авторитетных архитекторов – А.В. Бокова, гендиректора «Моспроект-4», В. Н. Логвинова, президента Союза Московских архитекторов и С.А. Скуратова,  руководителя собственной мастерской.

Андрей Боков в своем выступлении сказал, что в теме каталога найдена правильная, незатейливая, «по-настоящему Ренессансная» (польза, прочность…) формула архитектуры – дом, который построен правильно, умно, из качественных материалов, не может быть плохим. Архитектор пожелал проекту успехов, оговорившись, что обычно трудно делиться словом «проект» с кем-то еще, кто не связан напрямую с зодчеством, но тут он делится с радостью. Виктор Логвинов отметил, что некачественной архитектуры не бывает, в противном случае это уже просто постройка.

Перед объявлением результатов организаторы сознались, что немного лукавят, приглашая сообщество «на дружескую встречу», а на самом деле желая проверить результат своей работы – важна ли тема качественной архитектуры вообще. Как выяснилось немного позднее, в этом году на награждение, которое проходило в зале  гостиницы «Ренессанс», собралось рекордно большое количество авторов выдвинутых проектов.

Первый диплом и «золотой мастерок» получил Дмитрий Александров за жилой дом «Перфоратор» на Большой Дмитровке в Москве. По его словам, «…здесь есть высокая планка качества, но отсутствует конкуренция, как в спорте и никто не спрашивает кто лучше. Потому что качество архитектуры определяет известная триада, составляющая инженерию, конструкцию, архитектуру, урбанистику».

Вторым на сцену вышел Александр Асадов, который получил два диплома – за реконструкцию здания Союза Архитекторов в Москве и за дом в Милорадове. Помимо диплома архитектор получил от компании «Винербергер» подарок и «самое ценное, что у них есть» — керамический кирпичик, на что ответил, что кирпич это самый древний строительный материал и «…представьте себе, как сложно постоянно изобретать из него что-то новое».

Также два диплома получил Тимур Башкаев – за офисное здание на ул. С. Макеева в Москве и за реконструкцию залов ожидания Ярославского вокзала. Евгений Герасимов – за жилой дом в Москве и Санкт-Петербурге.

Михаила Белова наградили сразу за Помпейский дом и за Клубный жилой дом на Воробьевых горах – при этом он сознался в собственной уверенности, что уже «своих премий отполучался», а увидев диплом, добавил – «а вот дипломов давно не получал».

СПИСОК НАГРАЖЕННЫХ

В области «Жилые и общественные здания» награды также получили:
Сергей Киселев – за многоэтажный жилой дом «Авангард»,
Мария Бэлица – за многофункциональное здание «Школа телевизионного мастерства под руководством В.В. Познера»,
Наталья Добровольская – за комплекс зданий Пенсионного Фонда РФ, Юрий Ильин-Адаев – за экспериментальную школу на 1000 человек,
Владимир Дунаев – за перинатальный медицинский центр,
Михаил Хазанов – за административно-общественный центр в Московской области,
Евгений Пестов – за жилой дом «Жираф» и жилой дом на ул. Володарского в Нижнем Новгороде,
Никита Явейн – за Вокзальный комплекс «Ладожский» и многофункциональный центр в Петербурге,
Михаил Крышталь – за лечебно-клинический центр на территории ГКБ им. С.П. Боткина,
Вадим Ленок – за реконструкцию хирургического комплекса ГКБ им. Н.И. Пирогова,
Виктор Логвинов – за жилой комплекс в Карамашевском проезде,
Александр Скреденас – за торговый центр «Глобал Сити»
Сергей и Наталья Трофимовы – за жилой дом в Москве,
Дмитрий Февралев и Александр Дехтяр – за административное здание в Н. Новгороде,
Василий Бандаков и Владимир Коваленко – за административно-общественный центр в Н. Новгороде,
Сергей Шестопалов – за многофункциональный центр «Новосущевский».

Спортивные сооружения
Дмитрий Буш – за Ледовый дворец на Ходынском поле,
Алескандр Годер – за конькобежный центра в «Коломне»,
Юрий Грошев – за «Величь Country Club»,
Полина Нодравчева – за конноспортивный клуб «Русский стиль»

Интерьеры
Виктор Глотов – за интерьер квартиры в новом доме по Молочному переулку

Загородные дома
Дмитрий Гейченко – за индивидуальный жилой дом в Жуковке и загородное архитектурное бюро,
Роман Леонидов – за «Особняк №29» в Подмосковье,
Вера и Александр Лобановы – за реконструкцию индивидуального жилого дома,
Александр Петунин – за дом из клееного бруса в поселке «Лесное озеро» Анна Щетинина – за «Дом-печь» в Баку.

Вручение диплома Д. Александрову

Золотые мастерки. Фотографии Ирины Фильченковой

Вручение диплома Н. Явейну

Вручение диплома Анне Щетининой

как здания и предметы гардероба бывают похожи

Междисциплинарность становится все более востребованным принципом в разных сферах общественной жизни, а в искусстве такой диалог кажется особенно продуктивным. Чувствуя потенциал творческой коллаборации, этой осенью мы запустили с коллегами из образовательного проекта Level One совместный проект «Экскурсии + лекции». А заодно поразмышляли о междисциплинарности на примере архитектуры и моды. В широком смысле их связь слишком очевидна. Гораздо интереснее наблюдать, как они пересекаются в более утилитарной плоскости. Например, когда здания копируют форму какого-либо предмета гардероба.

Дом-треуголка

Дом с необычной кровлей в 1960-х создал финский дизайнер Юрье Куккапуро. Он построил его в пригороде Хельсинки как собственное жилище с просторной мастерской.

Крыша в форме шляпы сделана из бетона, весит 250 тонн и занимает две трети всего дома. На строительство ушло два месяца.

Юрье Куккапуро: «Так как в 60−е я увлекался пластичными формами и проектировал стулья из стекловолокна, родилась идея круглого дома-«треуголки», где окна расположены не по двум сторонам, как у простого ангара, а по трем. К тому же бонусом мы получали симпатичные уличные террасы под скатами крыши. В конце 60−х грянул нефтяной кризис, и цены на полимеры взлетели до небес. Тогда выбор пал на бетон – материал не менее пластичный, к тому же недорогой».

Дом-ботинок

Сегодня в мире немало домов в форме обуви. Но первый появился в 1949 году в США, в штате Пенсильвания. Его построили по заказу преуспевающего башмачника Махлона Хейнса, заработавшего на обуви состояние. 

Длина дома – 12 метров, высота – 8. Деревянный каркас сооружения покрыт строительной сеткой, поверх которой нанесен цементный раствор. Раньше штукатурка была розовой, сейчас здание белого цвета. В доме пять уровней, подняться на каждый можно по наружной лестнице. 

Митра на башне

Такой игровой прием пусть и редко, но все же можно увидеть в культовых сооружениях — храмах и соборах. Посмотрим на католический собор в Иркутске. Он построен в 2000 году и вообще выглядит необычно для российских широт.

Неоконструктивистские формы появились благодаря польским архитекторам, работавшим над первоначальным проектом.

Есть здесь и еще одна интересная деталь: перемычка между двумя башнями в форме митры — головного убора высшего католического духовенства. 

Архитектурная вечеринка

Но не только здания имитируют какие-то предметы одежды. Наряды тоже могут быть похожи на архитектурные сооружения.

В 1931 году, в разгар Великой депрессии, в США состоялся очередной Бал изящных искусств. На волне общего упадка было решено обыграть начало «времени новой архитектуры и экономической безнадеги». Интерьеры были оформлены в кубистском стиле, играл оркестр из клепальных станков и кувалд. 

Костюмы на вечеринке тоже предполагались неординарные. Лучше всех с задачей справились 20 американских архитекторов – они предстали в образах зданий, недавно ими спроектированных. Стюарт Уокер надел костюм Фуллеровского небоскреба, Уильям Лэм – Эмпайр-стейт-билдинг, Леонард Шульце – отеля «Уолдорф-Астория». Центральным персонажем был Уильям ван Ален, автор 61-этажного небоскреба Крайслер-билдинг. 

«Построенные» платья

В фэшн-индустрии модельеры часто вдохновляются линиями и формами современной архитектуры. К примеру, на дизайнера Мишель Смит повлияли здания Захи Хадид.

Текучие линии архитектуры Захи Хадид выглядят легкими и гибкими, как ткань. Кажется, что свою форму они приняли почти случайно и легко могут изменить ее. Дизайнер Мишель Смит в 2016 году перенесла это впечатление на коллекцию одежды Milly.

Мишель Смит: «В работах Хадид есть что-то завораживающее. Эта архитектура связана с прогрессом, но также с органикой, сексуальностью. В ее зданиях есть чистая и скульптурная текучесть, которая отражает то, как работаю я». 

Айрат Багаутдинов

29.11.2018

«Меня привлекает архитектура, в которой есть что-то иррациональное» » Вcероссийский отраслевой интернет-журнал «Строительство.

RU»

Андрей Асадов – из поколения молодых архитекторов, но за плечами уже много состоявшихся, отмеченных архитектурным сообществом проектов. Вместе со своим отцом, архитектором Александром Асадовым, он работает под брендом «Архитектурное бюро ASADOV». Совместно с братом Никитой, Андрей является куратором нескольких фестивалей «Зодчество». А недавно вновь оказался в центре внимания, в связи с 30-летием деятельности бюро Асадовых и культовой выставкой «Российская архитектура. Новейшая эра», одним из организаторов которой он стал.

Попытка подвести итоги 30-летнего развития архитектуры инициировала множество вопросов об архитектуре вообще, современной архитектуре, ценностях самого архитектора, которые мы и задали Андрею АСАДОВУ.

В 90-х была свобода творчества, а сегодня – главенствует «рацио»

— Андрей, с какими трудностями, на ваш взгляд, сталкивались те, кто начинал архитектурные кооперативы в 90-х годах прошлого века, с какими – вы сами, на момент вашего становления, как архитектора, и с какими проблемами приходится иметь дело архитектору сейчас?

— Авторское становление старшего поколения архитекторов, в том числе и моего отца, Александра Асадова, пришлось на 90-е годы, мое профессиональное взросление – на нулевые. А нынешние архитекторы – это уже архитекторы 2010-х.

Когда мы подготовили наше исследование «Российская архитектура. Новейшая эра», и перед глазами возникла вся картина, мы увидели своеобразную эволюцию российской архитектуры.

 Архитектор Андрей Асадов

 

В 90-е годы заказчик дал архитектору максимальную свободу, что называется, карт-бланш. Основная же трудность заключалась в том, что на тот момент не было толком разработано каких-то правил, регламентов — все происходило спонтанно.

Когда проходило мое становление – это нулевые года –значительно выросли масштабы заказов. Инвесторы стали более вменяемыми, но  у них еще сохранялась готовность к архитектурным экспериментам, каким-то ярким, нестандартным решениям.

Сейчас, я бы сказал, что все более выверено: у заказчика есть опыт, он набил себе шишек, и использует более рациональные подходы.

Тем не менее, у молодых архитекторов сегодня намного больше возможностей, нежели было у нас. Открываются совершенно новые ниши – например, городское благоустройство, где молодой архитектор может себя проявить. Сейчас много интересных форматов для молодых.

Да и государство начинает обращать внимание на качество среды. Кроме того, Москомархитектура охотно продвигает молодых архитекторов, организует архитектурные конкурсы – а это тоже возможность получения интересных проектов.

На выставке «Российская архитектура. Новейшая эра» в Музее архитектуры им. Щусева

 

— На одном из фестивалей «Зодчество» был реализован интересный проект: архитекторам было предложено переосмыслить какие-то старые здания – придать им новую функцию. Какое здание, если бы сейчас вам предоставили такую возможность, вы бы хотели «переосмыслить»?

— На мой взгляд, любая промышленная  архитектура – архитектура фабрик, которые находились в центре российских городов – имеет потенциал «переосмысления», реновации. Особенно это касается исторических фабрик 19 века, с красно-кирпичными промышленными корпусами, когда была Архитектура с большой буквы.

Придать новый смысл таким постройкам, превратить территории, где еле теплится какая-то аренда, в новые, культурные точки роста для города – это, по-моему, очень достойная и благородная задача. Считаю такую реновацию очень плодотворной темой и очень актуальной для России.

— Кто ваш любимый архитектор и почему?

— Есть разные архитекторы. В институте меня вдохновляло творчество Фрэнка Ллойда Райта, одного из столпов модернизма. Мне очень нравилась его концепция органической архитектуры. Райт доказал, что новая архитектура может гармонично вписываться в природный и городской ландшафт.

Из современных мастеров мне нравятся архитекторы совершенно разных направлений. Главное, чтобы в их творчестве было какое-то живое зерно, оригинальное идейное начало. Яркие носители такого начала, например, студия BIG (архитектурное бюро с офисами в Копенгагене и Нью-Йорке. Во главе стоит известный датский архитектор Бьярке Ингельc – прим. авт.), которая играет в архитектуру, как в кубики, собирая самые невероятные комбинации.

ЖК «русская Европа в Калининграде» — пример жилья будущего

 

Или уже более эмоциональные Херцог и де Мерон, у которых присутствует лирическое, образное начало в каждом проекте.

Даже не столь известные архитекторы, у которых есть что-то иррацональное в архитектуре – мне тоже близки. Ведь кроме хорошо отрисованных фасадов в проекте должно быть еще что-то, неуловимое.

…Например, недавно мы с семьей путешествовали по Дании. Смотрели разные проекты. Очень впечатлило небольшое здание датского архитектора Олафура Элиассона. Он скульптор по первой специальности. И его здание несет на себе отпечаток его ремесла. Оно выделяется на фоне существующей рядовой застройки какой-то фантастической округлостью. Такое здание-скульптура, завораживающее своей иррациональностью.

Любое решение, где присутствует иррациональность, мне очень близко по духу.

Аэропорт в Саратове

Новое жилье: форматы останутся, а сервисы будут меняться

— С какими вызовами, на ваш взгляд, столкнется архитектор в ближайшем будущем (новые форматы жилья — коливинги, временное жилье, новые взаимоотношения между людьми, необходимость осваивать новые технологии проектирования, проектирование в необычных средах – под водой, в космосе)?

— Во-первых, это, как вы правильно заметили, новые форматы жилья. Сейчас ощущается общий тренд на ремейк домов-коммун, которые были популярны в 20-х годах прошлого века. Появляются коливинги (дома для совместного проживания людей разных поколений), временное жилье (квартира-гостиница, которую человек арендует по мере надобности).

Это возвращение к старому, но на новом витке. В коливингах совместно используется не только жилье, но и транспорт, мебель, бытовая техника и т.д. Это, безусловно, совсем другой образ жизни. Хотя жилье – максимально традиционная ниша, и от того, что им будут владеть несколько человек, думаю, его планировка кардинально не изменится, зато набор функций изменится точно.

Что касается новых взаимоотношений между людьми, то везде в мире сейчас общий тренд на то, что самое ценное в городе – это пространство для взаимодействия и общения.

Чтобы в каждом здании присутствовали такие пространства, их будут осознанно закладывать. И над этим архитекторы будут думать, когда доверят машинам чисто технические задачи. 

Медицинский центр в Сколково

 

— А как могут выглядеть эти общественные пространства?

— Это такие общедоступные лаунж-зоны, совмещенные с кафе, рекреационными, спортивными и культурными функциями. Такой кусочек городской жизни внутри здания. За счет этого здание способно  обогатить город, а не просто отобрать у него место.

— Применяете ли вы BIM? Как вообще относитесь к «машинной» архитектуре, которая уже все за архитектора рассчитала?

— Новые технологии неизбежно нужно осваивать – мы существуем в условиях большой конкуренции. Не говорю уже о том, что в ближайшее время автоматизированное проектирование будет повсеместно применяться для создания каких-то простых объектов. В стандартных решениях архитектор может уже и не понадобиться.

А вот в объектах уникальных талантливый зодчий очень даже понадобится. Ценность его будет – в создании каких-то нетривиальных, нестандартных проектных решений. У архитектора будет больше времени на творчество, компьютерная программа возьмет на себя всю рутинную работу.

Именно человек, а не машина, может придумать такую архитектуру, которая будет помогать людям развиваться, обогащаться духовно.  

«Крыло ангела» и «космическая волна» — мы за образную архитектуру

— На ваш взгляд, архитектору обязательно уметь рисовать? А вообще, какие профессиональные навыки и умения для него обязательны?

— Рисовать не то чтобы обязательно, но очень полезно. Через руку можно точнее выразить свою мысль. Рука выступает инструментом трансляции идей в реальность.

Какие навыки нужны? Разные навыки: нестандартное мышление, способное подняться над общепринятыми нормами и заглянуть в будущее, навыки общения и коммуникации, способность объединить людей вокруг какой-то идеи и довести ее до конца.

— Должен ли архитектор учитывать национальные особенности страны своего происхождения, или вся архитектура сейчас интернациональная?

— Поскольку основной мэйн-стрим стирает границы между странами, считаю, что надо нащупывать особенности каждого региона, каждого города. По крайней мере, наше бюро в своих проектах, например, в таких, как аэропорты, старается это делать. При соблюдении всех функциональных требований, мы наделяем здание образом, который может работать как визитная карточка для всего региона.

Например, два проекта (братья-близнецы, поскольку планы у них одинаковые) – аэропорт в Саратове и в Перми, за счет архитектуры мы постарались сделать максимально разными. Если в Перми–это «крыло ангела», намек на коллекцию деревянной православной скульптуры, хранящуюся в этом городе, то в Саратове –это космическая волна, поскольку аэропорт называется «Гагарин» (Юрий Гагарин учился в этом городе да и приземлился после своего первого полета в космос неподалеку). Если здание передает дух места, находиться в нем гораздо интереснее. 

В залах фестиваля «Зодчество», который курировали Андрей и Никита Асадовы

С идеями у нас все в порядке, но придется побороться за качество

— Понимаю, что делать какую-то оценку творчества коллег очень сложно (могут ведь и обидеться). И тем не менее,  как вам кажется,  состоялась ли новейшая российская архитектура – как явление? Или это просто хорошая, добротная архитектура, за которую не стыдно ни перед своими собратьями, ни перед Европой?

— На мой взгляд, по части идей российские архитекторы ничуть не уступают западным коллегам. Тут скорее нужно биться за качество реализации этих идей. Всем профессиональным цехом показывать важность авторских нестандартных решений и их роль в капитализации объектов.

Известно, что любой дом с авторской архитектурой — заведомо более дорогой, с коммерческой точки зрения. То есть ценность нестандартной идеи можно буквально подсчитать, она осязаема.

Уже доказано, что при одних и тех же затратах наличие авторского узнаваемого образа серьезно повышает ценность проекта. Важно, чтобы заказчик это понимал, готов был вкладываться в проект, который в России сегодня стоит, в пропорции к строительным работам, гораздо меньше, чем на Западе. Чтобы выжить, архитектору приходится ограничивать свои интеллектуальные усилия — идти на компромисс с собой, создавая более простые решения.

Очень важно контролировать реализацию заложенных в проект идей. Архитектору, заинтересованному в качестве воплощения своего замысла, необходимо давать возможность сопровождать процесс реализации. Не отстранять, но максимально привлекать к контролю над стройкой.

— Как бы вы определили стиль современной архитектуры? Или мы сейчас живем вне стилей?

— Скорее, сейчас полифония стилей, много разных подходов и решений. Есть международный мейн-стрим, есть какие-то локальные находки.

Большой стиль часто возникает в тоталитарных обществах, с четкой идеологией. В современном же мире общество стремительно меняется и ищет себя. Это такой исторический, цивилизационный период. И архитектура это отражает.

Есть направление экологической архитектуры, есть направление бионической, параметрической архитектуры, есть более четкие и рациональные направления, да и классическая архитектура тоже имеет свой запрос. И все это – полифония разных идей.

— А вы свой стиль как-то определяете?

— Я придерживаюсь образной авторской архитектуры, заряженной позитивными эмоциями. Пожалуй, так я бы это определил. Предпочитаю эмоциональные решения. Иногда они бывают более сдержанные, иногда более открытые и яркие.

Во всяком случае, хочется делать архитектуру, которая не оставляет человека равнодушным, которая вдохновляет, воодушевляет или даже оздоравливает. Как в случае с медицинским центром, который мы проектировали (Международный медицинский кластер в Сколково, 2018 – прим. авт.).

Недаром девизом нашего бюро с недавних пор стала фраза «Открываем города для вдохновения». Своей задачей мы видим архитектуру, которая вдохновляет людей.

— Видите ли вы среди молодых архитекторов талантливых ребят, которые могут многого добиться и двинуть архитектуру вперед?

— Да, я вижу много талантливых молодых архитекторов. Хотя им сейчас непросто. Непросто попасть в крупный проект (это доступно только опытным командам и бюро). Поэтому пока основное их поле деятельности — интерьерный дизайн и городские пространства. Тем не менее, есть много интересных работ как раз среди молодежи.

Молодежь сегодня инициативная, талантливая и пробивная. Очень много молодых коллег, которые способны «двигать» архитектуру. У них незашоренное архитектурное мышление. Они на одной волне с мировым архитектурным сообществом и нацелены на серьезные результаты.

Кроме того, сейчас больше стало возможностей — проходят регулярные конкурсы, и это реальная возможность попасть в заметный проект.

Аэропорт в Перми

Мы постарались быть максимально объективными

— Андрей, вы стали куратором проекта «Российская архитектура. Новейшая эра». Проект и сопровождающая его выставка – это попытка подвести итоги развития российской архитектуры за тридцать лет. О выставке много говорят. Но я хотела вас спросить о другом… Наверное, сложно было выбрать тридцатку лучших проектов, которые были представлены на выставке? Много было споров?

— Мы сделали систему, которая максимально устраняет субъективный взгляд. Наша команда, состоящая из меня, моего брата Никиты Асадова, Елены Петуховой, одного из редакторов портала Архи-ру и Юлии Шишаловой, главного редактора журнала «Проект Россия», подготовила опросные листы с предварительным перечнем объектов. Такие листы были составлены по упоминаниям в прессе. У каждого участника опроса была возможность добавить свои события и проекты. Анкеты были разосланы более, чем 300 респондентам – журналистам, критикам, архитекторам. По итогам опроса проекты, упоминавшиеся в исследовании больше других, и стали участниками выставки.

Но это не значит, что вот, собралась такая тридцатка «непререкаемая». И мы не претендуем на полноту обзора. Мы хотим, чтобы это была открытая пополняемая система. Поэтому сделали сайт www.archnewage.ru с историей в событиях, зданиях и лицах. Мы бы хотели, чтобы с помощью этого сайта все желающие могли познакомиться с историей новейшей российской архитектуры и понять, что архитектура – это такой же вид искусства, как и все остальные, но в котором мы еще и постоянно пребываем.

— …Некоторые сожалели, что в тридцатку «выдающихся» не попала нижегородская архитектура 90-х годов прошлого века, которая уже сейчас признана явлением в нашей новейшей архитектуре (в то время в Нижнем Новгороде главным архитектором работал Александр Харитонов)…

— Признаю, на выставке недостаточно была представлена региональная архитектура, потому что не все участники из регионов, которым мы рассылали опросный лист, ответили. Мы сами были как раз заинтересованы в максимально широком обзоре. Сейчас, с помощью сайта, планируем дополнять то, что по каким-то причинам было упущено.

По итогам выставки подготовлена также отдельная монография, поэтому результат проекта представлен сразу в трех форматах — выставки, книги и сайта. Так что, думаю, новейшая российская архитектура теперь не является для россиян Terra incognita – землей неизведанной.

Беседовала Елена МАЦЕЙКО

Бывают эпохи, когда людям нет дела до Вселенной • Звезда

В Пермь известный искусствовед приехал, чтобы принять участие в новом лекционном проекте ЦГК, запущенном совместно с книжным магазином «Пиотровский» и премией в области научно-популярной литературы «Просветитель». Лауреатом этой премии Сергей Кавтарадзе стал в прошлом году — в номинации «Гуманитарные науки», за книгу «Анатомия архитектуры».

Архитектура как флешка, на которую пишутся смыслы

Вы прекрасно разбираетесь во всех областях архитектуры, но темой своих выступлений и статей чаще всего выбираете храмовую архитектуру. Почему? В какой степени она может считаться ключом для постижения предмета в целом?

— Из наиболее ранней архитектуры до нас дошла в первую очередь храмовая — ведь в то время, когда для строительства, в основном, использовали дерево или ещё что-то, именно храмы строили из камня, они всегда были главными сооружениями. А кроме того, мой научный интерес состоит в том, чтобы показать, как архитектура выступает посредницей между человеком и универсумом.

С моей точки зрения, одна из основных функций архитектуры — не просто защищать от дождя и снега, а связывать нас с этим миром. Мы маленькие, мир большой, а архитектура становится посредником между нами. Она несёт в себе отпечаток того, как в разные эпохи человек видит себя и своё место в мире. Учитывая, что в мире почти всегда присутствовал Бог (или мир присутствовал в Боге — в зависимости от того, был это единый Бог или пантеон божеств), обойти вниманием храмы нельзя. И как-то раскрыть эту тему, не обращаясь к храмам, просто не получается. Поэтому я волей-неволей всё время говорю об этом. Не просто о храмах как таковых, но и о сопутствующих вещах, о контексте, в котором они появляются.

«Как-то раскрыть тему архитектуры, не обращаясь к храмам, просто не получается» Фото: Иван Козлов

Иными словами, это разговор не только и не столько об архитектуре как таковой.

— Конечно. Вообще, архитектура — это замечательная вещь, многоэтажная. Начать разговор о ней можно с размера кирпича и состава цемента, а затем дойти до вопроса привнесения порядка во Вселенную.

Вы вряд ли думали о каких-то премиях, когда писали книгу «Анатомия архитектуры», но ведь какая-то сверхзадача у вас была? Для чего вам хотелось рассказать широкой аудитории о том, что такое архитектура? Почему научить людей понимать её законы показалось действительно важным?

— Во-первых, мне просто хотелось поделиться тем, как я умею получать удовольствие. Можно получать удовольствие от хорошей еды и от хорошего вина, а можно — от искусства вообще и от архитектуры в частности. Это глубочайшее наслаждение.

С другой стороны, мы всё время теряем архитектуру. Происходит это, на мой взгляд, по той простой причине, что не только начальство, но и общество в целом не готово воспринимать ценность архитектуры. Например, многие считают допустимым снос исторического памятника и постройку нового здания в тех же формах и по тем же чертежам. Люди не видят разницы, а разница есть, и она колоссальна. Я надеюсь, что чем больше людей научатся ценить памятники архитектуры — подлинные памятники, что немаловажно, — тем больше памятников удастся сохранить. Если общественный настрой изменится, и люди перестанут быть безразличными к уничтожению памятников во имя наживы, нам всем станет немножко лучше.

Текущая реконструкция Речного вокзала. Левое крыло снесено и отстроено заново. Фото: Алексей Гущин (скриншот с видео-акции Елены Рэмбо «Поддержка»)

Какие подходы к постижению архитектуры вам наиболее близки? В ЦГК полгода назад приезжала группа исследователей конструктивизма из Екатеринбурга — их метод показался мне интересным, они не отделяют бытование дома от личных историй его жителей. Такой угол зрения вам близок?

— Да, это очень важно. Просто, возможно, это немного про разные профессии — тут история больше про краеведов и социологов, чем про искусствоведов. Но, безусловно, это одна из составляющих архитектуры. Она, как и всякое произведение искусства, подобна флешке, на которую пишутся смыслы, и эти смыслы могут меняться и дополняться.

То, о чём вы рассказали — один из способов заполнить эту флешку дополнительными смыслами. Конечно, архитектура от этого становится богаче. Я потому и говорю, что нельзя снести подлинник и построить на этом месте новодел — ведь когда-то кто-то построил оригинальное здание и именно на него, как на флешку, записывалось многое. Может, это были записи про отношения человека со Вселенной. Может, какие-то истории частные, которые происходили с людьми. Этот комплекс смыслов и делает произведение полноценным.

Многоэтажные Ноевы ковчеги

В контексте взаимоотношений архитектуры и человека интересно поговорить не только про памятники, но и про архитектуру массовую, про те же хрущёвки. Вы, кстати, как относитесь к московской кампании по их сносу?

— Во-первых, я бы, конечно, что-то оставил в качестве гостиниц и общежитий, особенно значимые районы можно было бы превратить в целые памятники. А как историк архитектуры могу сказать, что эта кампания — очень большая опасность для Москвы и России. Это не я придумал, я беседовал с профессиональными архитекторами по этому поводу. Ведь в ходе неё будут изменяться не только здания, но и социум. Причём не факт, что социум там вообще образуется.

Что вы имеете в виду?

— Представьте. Выселяются люди, которые жили в большом квартале. Они куда-то съезжают, микрорайон сносится, а на его месте появляются новые здания, и туда, что понятно, заселяются люди не из Москвы. Например, успешные пермяки или люди из других городов, которые приняли решение переехать. Людям, которыми заселяется такой квартал, трудно превратиться в москвичей даже по прошествии времени. Они утром спускаются на лифте, на метро едут до офиса, потом обратно. И в огромном спальном муравейнике, в котором они живут, совершенно не образуются социальные связи.

То есть, люди окажутся в своеобразной резервации?

— Резервация — это слишком сильно сказано, но всё же они окажутся в некоем пузыре, проколоть который и войти в городское социальное пространство им будет непросто. Я тоже не коренной москвич, я в Москве с 1972 года. Я думаю, что должна передаваться некая эстафета: есть коренные москвичи, есть люди, которые живут в Москве десятилетиями, есть новые жители. Конечно, для них желательна какая-то диффузия. Но тут с ней будет туговато: появятся целые районы людей, которые не имеют представления о том, что это такое — быть москвичом.

Сергей Кавтарадзе на лекции в Центре городской культуры Фото: Иван Козлов

Я начал эту тему, потому что хотел поговорить о хрущёвках в контексте социума, но в другом смысле. Часто встречал мнение о том, что пока миллионы людей живут в советских домах, сохраняется и советский менталитет. Такая точка зрения, по-вашему, слишком романтизирована?

— Во-первых, хрущёвка сама по себе — это не так плохо, хотя бывают плохие серии, в которых невозможно жить. Но надо понимать, что у них была революционная и положительная роль. Когда-то давно я оказался в хрущевке после тбилисских коммуналок — и это, конечно, было совершенно особым ощущением. Там ощущалась большая степень независимости — нет соседей, нет скандалов, нет замкнутого пространства двора. Переселение в хрущёвки из коммунальных квартир было коренным изменением социума и образа жизни.

Возвращаясь к теме их сноса, я могу назвать ещё одну опасность для страны, чисто политическую. По сути, мы приходим к отрицанию права собственности. Это несколько пересекается с темой моей лекции: храм появляется в тот момент, когда появляется государство, законы и суды. Если мы выносим за скобки, убираем законы, убираем суды, изживаем право частной собственности, то расстаёмся с государством и становимся племенным союзом.

Вы про декларативный порядок переселения? Как на «ночи длинных ковшей», когда площади перед станциями метро в Москве очистили от ларьков?

— Ларёк — это первая стадия, вторая стадия затрагивает уже гораздо больше людей. Но это один и тот же нехороший процесс. Я уж не говорю о том, что на нём явно кто-то заработает. Например, всех возмутило, что определённому стройкомплексу понадобились чистые территории, в связи с чем вместе с действительно ветхими пятиэтажками планировали снести и вполне пригодные дома — ведь удобнее одним катком сразу по всему пройтись.

Снос торговых павильонов в Москве в 2016 году. Фотография Максима Блинова (Sputnik / Scanpix / LETA) Фото: meduza.io

И ещё одна важная проблема политического свойства. Москва и большие города типа Перми становятся подобны многоэтажному Ноеву ковчегу. Это совершенно ненормальный вектор развития. Идея со сносом пятиэтажек и строительством на их месте более населённых [жилищных] комплексов опасна именно этим. Фактически, нам говорят: «Ребята! Давайте, все, кто что-то может заработать, съезжайтесь в Москву и другие мегаполисы». И постепенно остальная территория России остаётся пустующей. Как граблями, со всей страны сгребают активных людей и собирают в одной точке. А если мы развиваем инфраструктуру по всей стране, тогда мы живём нормально, и нам не надо в Черёмушках стоить огромные муравейники, которые могут оказаться непомерно дорогими и проблемными в плане функционала и инженерных сетей. Не надо стягивать всех в несколько мегаполисов — мы же оставляем страну без денег и без людей!

«Мы учимся постигать хаос»

Эта проблема на слуху в Перми — собственно, постулат о децентрализации был одним из основных в «культурном проекте» Марата Гельмана. Музей PERMM поэтому появился, например.

— В такой огромной стране как Россия жизнь должна бурлить на всей территории. Как оно и было в России XVIII-XIX веков. Если вы посмотрите исторические фотографии, то увидите, какими были русские провинциальные уездные города. Была жизнь, были купцы, и не было у них идеи переехать в Москву или Петербург. А сейчас в городах стало хуже, они элементарно стали менее ухоженными.

Фото: archive.perm.ru

Стали, определённо. Вообще говоря, то состояние, в котором сегодня пребывают российские города — как оно определяется в архитектурном плане? В истории чаще всего можно выделить какие-то вехи, связанные с архитектурой — вот те же хрущёвки были приметой времени, конструктивистские здания, сталинская архитектура. .. А что сейчас? Что исследователи через несколько десятков лет будут говорить о ситуации, которая сложилась в России в начале века?

— Мне представляется, что бывают эпохи, когда людям нет дела до Бога и нет дела до Вселенной. Вот мы в России переживаем такую эпоху. По всей Перми стоят очень странные дома — какие-то треугольнички, полукруги, синие стёкла. Ни заказчик, ни архитектор явно не думали о Вселенной и о Боге.

А бывают эпохи, когда люди чувствуют с этими материями определённую связь. Вот мой любимый пример. Представим себе, что мы в Месопотамии строим зиккурат. Большой. Это просто кирпичная гора, внутри ничего нет, сверху стоит храм, а ступени символизируют небеса. Но это не всё! Когда мы строим такой зиккурат, мы действительно меняем всю структуру Вселенной. Она была хаотична и неупорядочена, а мы построили квадратное сооружение, ориентированное по сторонам света, с числом ступеней, равным числу небес в нашей космогонии. Тем самым вся Вселенная стала куда более упорядочена. Как если бы на неё нанести сетку координат. Но для того, чтобы внести эту упорядоченность, мало просто построить зиккурат, мало построить собор святого Петра в Риме, который тоже был центром Вселенной под хрустальными куполами. Для этого люди должны чувствовать себя частью Вселенной — а не просто людьми со стороны, которым нужно срочно поднять и отбить бабки.

Мне кажется, что мы — как человечество, а не просто как граждане России — стоим на пороге очень серьёзных изменений. Первой ласточкой была недавно ушедшая от нас [британский архитектор-деконструктивист] Заха Хадид. Сейчас она стала очень популярна, и это правильно. Мне кажется, что сейчас мы близки к тому, чтобы вернуться к этому чувству сопричастности, о котором я говорил. Такие люди, как Заха Хадид, показывают это.

Многофункциональный комплекс Galaxy SOHO в Пекине, созданный по проекту Захи Хадид

Бруно Дзэви, итальянский теоретик архитектуры, писал, что архитектура — это кристалл. В значительной части случаев это так. Есть некий природный хаос, и в него встраивается очень правильная замкнутая в себе архитектурная форма — независимо от того, удачная или нет. Такое самоощущение архитекторов существует практически со времён Древней Греции. А Заха Хадид поступает иначе. Она уже не создаёт кристалл — скорее, она предпринимает попытку органично «вплавиться» в природу. Вспомнить, например, её здание Galaxy SOHO в Пекине, сомасштабное ландшафту. Она создаёт ландшафт — и это именно ландшафт, новая упорядоченная форма природы. Её плавные линии — это знак того, что мы начинаем понимать сложную геометрию Вселенной, понимать, что она существует по линиям, выстроенным сложными математическими функциями. Мы уловили, что хаос подчинён сложным математическим закономерностям, и теперь учимся постигать их. А раз мы обратили на это внимание, значит, мы почувствовали себя встроенными в эту Вселенную в соответствии со всеми законами самоорганизующихся систем.

Судя по примерам, которые вы приводите, вы уверены, что процесс смены ориентиров произойдёт эволюционным путём: мирно и плавно. Мне казалось, что в истории больше других примеров: великие, качественно новые проекты рождались в результате больших и не всегда мирных потрясений.

— Это тоже, к сожалению, возможно, и эта мысль меня сильно беспокоит. Потрясения могут быть, но начнутся они не с архитектуры. Чувство сопричастности к Вселенной и ощущение возможности влиять на неё зарождается в такие эпохи, которые заканчиваются войнами и революциями. Потому что люди начинают чувствовать, что они вправе улучшить этот мир. Когда они считают, что поняли важный закон — относится он к общественному развитию, расовому превосходству, главенству одного бога над другим — то становятся одержимы идеей выстроить мир заново, так, как надо. И вооружаются при этом, например, автоматом Калашникова. Мне кажется, мы как раз подходим к такой эпохе. Мы, конечно, можем при этом получить новый большой стиль в архитектуре. Стиль, характерный для таких эпох. Таким, в частности, был авангард — ведь тогда мы не просто отказались от фигуративной живописи, мы начали строить новый мир. И в тот период пролили много крови. К чему-то такому мы вполне можем прийти.

Виды популярных архитектур процессоров

Прежде чем рассмотреть основные виды архитектур процессоров, необходимо понять, что это такое. Под архитектурой процессора обычно понимают две совершенно разные сущности.

С программной точки зрения архитектура процессора — это совместимость с определённым набором команд (Intel x86), их структуры (система адресации, набор регистров) и способа исполнения (счётчик команд).

Говоря простым языком, это способность программы, собранной для архитектуры x86, работать практически на любой x86-совместимой системе. При этом такая программа не будет работать, например, на ARM системе.

С аппаратной точки зрения архитектура процессора — это некий набор свойств и качеств, присущий целому семейству процессоров (Skylake – процессоры Intel Core 5 и 6 поколений).

Виды архитектур

В этой статье мы рассмотрим самые распространенные и актуальные архитектуры с программной точки зрения, кроме узкоспециализированных (графических, математических, тензорных).

CISC

CISC (англ. Complex Instruction Set Computer — «компьютер с полным набором команд») — тип процессорной архитектуры, в первую очередь, с нефиксированной длиной команд, а также с кодированием арифметических действий в одной команде и небольшим числом регистров, многие из которых выполняют строго определенную функцию.

Самый яркий пример CISC архитектуры — это x86 (он же IA-32) и x86_64 (он же AMD64).

В CISC процессорах одна команда может быть заменена ей аналогичной, либо группой команд, выполняющих ту же функцию. Отсюда вытекают плюсы и минусы архитектуры: высокая производительность благодаря тому, что несколько команд могут быть заменены одной аналогичной, но большая цена по сравнению с RISC процессорами из-за более сложной архитектуры, в которой многие команды сложнее раскодировать.

RISC

RISC (англ. Reduced Instruction Set Computer — «компьютер с сокращённым набором команд») — архитектура процессора, в котором быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций: их декодирование становится более простым, а время выполнения — меньшим. Первые RISC-процессоры не имели даже инструкций умножения и деления и не поддерживали работу с числами с плавающей запятой.

По сравнению с CISC эта архитектура имеет константную длину команды, а также меньшее количество схожих инструкций, позволяя уменьшить итоговую цену процессора и энергопотребление, что критично для мобильного сегмента. У RISC также большее количество регистров.

Примеры RISC-архитектур: PowerPC, серия архитектур ARM (ARM7, ARM9, ARM11, Cortex).

В общем случае RISC быстрее CISC. Даже если системе RISC приходится выполнять 4 или 5 команд вместо одной, которую выполняет CISC, RISC все равно выигрывает в скорости, так как RISC-команды выполняются в 10 раз быстрее.

Отсюда возникает закономерный вопрос: почему многие всё ещё используют CISC, когда есть RISC? Всё дело в совместимости. x86_64 всё ещё лидер в desktop-сегменте только по историческим причинам. Так как старые программы работают только на x86, то и новые desktop-системы должны быть x86(_64), чтобы все старые программы и игры могли работать на новой машине.

Для Open Source это по большей части не является проблемой, так как пользователь может найти в интернете версию программы под другую архитектуру. Сделать же версию проприетарной программы под другую архитектуру может только владелец исходного кода программы.

MISC

MISC (англ. Minimal Instruction Set Computer — «компьютер с минимальным набором команд»).

Ещё более простая архитектура, используемая в первую очередь для ещё большего уменьшения итоговой цены и энергопотребления процессора. Используется в IoT-сегменте и недорогих компьютерах, например, роутерах.

Для увеличения производительности во всех вышеперечисленных архитектурах может использоваться “спекулятивное исполнение команд”. Это выполнение команды до того, как станет известно, понадобится эта команда или нет.

VLIW

VLIW (англ. Very Long Instruction Word — «очень длинная машинная команда») — архитектура процессоров с несколькими вычислительными устройствами. Характеризуется тем, что одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые должны выполняться параллельно.

По сути является архитектурой CISC со своим аналогом спекулятивного исполнения команд, только сама спекуляция выполняется во время компиляции, а не во время работы программы, из-за чего уязвимости Meltdown и Spectre невозможны для этих процессоров. Компиляторы для процессоров этой архитектуры сильно привязаны к конкретным процессорам. Например, в следующем поколении максимальная длина «очень длинной команды» может из условных 256 бит стать 512 бит, и тут приходится выбирать между увеличением производительности путём компиляции под новый процессор и обратной совместимостью со старым процессором. Опять же, Open Sourсe позволяет простой перекомпиляцией получить программу под конкретный процессор.

Примеры архитектуры: Intel Itanium, Эльбрус-3.

Виртуальные архитектуры

Но раз нельзя запустить программу одной архитектуры на другой, то откуда берутся магические JAR-файлы, которые можно запустить на любой машине? Это пример виртуальной JVM-архитектуры, которая, по сути, эмулируется на целевой реальной машине. Поэтому достаточно JVM-машины для целевой архитектуры для запуска на ней любой Java-программы. Другим примером виртуальной архитектуры является .NET CIL.

Из минусов виртуальных архитектур можно выделить меньшую производительность по сравнению с реальными архитектурами. Этот минус нивелируется с помощью JIT- и AOT-компиляции. Однако большим плюсом будет кроссплатформенность.

Дальнейшим развитием этих архитектур стали гибридные архитектуры. Например современные x86_64 процессоры хотя и CISC-совместимы, но являются процессорами с RISC-ядром. В таких гибридных CISC-процессорах CISC-инструкции преобразовываются в набор внутренних RISC-команд. Какое дальнейшее развитие получат архитектуры процессора, покажет только время.

Иван Борисов

Современные десктопные процессоры архитектуры x86:

общие принципы работы (x86 CPU FAQ 1.0)
Disclaimer

Наверное, наиболее точно причину появления данного материала можно сформулировать так: «даже не столько нужно, чтобы он был — сколько странно, что его до сих пор не было». И действительно: в комментариях к результатам тестов, мы постоянно оперируем такими понятиями как «ёмкость кэша», «скорость процессорной шины», «поддержка расширенных наборов инструкций», но единой статьи, в которой были бы собраны разъяснения всех этих терминов — на сайте нет. Такое упущение, разумеется, следовало устранить. Данная статья с подзаголовком «x86 CPU FAQ» и является попыткой сделать это. Разумеется, некоторые её разделы могут быть отнесены не только к процессорам архитектуры x86, и не только с десктопным (предназначенным для установки в ПК) их вариантам, однако вот уж на такой глобализм мы совершенно точно не замахиваемся. Поэтому просьба помнить, что в рамках данного материала, если в явной форме не указано иное, слово «процессор» обозначает «процессор архитектуры x86, предназначенный для установки в десктопы». Возможно, в процессе дальнейшего совершенствования и расширения, появятся в статье разделы, посвящённые серверным CPU или даже процессорам других архитектур, но это уже дело будущего… Оглавление

Введение

Код и данные: основной принцип работы процессора

Итак, если не пытаться изложить здесь «кратенько» курс информатики для средней школы, то единственное что хотелось бы напомнить — это то, что процессор (за редкими исключениями) исполняет не программы, написанные на каком-нибудь языке программирования (один из которых, вы, возможно, даже знаете), а некий «машинный код». То есть командами для него являются последовательности байтов, находящихся в памяти компьютера. Иногда команда может быть равна одному байту, иногда она занимает несколько байт. Там же, в основной памяти (ОЗУ, RAM) находятся и данные. Они могут находиться в отдельной области, а могут и быть «перемешаны» с кодом. Различие между кодом и данными состоит в том, что данные — это то, над чем процессор производит какие-то операции. А код — это команды, которые ему сообщают, какую именно операцию он должен произвести. Для упрощения, мы можем представить себе программу и ее данные в виде последовательности байтов некой конечной длины, располагающуюся непрерывно (не будем усложнять) в общем массиве памяти. Например, у нас есть массив памяти длиной в 1’000’000 байт, а наша программа (вместе с данными) — это байты с номерами от 1000 до 20’000. Прочие байты — это другие программы или их данные, или просто свободная память, не занятая ничем полезным.

Таким образом, «машинный код» — это команды процессора, располагающиеся в памяти. Там же располагаются данные. Для того чтобы исполнить команду, процессор должен прочитать ее из памяти. Для того чтобы произвести операцию над данными, процессор должен прочитать их из памяти, и, возможно, после произведения над ними определенного действия, записать их обратно в память в обновленном (измененном) виде. Команды и данные идентифицируются их адресом, который, по сути, представляет собой порядковый номер ячейки памяти.Общие принципы взаимодействия
процессора и ОЗУ

Возможно, кого-то удивит, что достаточно большой раздел в FAQ, посвященном x86 CPU, выделен под объяснение особенностей функционирования памяти в современных системах, основанных на данном типе процессоров. Однако факты — упрямая вещь: сами x86-процессоры ныне содержат так много блоков, отвечающих именно за оптимизацию их работы с ОЗУ, что игнорировать эту тесную связь было бы совершенно нелепо. Можно сказать даже так: уж, коль решения, связанные с оптимизацией работы с памятью, стали неотъемлемой частью самих процессоров — то и саму память можно рассматривать в качестве некоего «придатка», функционирование которого оказывает непосредственное влияние на скорость работы CPU. Без понимания особенностей взаимодействия процессора с памятью, невозможно понять, за счёт чего тот или иной процессор (та или иная система) исполняет программы медленнее или быстрее.

Контроллер памяти

Итак, ранее выше мы уже говорили о том, что как команды, так и данные, попадают в процессор из оперативной памяти. На самом деле всё немного сложнее. В большинстве современных x86-систем (то есть компьютеров на базе x86-процессоров), процессор как устройство к памяти обращаться вообще не может, так как не имеет в своем составе соответствующих узлов. Поэтому он обращается к «промежуточному» специализированному устройству, называемому контроллером памяти, а уже тот, в свою очередь — к микросхемам ОЗУ, размещенным на модулях памяти. Модули вы наверняка видели — это такие длинные узкие текстолитовые «планочки» (фактически — небольшие платы) с некоторым количеством микросхем на них, вставляемые в специальные разъемы на системной плате. Роль контроллера ОЗУ, таким образом, проста: он служит своего рода «мостом»* между памятью и использующими ее устройствами (кстати, к ним относится не только процессор, но об этом — чуть позже). Как правило, контроллер памяти входит в состав чипсета — набора микросхем, являющегося основой системной платы. От быстродействия контроллера во многом зависит скорость обмена данными между процессором и памятью, это один из важнейших компонентов, влияющих на общую производительность компьютера.

* — кстати, контроллер памяти физически находится в микросхеме чипсета, традиционно называемой «северным мостом».

Процессорная шина

Любой процессор обязательно оснащён процессорной шиной, которую в среде x86 CPU принято называть FSB (Front Side Bus). Эта шина служит каналом связи между процессором и всеми остальными устройствами в компьютере: памятью, видеокартой, жёстким диском, и так далее. Впрочем, как мы уже знаем из предыдущего раздела, между собственно памятью и процессором находится контроллер памяти. Соответственно: процессор посредством FSB связывается с контроллером памяти, а уже тот, в свою очередь, по специальной шине (назовём её, не мудрствуя лукаво, «шиной памяти») — с модулями ОЗУ на плате. Однако, повторимся: поскольку «внешняя» шина у классического x86 CPU всего одна, она используется не только для работы с памятью, но и для общения процессора со всеми остальными устройствами.

Различия между традиционной для

x86 CPU архитектурой и K8/AMD64

Революционность подхода компании AMD состоит в том, что её процессоры с архитектурой AMD64 (и микроархитектурой, которую условно принято называть «K8») оснащены множеством «внешних» шин. При этом одна или несколько шин HyperTransport служат для связи со всеми устройствами кроме памяти, а отдельная группа из одной или двух (в случае двухканального контроллера) шин — исключительно для работы процессора с памятью. Преимущество интеграции контроллера памяти прямо в процессор, очевидно: «путь от ядра до памяти» становится заметно «короче», что позволяет работать с ОЗУ быстрее. Правда, имеются у данного подхода и недостатки. Так, например, если ранее устройства типа жёсткого диска или видеокарты могли работать с памятью через выделенный, независимый контроллер — то в случае с архитектурой AMD64 они вынуждены работать с ОЗУ через контроллер, размещённый на процессоре. Так как CPU в данной архитектуре является единственным устройством, имеющим прямой доступ к памяти. Де-факто, в противостоянии «внешний контроллер vs. интегрированный», сложился паритет: с одной стороны, на данный момент AMD является единственным производителем десктопных x86-процессоров с интегрированным контроллером памяти, с другой — компания вроде бы вполне довольна этим решением, и не собирается от него отказываться. С третьей — Intel тоже не собирается отказываться от внешнего контроллера, и вполне довольна «классической схемой», проверенной годами.

Оперативная память

Разрядность шины памяти, N-канальные контроллеры памяти

По состоянию на сегодняшний день, вся память, используемая в современных десктопных x86-системах имеет шину шириной 64 бита. Это означает, что за один такт по данной шине одновременно может быть передано количество информации, кратное 8 байтам (8 байт для SDR-шин, 16 байт для DDR-шин). Особняком стоит только память типа RDRAM, применявшаяся в системах на базе процессоров Intel Pentium 4 на заре становления архитектуры NetBurst, но сейчас это направление признано тупиковым для x86-ПК (к слову — руку к этому приложила всё та же компания Intel, которая в своё время активно пропагандировала данный тип памяти). Некоторую неразбериху вносят лишь двухканальные контроллеры, обеспечивающие одновременную работу с двумя отдельными друг от друга 64-битными шинами, благодаря чему некоторые производители заявляют о некой «128-битности». Это, разумеется, чистой воды профанация. Арифметика на уровне 1-го класса в данном случае, увы, не работает: 2×64 вовсе не равно 128. Почему? Да хотя бы потому, что даже самые современные x86 CPU (см. ниже раздел FAQ «64-битные расширения классической x86 (IA32) архитектуры») не могут работать со 128-битной шиной и 128-битной адресацией. Грубо говоря: две независимые параллельно идущие дороги, шириной 2 метра каждая — могут обеспечить одновременный проезд двух автомобилей, шириной 2 метра — но никоим образом не одного, шириной 4 метра. Точно так же, N-канальный контроллер памяти может увеличить скорость работы с данными в N раз (и то больше теоретически, чем практически) — но никак не способен увеличить разрядность этих данных. Ширина шины памяти во всех современных контроллерах, применяемых в x86-системах, равна 64 битам — независимо от того, находится этот контроллер в чипсете, или в самом процессоре. Некоторые контроллеры оснащены двумя независимыми 64-битными каналами, но на разрядность шины памяти это никак не влияет — только на скорость считывания и записи информации.

Скорость чтения и записи

Скорость чтения и записи информации в память теоретически ограничивается исключительно пропускной способностью самой памяти. Так, например, двухканальный контроллер памяти стандарта DDR400 теоретически способен обеспечить скорость чтения и записи информации, равную 8 байт (ширина шины) * 2 (количество каналов) * 2 (протокол DDR, обеспечивающий передачу 2 пакетов данных за 1 такт) * 200’000’000 (фактическая частота работы шины памяти равная 200 МГц, то есть 200’000’000 тактов в секунду). Значения, получаемые в результате практических тестов, как правило, чуть ниже теоретических: сказывается «неидеальность» конструкции контроллера памяти, плюс накладки (задержки), вызванные работой подсистемы кэширования самого процессора (см. ниже раздел про процессорный кэш). Однако основной «подвох» содержится даже не в накладках, связанных с работой контроллера и подсистемы кэширования, а в том, что скорость «линейного» чтения или записи является вовсе не единственной характеристикой, влияющей на фактическую скорость работы процессора с ОЗУ. Для того чтобы понять, из каких составляющих складывается фактическая скорость работы процессора с памятью, нам необходимо кроме линейной скорости считывания или записи учитывать ещё и такую характеристику, как латентность.

Латентность

Латентность является не менее важной характеристикой с точки зрения быстродействия подсистемы памяти, чем скорость «прокачки данных», но совершенно другой, по сути. Большая скорость обмена данными хороша тогда, когда их размер относительно велик, но если нам требуется «понемногу с разных адресов» — то на первый план выходит именно латентность. Что это такое? В общем случае — время, которое требуется для того, чтобы начать считывать информацию с определённого адреса. И действительно: с момента, когда процессор посылает контроллеру памяти команду на считывание (запись), и до момента, когда эта операция осуществляется, проходит определённое количество времени. Причём оно вовсе не равно времени, которое требуется на пересылку данных. Приняв команду на чтение или запись от процессора, контроллер памяти «указывает» ей, с каким адресом он желает работать. Доступ к любому произвольно взятому адресу не может быть осуществлён мгновенно, для этого требуется определённое время. Возникает задержка: адрес указан, но память ещё не готова предоставить к нему доступ. В общем случае, эту задержку и принято называть латентностью. У разных типов памяти она разная. Так, например, память типа DDR2 имеет в среднем гораздо большие задержки, чем DDR (при одинаковой частоте передачи данных). В результате, если данные в программе расположены «хаотично» и «небольшими кусками», скорость их считывания становится намного менее важной, чем скорость доступа к «началу куска», так как задержки при переходе на очередной адрес влияют на быстродействие системы намного сильнее, чем скорость считывания или записи.

«Соревнование» между скоростью чтения (записи) и латентностью — одна из основных головных болей разработчиков современных систем: к сожалению, рост скорости чтения (записи), почти всегда приводит к увеличению латентности. Так, например, память типа SDR (PC66, PC100, PC133) обладает в среднем лучшей (меньшей) латентностью, чем DDR. В свою очередь, у DDR2 латентность ещё выше (то есть хуже), чем у DDR.

Следует понимать, что «общая» латентность подсистемы памяти зависит не только от неё самой, но и от контроллера памяти и места его расположения — все эти факторы тоже влияют на задержку. Именно поэтому компания AMD в процессе разработки архитектуры AMD64 решила «одним махом» решить проблему высокой латентности, интегрировав контроллер прямо в процессор — чтобы максимально «сократить дистанцию» между процессорным ядром и модулями ОЗУ. Затея удалась, но дорогой ценой: теперь система на базе определённого CPU архитектуры AMD64 может работать только с той памятью, на которую рассчитан его контроллер. Наверное, именно поэтому компания Intel до сих пор не решилась на такой кардинальный шаг, предпочитая действовать традиционными методами: усовершенствуя контроллер памяти в чипсете и механизм Prefetch в процессоре (про него см. ниже).

В завершение, заметим, что понятия «скорость чтения / записи» и «латентность», в общем случае, применимы к любому типу памяти — в том числе не только к классической DRAM (SDR, Rambus, DDR, DDR2), но и к кэшу (см. ниже).Процессор: сведения общего характера

Понятие архитектуры

Архитектура как совместимость с кодом

Наверняка вы часто встречались с термином «x86», или «Intel-совместимый процессор» (или «IBM PC compatible» — но это уже по отношению к компьютеру). Иногда также встречается термин «Pentium-совместимый» (почему именно Pentium — вы поймете сами чуть позже). Что за всеми этими названиями скрывается на самом деле? На данный момент наиболее корректно с точки зрения автора выглядит следующая простая формулировка: современный x86-процессор — это процессор, способный корректно исполнять машинный код архитектуры IA32 (архитектура 32-битных процессоров Intel). В первом приближении это код, исполняемый процессором i80386 (известным в народе как «386-й»), окончательно же основной набор команд IA32 сформировался с выходом процессора Intel Pentium Pro. Что означает «основной набор» и какие есть еще? Для начала ответим на первую часть вопроса. «Основной» в данном случае означает то, что с помощью исключительно этого набора команд, может быть написана любая программа, которая вообще может быть написана для процессора архитектуры x86 (или IA32, если вам так больше нравится).

Кроме того, у архитектуры IA32 существуют «официальные» расширения (дополнительные наборы команд) от разработчика самой архитектуры, компании Intel: MMX, SSE, SSE2 и SSE3. Также существуют «неофициальные» (не от Intel) расширенные наборы команд: EMMX, 3DNow! и Extended 3DNow! — их разработала компания AMD. Впрочем, «официальность» и «неофициальность» в данном случае понятие относительное — де-факто все сводится к тому, что некоторые расширения набора команд Intel как разработчик изначального набора признает, а некоторые — нет, разработчики же программного обеспечения используют то, что им лучше всего подходит. В отношении расширенных наборов команд существует одно простое правило хорошего тона: прежде чем их использовать, программа должна проверить, поддерживает ли их процессор. Иногда отступления от этого правила встречаются (и могут приводить к неправильному функционированию программ), но объективно это является проблемой некорректно написанного программного обеспечения, а не процессора.

Для чего предназначены дополнительные наборы команд? В первую очередь — для увеличения быстродействия при выполнении некоторых операций. Одна команда из дополнительного набора, как правило, выполняет действие, для которого понадобилась бы небольшая программа, состоящая из команд основного набора. Опять-таки, как правило, одна команда выполняется процессором быстрее, чем заменяющая ее последовательность. Однако в 99% случаев, ничего такого, чего нельзя было бы сделать с помощью основных команд, с помощью команд из дополнительного набора сделать нельзя.

Таким образом, упомянутая выше проверка программой поддержки дополнительных наборов команд процессором, должна выполнять очень простую функцию: если, например, процессор поддерживает SSE — значит, считать будем быстро и с помощью команд из набора SSE. Если нет — будем считать медленнее, с помощью команд из основного набора. Корректно написанная программа обязана действовать именно так. Впрочем, сейчас практически никто не проверяет у процессора наличие поддержки MMX, так как все CPU, вышедшие за последние 5 лет, этот набор поддерживают гарантированно. Для справки приведем табличку, на которой обобщена информация о поддержке различных расширенных наборов команд различными десктопными (предназначенными для настольных ПК) процессорами.

Процессор	MMX	EMMX	3DNow!	SSE	E3DNow!	SSE2	SSE3
Intel Pentium II	+	—	—	—	—	—	—
Intel Celeron до 533 MHz	+	—	—	—	—	—	—
Intel Pentium III	+	—	—	+	—	—	—
Intel Celeron 533—1400 MHz	+	—	—	+	—	—	—
Intel Pentium 4	+	—	—	+	—	+	+/—*
Intel Celeron от 1700 MHz	+	—	—	+	—	+	—
Intel Celeron D	+	—	—	+	—	+	+
Intel Pentium 4 eXtreme Edition	+	—	—	+	—	+	+/—*
Intel Pentium eXtreme Edition	+	—	—	+	—	+	+
Intel Pentium D	+	—	—	+	—	+	+
AMD K6	+	+	—	—	—	—	—
AMD K6-2	+	+	+	—	—	—	—
AMD K6-III	+	+	+	—	—	—	—
AMD Athlon	+	+	+	—	+	—	—
AMD Duron до 900 MHz	+	+	+	—	+	—	—
AMD Athlon XP	+	+	+	+	+	—	—
AMD Duron от 1000 MHz	+	+	+	+	+	—	—
AMD Athlon 64 / Athlon FX	+	+	+	+	+	+	+/—*
AMD Sempron	+	+	+	+	+	+/—*	+/—*
AMD Athlon 64 X2	+	+	+	+	+	+	+
VIA C3	+	+	+/—*	+/—*	—	—	—

* в зависимости от модификации

На данный момент всё популярное десктопное программное обеспечение (операционные системы Windows и Linux, офисные пакеты, компьютерные игры, и прочее) разрабатывается именно для x86-процессоров. Оно выполняется (за исключением «дурно воспитанных» программ) на любом x86-процессоре, независимо от того, кто его произвел. Поэтому вместо ориентированных на разработчика изначальной архитектуры терминов «Intel-совместимый» или «Pentium-совместимый», стали употреблять нейтральное название: «x86-совместимый процессор», «процессор с архитектурой x86». В данном случае под «архитектурой» понимается совместимость с определённым набором команд, то есть, можно сказать, «архитектура процессора с точки зрения программиста». Есть и другая трактовка того же термина.

Архитектура как характеристика семейства процесcоров

«Железячники» — люди, работающие в основном не с программным обеспечением, а с аппаратным, под «архитектурой» понимают несколько другое (правда, более корректно то, что они называют «архитектурой», называется «микроархитектурой», но де-факто приставку «микро» частенько опускают). Для них «архитектура CPU» — это некий набор свойств, присущий целому семейству процессоров, как правило, выпускаемому в течение многих лет (иначе говоря — «внутренняя конструкция», «организация» этих процессоров). Так, например, любой специалист по x86 CPU вам скажет, что процессор с ALU, работающими на удвоенной частоте, QDR-шиной, Trace cache, и, возможно, поддержкой технологии Hyper-Threading — это «процессор архитектуры NetBurst» (не пугайтесь незнакомых терминов — все они будут разъяснены чуть позже). А процессоры Intel Pentium Pro, Pentium II и Pentium III — это «архитектура P6». Таким образом, понятие «архитектуры» применительно к процессорам несколько двойственно: под ним может пониматься как совместимость с неким единым набором команд, так и совокупность аппаратных решений, присущих определённой достаточно широкой группе процессоров. Разумеется, такой дуализм одного из основополагающих понятий не очень удобен, однако так уж сложилось, и вряд ли в ближайшее время что-то поменяется…

64-битные расширения классической x86 (IA32) архитектуры

Не так давно оба ведущих производителя x86 CPU анонсировали две практически идентичных* технологии (впрочем, AMD предпочитает называть это архитектурой), благодаря которым классические x86 (IA32) CPU получили статус 64-битных. В случае с AMD данная технология получила наименование «AMD64» (64-битная архитектура AMD), в случае с Intel — «EM64T» (расширенная 64-битная технология работы с памятью). Также почтенные аксакалы, знакомые с историей вопроса, иногда употребляют наименование «x86-64» — как общее обозначение всех 64-битных расширений архитектуры x86, не привязанное к зарегистрированным торговым маркам какого-либо производителя. Де-факто, употребление одного из трёх, приведенных выше, наименований, зависит больше от личных предпочтений употребляющего, чем от фактических различий — ибо различия между AMD64 и EM64T умещаются на кончике очень тонкой иглы. К тому же, сама AMD ввела «фирменное» наименование «AMD64» лишь незадолго до анонса собственных процессоров на основе данной архитектуры, а до этого совершенно спокойно употребляла в собственных документах более нейтральное «x86-64». Однако так или иначе, всё сводится к одному: некоторые внутренние регистры процессоров стали вместо 32-битных 64-битными, 32-битные команды x86-кода получили свои 64-битные аналоги, кроме того, объём адресуемой памяти (включая не только физическую, но и виртуальную) многократно увеличился (за счёт того, что адрес приобрёл вместо 32-битного 64-битный формат). Количество маркетинговых спекуляций на тему «64-битности» превысило все разумные пределы, поэтому нам следует рассмотреть достоинства данного нововведения особенно пристально. Итак: что же на самом деле изменилось, а что — нет?

* — Доводы о том, что Intel, дескать, «нагло скопировала EM64T с AMD64» не выдерживают никакой критики. И вовсе не потому, что это не так — а потому, что вовсе не «нагло». Есть такое понятие: «кросс-лицензионное соглашение». Если таковое соглашение имеет место быть, это означает, что все разработки одной компании в определённой области, становятся автоматически доступными другой, равно как и разработки другой автоматически становятся доступны первой. Intel воспользовалась кросс-лицензированием для разработки EM64T, взяв за основу AMD64 (чего никто никогда не отрицал). AMD воспользовалась тем же соглашением для введения в свои процессоры поддержки наборов дополнительных инструкций SSE2 и SSE3, разработанных Intel. И ничего в этом постыдного нет: раз договорились «делиться» разработками — значит, надо делиться.

Что не изменилось? В первую очередь — быстродействие процессоров. Вопиющей глупостью будет считать, что один и тот же процессор при переходе из привычного 32-битного в 64-битный режим (а 32-битный режим все нынешние x86 CPU поддерживают в обязательном порядке) станет работать в 2 раза быстрее. Разумеется, в некоторых случаях некое ускорение от использования 64-битной целочисленной арифметики может присутствовать — но количество этих случаев сильно ограничено, и большинства современного пользовательского программного обеспечения они никак не касаются. Кстати: а почему мы употребили термин «64-битная целочисленная арифметика»? А потому, что блоки операций с плавающей точкой (см. ниже) во всех x86-процессорах уже давным-давно не 32-битные. И даже не 64-битные. Классический x87 FPU (см. ниже), окончательно ставший частью CPU ещё во времена старого доброго 32-битного Intel Pentium — уже был 80-битным. Операнды команд SSE и SSE2/3 — и вовсе 128-битные! В этом плане архитектура x86 достаточно парадоксальна: при всём притом, что формально процессоры данной архитектуры достаточно долгое время оставались 32-битными — разрядность тех блоков, где «большая битность» была реально необходима — наращивалась совершенно независимо от остальных. Например, процессоры AMD Athlon XP и Intel Pentium 4 «Northwood» совмещали в себе блоки, работающие с 32-битными, 80-битными, и 128-битными операндами. 32-битными оставались лишь основной набор команд (унаследованный от первого процессора архитектуры IA32 — Intel 386) и адресация памяти (максимум 4 гигабайта, если не считать «извращений» типа Intel PAE).

Таким образом, то, что процессоры AMD и Intel стали «формально 64-битными», на практике принесло нам лишь три усовершенствования: появление команд для работы с 64-битными целыми числами, увеличение количества и/или разрядности регистров, и увеличение максимального объёма адресуемой памяти. Заметим: реальной пользы этих нововведений (особенно третьего!) никто не отрицает. Равно как никто не отрицает заслуг компании AMD в продвижении идеи «осовременивания» (за счёт введения 64-битности) x86-процессоров. Мы лишь хотим предостеречь от чрезмерных ожиданий: не стоит надеяться на то, что компьютер, покупавшийся «в ценовом классе ВАЗа», от установки 64-битного программного обеспечения станет «лихим Мерседесом». Чудес на свете не бывает…

Процессорное ядро

Различия между ядрами одной микроархитектуры

«Процессорное ядро» (как правило, для краткости его называют просто «ядро») — это конкретное воплощение [микро]архитектуры (т.е. «архитектуры в аппаратном смысле этого слова»), являющееся стандартом для целой серии процессоров. Например, NetBurst — это микроархитектура, которая лежит в основе многих сегодняшних процессоров Intel: Celeron, Pentium 4, Xeon. Микроархитектура задает общие принципы: длинный конвейер, использование определенной разновидности кэша кода первого уровня (Trace cache), прочие «глобальные» особенности. Ядро — более конкретное воплощение. Например, процессоры микроархитектуры NetBurst с шиной 400 МГц, кэшем второго уровня 256 килобайт, и без поддержки Hyper-Threading — это более-менее полное описание ядра Willamette. А вот ядро Northwood имеет кэш второго уровня уже 512 килобайт, хотя также основано на NetBurst. Ядро AMD Thunderbird основано на микроархитектуре K7, но не поддерживает набор команд SSE, а вот ядро Palomino — уже поддерживает.

Таким образом, можно сказать что «ядро» – это конкретное воплощение определенной микроархитектуры «в кремнии», обладающее (в отличие от самой микроархитектуры) определенным набором строго обусловленных характеристик. Микроархитектура — аморфна, она описывает общие принципы построения процессора. Ядро — конкретно, это микроархитектура, «обросшая» всевозможными параметрами и характеристиками. Чрезвычайно редки случаи, когда процессоры сменяли микроархитектуру, сохраняя название. И, наоборот, практически любое наименование процессора хотя бы несколько раз за время своего существования «меняло» ядро. Например, общее название серии процессоров AMD — «Athlon XP» — это одна микроархитектура (K7), но целых четыре ядра (Palomino, Thoroughbred, Barton, Thorton). Разные ядра, построенные на одной микроархитектуре, могут иметь, в том числе разное быстродействие.

Ревизии

Ревизия — одна из модификаций ядра, крайне незначительно отличающаяся от предыдущей, почему и не заслуживает звания «нового ядра». Как правило, из выпусков очередной ревизии производители процессоров не делают большого события, это происходит «в рабочем порядке». Так что даже если вы покупаете один и тот же процессор, с полностью аналогичным названием и характеристиками, но с интервалом где-то в полгода — вполне возможно, фактически он будет уже немного другой. Выпуск новой ревизии, как правило, связан с какими-то мелкими усовершенствованиями. Например, удалось чуть-чуть снизить энергопотребление, или понизить напряжение питания, или еще что-то оптимизировать, или была устранена пара мелких ошибок. С точки зрения производительности мы не помним ни одного примера, когда бы одна ревизия ядра отличалась от другой настолько существенно, чтобы об этом имело смысл говорить. Хотя чисто теоретически возможен и такой вариант — например, подвергся оптимизации один из блоков процессора, ответственный за исполнение нескольких команд. Подводя итог, можно сказать что «заморачиваться» ревизиями процессоров чаще всего не стоит: в очень редких случаях изменение ревизии вносит какие-то кардинальные изменения в процессор. Достаточно просто знать, что есть такая штука — исключительно для общего развития.

Частота работы ядра

Как правило, именно этот параметр в просторечии именуют «частотой процессора». Хотя в общем случае определение «частота работы ядра» всё же более корректно, так как совершенно не обязательно все составляющие CPU функционируют на той же частоте, что и ядро (наиболее частым примером обратного являлись старые «слотовые» x86 CPU — Intel Pentium II и Pentium III для Slot 1, AMD Athlon для Slot A — у них L2-кэш функционировал на 1/2, и даже иногда на 1/3 частоты работы ядра). Ещё одним распространённым заблуждением является уверенность в том, что частота работы ядра однозначным образом определяет производительность. На самом деле это дважды не так: во-первых, каждое конкретное процессорное ядро (в зависимости от того, как оно спроектировано, сколько содержит исполняющих блоков различных типов, и т.д. и т.п.) может исполнять различное количество команд за один такт, частота же — это всего лишь количество таких тактов в секунду. Таким образом (приведенное далее сравнение, разумеется, очень сильно упрощено и поэтому весьма условно) процессор, ядро которого исполняет 3 инструкции за такт, может иметь на треть меньшую частоту, чем процессор, исполняющий 2 инструкции за такт — и при этом обладать полностью аналогичным быстродействием.

Во-вторых, даже в рамках одного и того же ядра, увеличение частоты вовсе не всегда приводит к пропорциональному увеличению быстродействия. Здесь вам очень пригодятся знания, которые вы могли почерпнуть из раздела «Общие принципы взаимодействия процессора и ОЗУ». Дело в том, что скорость исполнения команд ядром процессора — это вовсе не единственный показатель, влияющий на скорость выполнения программы. Не менее важна скорость поступления команд и данных на CPU. Представим себе чисто теоретически такую систему: быстродействие процессора — 10’000 команд в секунду, скорость работы памяти — 1000 байт в секунду. Вопрос: даже если принять, что одна команда занимает не более одного байта, а данных у нас нет совсем, с какой скоростью будет исполняться программа в такой системе? Правильно: не более 1000 команд в секунду, и производительность CPU тут совершенно ни при чём: мы будем ограничены не ей, а скоростью поступления команд в процессор. Таким образом, следует понимать: невозможно непрерывно наращивать одну только частоту ядра, не ускоряя одновременно подсистему памяти, так как в этом случае начиная с определённого этапа, увеличение частоты CPU перестанет сказываться на увеличении быстродействия системы в целом.

Особенности образования названий процессоров

Раньше, когда небо было голубее, пиво — вкуснее, а девушки — красивее, процессоры называли просто: имя производителя + название модельного ряда + частота. Например: «AMD K6-2 450 MHz». В настоящее время уже оба основных производителя от этой традиции отошли, и вместо частоты употребляют какие-то непонятные циферки, обозначающие невесть что. Краткому объяснению того, что же на самом деле эти циферки обозначают, и посвящены следующие два раздела.

Рейтинги от AMD

Причина, по которой компания AMD «изъяла» частоту из наименования своих процессоров, и заменила её некой абстрактной цифрой — общеизвестна: после появления процессора Intel Pentium 4, который работает на очень высоких частотах, процессоры AMD рядом с ним стали «плохо выглядеть на витрине» — покупатель не верил, что CPU с частотой, например, 1500 МГц, может обогнать CPU с частотой 2000 МГц. Поэтому частоту в наименовании заменили рейтингом. Формальная («де-юре», так сказать) трактовка этого рейтинга в устах AMD в разные времена звучала немного по-разному, но ни разу не прозвучала в том виде, в каком её воспринимали пользователи: процессор AMD с неким рейтингом, должен быть как минимум не медленнее процессора Intel Pentium 4 с соответствующей данному рейтингу частотой. Между тем, ни для кого не являлось особенным секретом, что именно такая трактовка и являлась конечной целью введения рейтинга. В общем, все всё прекрасно понимали, но AMD старательно делала вид, что она тут ни при чём :). Пенять ей за это не стоит: в конкурентной борьбе применяются совсем другие правила, чем в рыцарских поединках. Тем более что результаты независимых тестов демонстрировали: в целом, рейтинги своим процессорам AMD назначает достаточно справедливые. Собственно, именно до тех пор, пока это так — вряд ли имеет смысл протестовать против использования рейтинга. Правда, остаётся открытым один вопрос: а к чему же (нас интересует, понятное дело, состояние де-факто, а не разъяснения маркетингового отдела) будет привязан рейтинг процессоров AMD чуть позже, когда вместо Pentium 4 Intel начнёт выпускать какой-нибудь другой процессор?

Processor Number от Intel

Что нужно запомнить сразу: Processor Number (далее PN) у процессоров Intel — это не рейтинг. Не рейтинг производительности, и не рейтинг чего-либо другого. Фактически, это просто «артикул», элемент строчки в складской ведомости, единственная задача которого — сделать так, чтобы строчка, обозначающая один процессор, отличалась от строчки, обозначающей другой. В рамках серии (первая цифра PN), две остальные цифры, в принципе, кое о чём могут сказать, но, учитывая наличие таблиц, в которых приведено полное соответствие между PN и реальными параметрами, мы не видим особого смысла в том, чтобы заучивать какие-то промежуточные соответствия. Мотивация, которой руководствовалась Intel, вводя PN (вместо опять-таки указания частоты CPU) — более сложная, чем у AMD. Необходимость введения PN (как её объясняет сама Intel) связана, прежде всего, с тем, что два основных конкурента по-разному подходят к вопросу об уникальности наименования CPU. Например, у AMD название «Athlon 64 3200+» может обозначать сразу четыре процессора с несколько различными техническими характеристиками (но одинаковым «рейтингом»). Intel придерживается мнения, что наименование процессора должно быть уникальным, в связи с чем ранее компании приходилось «изворачиваться», добавляя к значению частоты в наименовании различные буквы, и это приводило к путанице. По идее, PN должен был эту путаницу устранить. Трудно сказать, была ли достигнута поставленная цель: всё равно номенклатура процессоров Intel осталась достаточно сложной. С другой стороны, это неизбежно, так как ассортимент продуктов уж больно велик. Однако независимо от всего прочего, одного эффекта де-факто добиться точно удалось: теперь только разбирающиеся в вопросе специалисты могут по названию процессора быстро и точно «по памяти» сказать, что он собой представляет, и какова будет его производительность в сравнении с другими CPU. Насколько это хорошо? Сложно сказать. Мы предпочтём воздержаться от комментариев.

Измерение скорости «в мегагерцах» — как это возможно?

Никак это невозможно, потому что скорость не измеряется в мегагерцах, как не измеряется расстояние в килограммах. Однако господа маркетологи давно уже поняли, что в словесном поединке между физиком и психологом побеждает всегда последний — причём независимо от того, кто на самом деле прав. Поэтому мы и читаем про «сверхбыструю 1066 MHz FSB», мучительно пытаясь понять, как скорость может измеряться с помощью частоты. На самом деле, раз уж прижилась такая извращённая тенденция, нужно просто чётко представлять себе, что имеется в виду. А имеется в виду следующее: если мы «закрепим» ширину шины на N битах — то её пропускная способность действительно будет зависеть от того, на какой частоте данная шина функционирует, и какое количество данных она способна передавать за такт. По обычной процессорной шине с «одинарной» скоростью (такая шина была, например, у процессора Intel Pentium III) за такт передаётся 64 бита, то есть 8 байт. Соответственно, если рабочая частота шины равна 100 МГц (100’000’000 тактов в секунду) — то скорость передачи данных будет равна 8 байт * 100’000’000 герц ~= 763 мегабайта в секунду (а если считать в «десятичных мегабайтах», в которых принято считать потоки данных, то ещё красивее — 800 мегабайт в секунду). Соответственно, если на тех же 100 мегагерцах работает DDR-шина, способная передавать за один такт удвоенный объём данных — скорость вырастет ровно вдвое. Поэтому, согласно парадоксальной логике господ маркетологов, данную шину следует именовать «200-мегагерцевой». А если это ещё и QDR (Quad Data Rate) шина — то она и вовсе «400-мегагерцевая» получается, так как за один такт передаёт четыре пакета данных. Хотя реальная частота работы у всех трёх вышеописанных шин одинаковая — 100 мегагерц. Вот так «мегагерцы» и стали синонимом скорости.

Таким образом, QDR-шина (с «учетверённой» скоростью), работающая на реальной частоте 266 мегагерц, волшебным образом оказывается у нас «1066-мегагерцевой». Цифра «1066» в данном случае олицетворяет то, что её пропускная способность ровно в 4 раза больше «односкоростной» шины, работающей на той же самой частоте. Вы ещё не запутались?.. Привыкайте! Это вам не какая-нибудь теория относительности, тут всё намного сложней и запущенней… Впрочем, самое главное здесь — выучить наизусть один простой принцип: если уж мы занимаемся таким извращением, как сравнение скорости двух шин между собой «в мегагерцах» — то они обязательно должны быть одинаковой ширины. Иначе получается как в одном форуме, где человек всерьёз доказывал, что пропускная способность AGP2X («133-мегагерцевая», но 32-битная шина) — выше, чем пропускная способность FSB у Pentium III 800 (реальная частота 100 МГц, ширина 64 бита).

Пара слов о некоторых пикантных особенностях DDR и QDR протоколов

Как уже было сказано выше, в режиме DDR по шине за один такт передаётся удвоенный объём информации, а в режиме QDR — учетверённый. Правда, в документах, ориентированных больше на прославление достижений производителей, чем на объективное освещение реалий, почему-то всегда забывают указать одно маленькое «но»: режимы удвоенной и учетверённой скорости включаются только при пакетной передаче данных. То есть, если мы запросили из памяти парочку мегабайтов с адреса X по адрес Y — то да, эти два мегабайта будут переданы с удвоенной/учетверённой скоростью. А вот сам запрос на данные посылается по шине с «одинарной» скоростью — всегда! Соответственно, если запросов у нас много, а размер пересылаемых данных не очень велик, то количество данных, которые «путешествуют» по шине с одинарной скоростью (а запрос — это тоже данные) будет почти равно количеству тех, которые передаются со скоростью удвоенной или учетверённой. Вроде бы нам никто открыто не врал, вроде бы DDR и QDR действительно работают, но… как говорится в одном старом анекдоте: «то ли он у кого-то украл шубу, то ли у него кто-то украл шубу, но что-то там с шубой не то…» ;)Процессор «крупноблочно»

Кэш

Общее описание и принцип действия

Во всех современных процессорах есть кэш (по-английски — cache). Кэш — это некая особенная разновидность памяти (основная особенность, кардинально отличающая кэш от ОЗУ — скорость работы), которая является своего рода «буфером» между контроллером памяти и процессором. Служит этот буфер для увеличения скорости работы с ОЗУ. Каким образом? Сейчас попытаемся объяснить. При этом мы решили отказаться от попахивающих детским садом сравнений, которые частенько встречаются в популяризаторской литературе на процессорную тематику (бассейны, соединённые трубами разного диаметра, и т.д. и т.п.). Всё-таки человек, который дочитал статью до этого места, и не заснул — наверное, способен выдержать и «переварить» чисто техническое объяснение, без бассейнов, кошечек и одуванчиков.

Итак, представим, что у нас есть много сравнительно медленной памяти (пусть это будет ОЗУ размером 10’000’000 байт) и относительно мало очень быстрой (пусть это будет кэш размером всего 1024 байта). Как нам с помощью этого несчастного килобайта увеличить скорость работы со всей памятью вообще? А вот здесь следует вспомнить, что данные в процессе работы программы, как правило, не бездумно перекидываются с места на место — они изменяются. Считали из памяти значение какой-то переменной, прибавили к нему какое-то число — записали обратно на то же место. Считали массив, отсортировали по возрастанию — опять-таки записали в память. То есть в один какой-то момент программа работает не со всей памятью целиком, а, как правило, с относительно маленьким её фрагментом. Какое решение напрашивается? Правильно: загрузить этот фрагмент в «быструю» память, обработать его там, а потом уже записать обратно в «медленную» (или просто удалить из кэша, если данные не изменялись). В общем случае, именно так и работает процессорный кэш: любая считываемая из памяти информация попадает не только в процессор, но и в кэш. И если эта же информация (тот же адрес в памяти) нужна снова, сначала процессор проверяет: а нет ли её в кэше? Если есть — информация берётся оттуда, и обращения к памяти не происходит вовсе. Аналогично с записью: информация, если её объём влезает в кэш — пишется именно туда, и только потом, когда процессор закончил операцию записи, и занялся выполнением других команд, данные, записанные в кэш, параллельно с работой процессорного ядра «потихоньку выгружаются» в ОЗУ.

Разумеется, объём данных, прочитанных и записанных за всё время работы программы — намного больше объёма кэша. Поэтому некоторые из них приходится время от времени удалять, чтобы в кэш могли поместиться новые, более актуальные. Самый простой из известных механизмов обеспечения данного процесса — отслеживание времени последнего обращения к данным, находящимся в кэше. Так, если нам необходимо поместить новые данные в кэш, а он уже «забит под завязку», контроллер, управляющий кэшем, смотрит: к какому фрагменту кэша не происходило обращения дольше всего? Именно этот фрагмент и является первым кандидатом на «вылет», а на его место записываются новые данные, с которыми нужно работать сейчас. Вот так, в общих чертах, работает механизм кэширования в процессорах. Разумеется, приведенное выше объяснение весьма примитивно, на самом деле всё ещё сложнее, но, надеемся, общее представление о том, зачем процессору нужен кэш и как он работает, вы получить смогли.

А для того чтобы было понятно, насколько важен кэш, приведем простой пример: скорость обмена данными процессора Pentium 4 со своим кэшам более чем в 10 раз (!) превосходит скорость его работы с памятью. Фактически, в полную силу современные процессоры способны работать только с кэшем: как только они сталкиваются с необходимостью прочитать данные из памяти — все их хваленые мегагерцы начинают просто «греть воздух». Опять-таки, простой пример: выполнение простейшей инструкции процессором происходит за один такт, то есть за секунду он может выполнить такое количество простых инструкций, какова его частота (на самом деле еще больше, но это оставим на потом…). А вот время ожидания данных из памяти может в худшем случае составить более 200 тактов! Что делает процессор, пока он ждет нужных данных? А ничего он не делает. Просто стоит и ждет…

Многоуровневое кэширование

Специфика конструирования современных процессорных ядер привела к тому, что систему кэширования в подавляющем большинстве CPU приходится делать многоуровневой. Кэш первого уровня (самый «близкий» к ядру) традиционно разделяется на две (как правило, равные) половины: кэш инструкций (L1I) и кэш данных (L1D). Это разделение предусматривается так называемой «гарвардской архитектурой» процессора, которая по состоянию на сегодня является самой популярной теоретической разработкой для построения современных CPU. В L1I, соответственно, аккумулируются только команды (с ним работает декодер, см. ниже), а в L1D — только данные (они впоследствии, как правило, попадают во внутренние регистры процессора). «Над L1» стоит кэш второго уровня — L2. Он, как правило, больше по объёму, и является уже «смешанным» — там располагаются и команды, и данные. L3 (кэш третьего уровня), как правило, полностью повторяет структуру L2, и в современных x86 CPU встречается редко. Чаще всего, L3 — это плод компромисса: за счёт использование более медленной и узкой шины, его можно сделать очень большим, но при этом скорость L3 всё равно остаётся более высокой, чем скорость памяти (хотя и не такой высокой, как у L2-кэша). Тем не менее, алгоритм работы с многоуровневым кэшем в общих чертах не отличается от алгоритма работы с одноуровневым, просто добавляются лишние итерации: сначала информация ищется в L1, если её там нет — в L2, потом — в L3, и уже потом, если ни на одном уровне кэша она не найдена — идёт обращение к основной памяти (ОЗУ).

Декодер

На самом деле, исполнительные блоки всех современных десктопных x86-процессоров… вовсе не работают с кодом в стандарте x86. У каждого процессора есть своя, «внутренняя» система команд, не имеющая ничего общего с теми командами (тем самым «кодом»), которые поступают извне. В общем случае, команды, исполняемые ядром — намного проще, «примитивнее», чем команды стандарта x86. Именно для того, чтобы процессор «внешне выглядел» как x86 CPU, и существует такой блок как декодер: он отвечает за преобразование «внешнего» x86-кода во «внутренние» команды, исполняемые ядром (при этом достаточно часто одна команда x86-кода преобразуется в несколько более простых «внутренних»). Декодер является очень важной частью современного процессора: от его быстродействия зависит то, насколько постоянным будет поток команд, поступающих на исполняющие блоки. Ведь они неспособны работать с кодом x86, поэтому то, будут они что-то делать, или простаивать — во многом зависит от скорости работы декодера. Достаточно необычный способ ускорить процесс декодирования команд реализовала в процессорах архитектуры NetBurst компания Intel — см. ниже про Trace cache.

Исполняющие (функциональные) устройства

Пройдя через все уровни кэша и декодер, команды наконец-то попадают на те блоки, ради которых вся эта катавасия и устраивалась: исполняющие устройства. По сути, именно исполняющие устройства и являются единственно необходимым элементом процессора. Можно обойтись без кэша — скорость снизится, но программы работать будут. Можно обойтись без декодера — исполняющие устройства станут сложнее, но работать процессор будет. В конце концов, ранние процессоры архитектуры x86 (i8086, i80186, 286, 386, 486, Am5x86) — как-то без декодера обходились. Без исполняющих устройств обойтись невозможно, ибо именно они исполняют код программы. В самом первом приближении они традиционно делятся на две больших группы: арифметико-логические устройства (ALU) и блок вычислений с плавающей точкой (FPU).

Арифметико-логические устройства

ALU традиционно отвечают за два типа операций: арифметические действия (сложение, вычитание, умножение, деление) с целыми числами, логические операции с опять-таки целыми числами (логическое «и», логическое «или», «исключающее или», и тому подобные). Что, собственно, и следует из их названия. Блоков ALU в современных процессорах, как правило, несколько. Для чего — вы поймёте позже, прочитав раздел «Суперскалярность и внеочередное исполнение команд». Понятно, что ALU может исполнить только те команды, которые предназначены для него. Распределением команд, поступающих с декодера, по различным исполняющим устройствам, занимается специальный блок, но это уже, как говорится, «слишком сложные материи», и их вряд ли имеет смысл разъяснять в материале, который посвящен лишь поверхностному ознакомлению с основными принципами работы современных x86 CPU.

Блок вычислений с плавающей запятой*

FPU занимается выполнением команд, работающих с числами с плавающей запятой, кроме того, традиционно на него «вешают всех собак» в виде всяческих дополнительных наборов команд (MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3…) — независимо от того, работают они с числами с плавающей запятой, или с целыми. Как и в случае с ALU, отдельных блоков в FPU может быть несколько, и они способны работать параллельно.

* — согласно традиций русской математической школы, мы называем FPU «блоком вычислений с плавающей запятой», хотя буквально его название (Floating Point Unit) переводится как «…с плавающей точкой» — согласно американскому стандарту написания таких чисел.

Регистры процессора

Регистры — по сути, те же ячейки памяти, но «территориально» они расположены прямо в процессорном ядре. Разумеется, скорость работы с регистрами во много раз превосходит как скорость работы с ячейками памяти, расположенными в основном ОЗУ (тут вообще на порядки…), так и с кэшами любого уровня. Поэтому большинство команд архитектуры x86 предусматривают осуществление действий именно над содержимым регистров, а не над содержимым памяти. Однако общий объём регистров процессора, как правило, очень мал — он не сравним даже с объёмом кэшей первого уровня. Поэтому де-факто код программы (не на языке высокого уровня, а именно бинарный, «машинный») часто содержит следующую последовательность операций: загрузить в один из регистров процессора информацию из ОЗУ, загрузить в другой регистр другую информацию (тоже из ОЗУ), произвести некое действие над содержимым этих регистров, поместив результат в третий — а потом снова выгрузить результат из регистра в основную память. Процессор в подробностях

Особенности кэшей

Частота работы кэша и его шина

Во всех современных x86 CPU все уровни кэша работают на той же частоте, что и процессорное ядро, но это вовсе не всегда было так (данный вопрос уже поднимался выше). Однако скорость работы с кэшем зависит не только от частоты, но и от ширины шины, с помощью которой он соединён с процессорным ядром. Как вы (надеемся) помните из ранее прочитанного, скорость передачи данных является, по сути, произведением частоты работы шины (количества тактов в секунду) на количество байт, которые передаются по шине за один такт. Количество передаваемых за такт байтов можно увеличивать за счёт введения DDR и QDR (Double Data Rate и Quad Data Rate) протоколов — или просто за счёт увеличения ширины шины. В случае с кэшем более популярен второй вариант — не в последнюю очередь из-за «пикантных особенностей» DDR/QDR, описанных выше. Разумеется, минимально разумной шириной шины кэша является ширина внешней шины самого процессора, то есть, по состоянию на сегодняшний день — 64 бита. Именно так, в духе здорового минимализма, и поступает компания AMD: в её процессорах ширина шины L1 L2 равна 64 битам, но при этом она двунаправленная, то есть, способна работать одновременно на передачу и приём информации. В духе «здорового гигантизма» в очередной раз поступила компания Intel: в её процессорах, начиная с Pentium III «Coppermine», шина L1 L2 имеет ширину… 256 бит! По принципу «кашу маслом не испортишь», как говорится. Правда, шина эта однонаправленная, то есть в один момент времени работает либо только на передачу, либо только на приём. Споры о том, какой из подходов лучше (двунаправленная шина, но более узкая, или однонаправленная широкая) — продолжаются до сих пор… впрочем, равно как и множество других споров относительно технических решений, применяемых двумя основными конкурентами на рынке x86 CPU.

Эксклюзивный и не эксклюзивный кэш

Концепции эксклюзивного и не эксклюзивного кэширования очень просты: в случае не эксклюзивного кэша, информация на всех уровнях кэширования может дублироваться. Таким образом, L2 может содержать в себе данные, которые уже находятся в L1I и L1D, а L3 (если он есть) может содержать в себе полную копию всего содержимого L2 (и, соответственно, L1I и L1D). Эксклюзивный кэш, в отличие от не эксклюзивного, предусматривает чёткое разграничение: если информация содержится на каком-то уровне кэша — то на всех остальных она отсутствует. Плюс эксклюзивного кэша очевиден: общий размер кэшируемой информации в данном случае равен суммарному объёму кэшей всех уровней — в отличие от не эксклюзивного кэша, где размер кэшируемой информации (в худшем случае) равен объёму самого большого уровня кэша. Минус эксклюзивного кэша менее очевиден, но он есть: необходим специальный механизм, который следит за собственно «эксклюзивностью» (так, например, при удалении информации из L1-кэша, перед этим автоматически инициируется процесс её копирования в L2).

Не эксклюзивный кэш традиционно использует компания Intel, эксклюзивный (с момента появления процессоров Athlon на ядре Thunderbird) — компания AMD. В целом, мы наблюдаем здесь классическое противостояние между объёмом и скоростью: за счёт эксклюзивности, при одинаковых объёмах L1/L2 у AMD общий размер кэшируемой информации получается больше — но за счёт неё же он работает медленней (задержки, вызванные наличием механизма обеспечения эксклюзивности). Следует, наверное, заметить, что недостатки не эксклюзивного кэша компания Intel в последнее время компенсирует просто, тупо, но весомо: наращивая его объёмы. Для топовых процессоров данной компании стал уже почти что нормой L2-кэш объёмом 2 МБ — и AMD с её 128 КБ L1С+L1D и максимум 1 МБ L2 пока «не переплюнуть» эти 2 МБ даже за счёт эксклюзивности.

Кроме того, увеличивать общий объём кэшируемой информации за счёт введения эксклюзивной архитектуры кэша имеет смысл только в том случае, когда выигрыш в объёме получается достаточно большим. Для компании AMD это актуально т.к. у её сегодняшних CPU суммарный объём L1D+L1I равен 128 КБ. Процессорам Intel, у которых объём L1D равен максимум 32 КБ, а L1I иногда имеет совсем другую структуру (см. про Trace cache), введение эксклюзивной архитектуры дало бы намного меньше пользы.

А ещё есть такое распространённое заблуждение, что архитектура кэша у CPU компании Intel «инклюзивная». На самом деле — нет. Именно НЕ эксклюзивная. Инклюзивная архитектура предусматривает, что на «нижнем» уровне кэша не может находиться ничего, чего нет на более «верхнем». Не эксклюзивная архитектура всего лишь допускает дублирование данных на разных уровнях.

Trace cache

Концепция Trace cache, состоит в том, чтобы сохранять в кэше инструкций первого уровня (L1I) не те команды, которые считаны из памяти, а уже декодированные последовательности (см. декодер). Таким образом, если некая x86-команда исполняется повторно, и она всё ещё находится в L1I, декодеру процессора не нужно снова преобразовывать её в последовательность команд «внутреннего кода», так как L1I содержит данную последовательность в уже декодированном виде. Концепция Trace cache очень удачно вписывается в общую концепцию архитектуры Intel NetBurst, ориентированную на создание процессоров с очень высокой частотой работы ядра. Однако полезность Trace cache для [относительно] менее высокочастотных CPU до сих пор находится под вопросом, так как сложность организации Trace cache становится сопоставима с задачей конструирования обычного быстрого декодера. Поэтому, отдавая должное оригинальности идеи, мы всё же сказали бы, что универсальным решением «на все случаи жизни» Trace cache считать нельзя.

Суперскалярность и внеочередное исполнение команд

Основная черта всех современных процессоров состоит в том, что они способны запускать на исполнение не только ту команду, которую (согласно коду программы) следует исполнить в данный момент времени, но и другие, следующие после неё. Приведём простой (канонический) пример. Пусть нам следует исполнить следующую последовательность команд:

1) A = B + C
2) Z = X + Y
3) K = A + Z

Легко заметить, что команды (1) и (2) совершенно независимы друг от друга — они не пересекаются ни по исходным данным (переменные B и C в первом случае, X и Y во втором), ни по месту размещения результата (переменная A в первом случае и Z во втором). Стало быть, если на данный момент у нас есть свободные исполняющие блоки в количестве более одного, данные команды можно распределить по ним, и выполнить одновременно, а не последовательно*. Таким образом, если принять время исполнения каждой команды равным N тактов процессора, то в классическом случае исполнение всей последовательности заняло бы N*3 тактов, а в случае с параллельным исполнением — всего N*2 тактов (так как команду (3) нельзя выполнить, не дождавшись результата исполнения двух предыдущих).

* — разумеется, степень параллелизма не бесконечна: команды могут быть выполнены параллельно только в том случае, когда на данный момент времени есть в наличии соответствующее количество свободных от работы блоков (ФУ), причём именно таких, которые «понимают» рассматриваемые команды. Самый простой пример: блок, относящийся к ALU, физически неспособен исполнить инструкцию, предназначенную для FPU. Обратное также верно.

На самом деле всё ещё сложнее. Так, если у нас имеется следующая последовательность:

1) A = B + C
2) K = A + M
3) Z = X + Y

То очередь исполнения команд процессором будет изменена! Так как команды (1) и (3) независимы друг от друга (ни по исходным данным, ни по месту размещения результата), они могут быть выполнены параллельно — и будут выполнены параллельно. А вот команда (2) будет выполнена после них (третьей) — поскольку для того, чтобы результат вычислений был корректен, необходимо, чтобы перед этим была выполнена команда (1). Именно поэтому обсуждаемый в данном разделе механизм и называется «внеочередным исполнением команд» (Out-of-Order Execution, или сокращённо «OoO»): в тех случаях, когда очерёдность выполнения никак не может сказаться на результате, команды отправляются на исполнение не в той последовательности, в которой они располагаются в коде программы, а в той, которая позволяет достичь максимального быстродействия.

Теперь вам должно стать окончательно понятно, зачем современным CPU такое количество однотипных исполняющих блоков: они обеспечивают возможность параллельного выполнения нескольких команд, которые в случае с «классическим» подходом к проектированию процессора пришлось бы выполнять в той последовательности, в которой они содержатся в исходном коде, одну за другой.

Процессоры, оснащённые механизмом параллельного исполнения нескольких подряд идущих команд, принято называть «суперскалярными». Однако не все суперскалярные процессоры поддерживают внеочередное исполнение. Так, в первом примере нам достаточно «простой суперскалярности» (выполнения двух последовательных команд одновременно) — а вот во втором примере без перестановки команд местами уже не обойтись, если мы хотим получить максимальное быстродействие. Все современные x86 CPU обладают обоими качествами: являются суперскалярными, и поддерживают внеочередное исполнение команд. В то же время, были в истории x86 и «простые суперскаляры», OoO не поддерживающие. Например, классическим десктопным x86-суперскаляром без OoO был Intel Pentium [MMX].

Справедливости ради, стоит заметить, что никаких заслуг в разработке концепций суперскалярности и OoO — нет ни у Intel, ни у AMD, ни у какого-либо иного (в том числе из ныне почивших) производителя x86 CPU. Первый суперскалярный компьютер, поддерживающий OoO, был разработан Сеймуром Креем (Seymour Cray) ещё в 60-х годах XX века. Для сравнения: Intel свой первый суперскалярный процессор (Pentium) выпустила в 1993 году, первый суперскаляр с OoO (Pentium Pro) — в 1995 году; первый суперскаляр с OoO от AMD (K5) увидел свет в 1996 году. Комментарии, как говорится, излишни…

Предварительное (опережающее) декодирование

и кэширование

Предсказание ветвлений

В любой более-менее сложной программе присутствуют команды условного перехода: «Если некое условие истинно — перейти к исполнению одного участка кода, если нет — другого». С точки зрения скорости выполнения кода программы современным процессором, поддерживающим внеочередное исполнение, любая команда условного перехода — воистину бич божий. Ведь до тех пор, пока не станет известно, какой участок кода после условного перехода окажется «актуальным» — его невозможно начать декодировать и исполнять (см. внеочередное исполнение). Для того чтобы как-то примирить концепцию внеочередного исполнения с командами условного перехода, предназначается специальный блок: блок предсказания ветвлений. Как понятно из его названия, занимается он, по сути, «пророчествами»: пытается предсказать, на какой участок кода укажет команда условного перехода, ещё до того, как она будет исполнена. В соответствии с указаниями «штатного внутриядерного пророка», процессором производятся вполне реальные действия: «напророченный» участок кода загружается в кэш (если он там отсутствует), и даже начинается декодирование и выполнение его команд. Причём среди выполняемых команд также могут содержаться инструкции условного перехода, и их результаты тоже предсказываются, что порождает целую цепочку из пока не проверенных предсказаний! Разумеется, если блок предсказания ветвлений ошибся, вся проделанная в соответствии с его предсказаниями работа просто аннулируется.

На самом деле, алгоритмы, по которым работает блок предсказания ветвлений, вовсе не являются шедеврами искусственного интеллекта. Преимущественно они просты… и тупы. Ибо чаще всего команда условного перехода встречается в циклах: некий счётчик принимает значение X, и после каждого прохождения цикла значение счётчика уменьшается на единицу. Соответственно, до тех пор, пока значение счётчика больше нуля — осуществляется переход на начало цикла, а после того, как он становится равным нулю — исполнение продолжается дальше. Блок предсказания ветвлений просто анализирует результат выполнения команды условного перехода, и считает, что если N раз подряд результатом стал переход на определённый адрес — то и в N+1 случае будет осуществлён переход туда же. Однако, несмотря на весь примитивизм, данная схема работает просто замечательно: например, в случае, если счётчик принимает значение 100, а «порог срабатывания» предсказателя ветвлений (N) равен двум переходам подряд на один и тот же адрес — легко заметить, что 97 переходов из 98 будут предсказаны правильно!

Разумеется, несмотря на достаточно высокую эффективность простых алгоритмов, механизмы предсказания ветвлений в современных CPU всё равно постоянно совершенствуются и усложняются — но тут уже речь идёт о борьбе за единицы процентов: например, за то, чтобы повысить эффективность работы блока предсказания ветвлений с 95 процентов до 97, или даже с 97% до 99…

Предвыборка данных

Блок предвыборки данных (Prefetch) очень похож по принципу своего действия на блок предсказания ветвлений — с той только разницей, что в данном случае речь идёт не о коде, а о данных. Общий принцип действия такой же: если встроенная схема анализа доступа к данным в ОЗУ решает, что к некоему участку памяти, ещё не загруженному в кэш, скоро будет осуществлён доступ — она даёт команду на загрузку данного участка памяти в кэш ещё до того, как он понадобится исполняемой программе. «Умно» (результативно) работающий блок предвыборки позволяет существенно сократить время доступа к нужным данным, и, соответственно, повысить скорость исполнения программы. К слову: грамотный Prefetch очень хорошо компенсирует высокую латентность подсистемы памяти, подгружая нужные данные в кэш, и тем самым, нивелируя задержки при доступе к ним, если бы они находились не в кэше, а в основном ОЗУ.

Однако, разумеется, в случае ошибки блока предвыборки данных, неизбежны негативные последствия: загружая де-факто «ненужные» данные в кэш, Prefetch вытесняет из него другие (быть может, как раз нужные). Кроме того, за счёт «предвосхищения» операции считывания, создаётся дополнительная нагрузка на контроллер памяти (де-факто, в случае ошибки — совершенно бесполезная).

Алгоритмы Prefetch, как и алгоритмы блока предсказания ветвлений, тоже не блещут интеллектуальностью: как правило, данный блок стремится отследить, не считывается ли информация из памяти с определённым «шагом» (по адресам), и на основании этого анализа пытается предсказать, с какого адреса будут считываться данные в процессе дальнейшей работы программы. Впрочем, как и в случае с блоком предсказания ветвлений, простота алгоритма вовсе не означает низкую эффективность: в среднем, блок предвыборки данных чаще «попадает», чем ошибается (и это, как и в предыдущем случае, прежде всего связано с тем, что «массированное» чтение данных из памяти, как правило происходит в процессе исполнения различных циклов).Заключение

Я — тот кролик, который не может начать жевать траву до тех пор, пока
не поймёт во всех деталях, как происходит процесс фотосинтеза!
(изложение личной позиции одним из близких знакомых автора)

Вполне возможно, те чувства, которые у вас возникли после прочтения данной статьи, можно описать примерно следующим образом: «Вместо того чтобы на пальцах объяснить, какой процессор лучше — взяли и загрузили мне мозги кучей специфической информации, в которой ещё разбираться и разбираться, и конца-края не видно!» Вполне нормальная реакция: поверьте, мы вас хорошо понимаем. Скажем даже больше (и пусть с головы упадёт корона!): если вы думаете, что мы сами можем ответить на этот простецкий вопрос («какой процессор лучше?») — то вы очень сильно заблуждаетесь. Не можем. Для одних задач лучше один, для других — другой, а тут ещё цена разная, доступность, симпатии конкретного пользователя к определённым маркам… Не имеет задача однозначного решения. Если бы имела — наверняка кто-то бы его нашёл, и стал бы самым знаменитым обозревателем за всю историю независимых тестовых лабораторий.

Хотелось бы подчеркнуть ещё раз: даже полностью усвоив и осмыслив всю информацию, изложенную в данном материале — вы по-прежнему не сможете предсказать, какой из двух процессоров будет быстрее в ваших задачах, глядя только на их характеристики. Во-первых — потому, что далеко не все характеристики процессоров здесь рассмотрены. Во-вторых — потому, что есть и такие параметры CPU, которые в числовом виде могут быть представлены только с очень большой «натяжкой». Так для кого же (и для чего) всё это написано? В основном — для тех самых «кроликов», которые непременно желают знать, что происходит внутри тех устройств, которыми они пользуются ежедневно. Зачем? Может, они просто лучше себя чувствуют, когда знают, что вокруг них происходит? 🙂

В ближайших планах на расширение FAQ:

1. Раздел, посвящённый многопроцессорным системам: объяснение понятия SMP, технология Hyper-Threading, N-процессорность, N-ядерность.
2. Раздел, посвящённый физическим характеристикам CPU: типы корпусов, сокеты, энергопотребление, и т.п.

121 Определения архитектуры | ArchDaily

ShareShare

• Facebook

• Twitter

• Pinterest

• Whatsapp

• Mail/

  Mail

  aily.com / architecture-is-121-definitions-of-architecture

  Существует, по крайней мере, столько же определений архитектуры, сколько архитекторов или людей, которые комментируют ее практику.В то время как одни воспринимают это как искусство, другие защищают основополагающую социальную ответственность архитектуры как ее важнейший атрибут. Начинать предложение словами «Архитектура есть» — это смелый шаг на коварную территорию. И все же многие из нас произносили — или, по крайней мере, думали — «Архитектура — это…», когда мы трудились над важным проектом, или размышляли о том, почему мы выбрали этот профессиональный путь.

  В большинстве случаев архитектура — трудная практика; для других это прекрасно. Возможно, однако, что самое важное, архитектура приспособлена и по своей сути открыта для возможностей.

  Этот набор утверждений иллюстрирует меняющуюся широту значения архитектуры; мы можем определить его по-другому, разговаривая с коллегами, или скорректировать наши утверждения для посторонних.

  Примечание: в эпоху, которая особенно любит фиксировать идеи, используя 140 или менее знаков, возникает соблазн вырвать эти замечания из контекста. Тем не менее, многие из них являются участниками более широкого, детального разговора. Источники и / или контекст включены для каждого определения.

  1.«Архитектура — определенно политический акт». — Питер Эйзенман в Haaretz

  2. «Архитектура излишне сложна. Это очень сложно». — Заха Хадид в The Guardian

  3. «Архитектура по определению — это процесс, требующий тесного сотрудничества». — Джошуа Принц-Рамус в Fast Company

  4. «Архитектура — это способ видеть, думать и подвергать сомнению наш мир и свое место в нем». — Том Мейн в своей речи о вручении Премии Пртизкера

  5.«Архитектура — это искусство и наука, позволяющие убедиться, что наши города и здания действительно соответствуют тому образу жизни, который мы хотим прожить: процессу воплощения нашего общества в нашем физическом мире». — Бьярке Ингельс в AD Интервью

  6. «Архитектура безжалостна: она то, что есть, работает она или нет, и вы можете ясно увидеть разницу». — Жак Херцог на лекции в Колумбийском университете

  7. «Архитектура всегда взаимосвязана. к власти и связаны с крупными интересами, будь то финансовые или политические. «- Бернард Чуми в The New York Times

  8. » Архитектура — хороший пример сложной динамики отдачи. «- Джеффри Инаба в World of Giving

  9.» Архитектура слишком сложно для одного человека, и я люблю сотрудничество »- Ричард Роджерс в The Guardian

  10.« Архитектура — это самое сильное дело, которое может вообразить человек »- Бен ван Беркель и Кэролайн Бос в томе

  11.«Архитектура — это акт оптимизма». — Николай Уруссофф в The LA Times

  12. «Архитектура — это искусственный факт». — Марио Ботта в Perspecta

  13. «Архитектура полна романтиков, которые думают, что даже относительно небольшие изменения в искусственной среде создают стремление к лучшему обществу». — Mark Wigley в Surface Magazine

  14. «Архитектура для нас, общественности, и она будет потрепана. «- Александра Ланге в Наблюдатель за дизайном

  15.» Архитектура — дело рук народов … « Джон Раскин в Камни Венеции

  16.» Архитектура всегда мечта и функция, выражение утопия и инструмент удобства ». — Роланд Барт в« Семиологии и урбанизме »

  17.« Архитектура — это выражение ценностей, а то, как мы строим, отражает наш образ жизни »- Норман Фостер в Европейский

  18.«Архитектура — это настоящее поле битвы духа». — Людвиг Мис ван дер Роэ в «Выступлении слияния ID»

  19. «Архитектура — это не чисто теоретический вопрос, если вы заинтересованы в строительстве зданий. Это искусство того, что возможно». — Пол Рудольф в проекте «Устная история архитекторов Чикаго»

  20. «Архитектура — это геометрия». — Альваро Сиза в Imaginar a Evidência ( Imagining Evidence)

  21. «Архитектура — это улучшение условий: экологических, социальных, а иногда и политических». — Арьен Остерман in Volume

  22. « Архитектура — это не что-то одно. Это не просто искусство… Она должна иметь дело с реальной ситуацией, она должна делать что-то хорошее для общества. » — Сяоду Лю в «Что может делать архитектура? Интервью с Сяоду Лю » на ArchDaily

  23. « Архитектура — это гораздо больше, чем строительство объекта на участке: это переосмысление сам сайт.»- Шон Лалли в Воздух с других планет

  24. » Архитектура — это язык: новые проекты должны соответствовать грамматическим правилам, чтобы избежать диссонанса с существующими структурами. «- Prince Charles in The Architectural Обзор

  25. «Архитектура — это неиспользованный источник великолепных историй, которые ждут, чтобы их вообразили, визуализировали и построили» — Мэтью Хоффман в «Пустом пространстве запускает конкурс архитектурных историй»

  26. «Архитектура — это служение другим через создание искусственной среды». — Кевин Дж Сингх в «21 правилах успешной жизни в архитектуре»

  27. «Архитектура — это очень сложное дело повсюду. Очень редко, когда все силы, которые должны совпадать для того, чтобы действительно запустить проект, происходят в в то же время.» — Рем Колхас в дизайне Co.

  28 . «Архитектура призвана преодолеть простую потребность в убежище и безопасности, став выражением артистизма.»- Джей А. Прицкер в его речи на Притцкеровской церемонии 1985 года

  29.« ​​Архитектура — единственное искусство, которое нельзя не почувствовать. Вы можете избегать картин, вы можете избегать музыки и даже истории. Но удачи вам уйти от архитектуры ». — Philippe Daverio в Humans of New York

  30.« Архитектура — это окаменелость культурного момента »- Jean Nouvel в Newsweek

  31.« Архитектура — это характерная черта. выносливостью и долголетием: долгое образование, долгие тренировки, долгие часы и долгая жизнь.»- Кэтрин Слессор, в The Architectural Review

  32.» Архитектура — это путаница несовместимых вещей. «- Juhani Pallasmaa in The Architectural Review

  33.» Архитектура — это во многих отношениях элемент очень специфический вид научной фантастики; это особый жанр умозрительной мысли », — Джефф Мано, в Architect

  34.« Архитектура в значительной степени не имеет отношения к огромной массе населения мира, потому что архитекторы так решили.«- Брюс Мау, в Architect

  35.« Архитектура становится все меньше о единственном обнесенном стеной фаллосе на горизонте, а больше о парках и общественных местах, которые связаны с городом. »- Алисса Уокер in Gizmodo

  36. «Архитектура — это чаще всего победа над процессом создания архитектуры» — Сэм Джейкоб в Журнал

  37. «Архитектура способна вызвать глубокую критику статус-кво.»- Рейнхольд Мартин в Places

  38.» Архитектура — это настолько заметный, безмерно физический объект в космосе, что его присутствие обязательно повлияет на всех «. — Гаутам Бхатия в Индийском международном центре Ежеквартально

  39. «Архитектура — это не только строительство. Это средство улучшения качества жизни людей». — Diébédo Francis Kéré в Washington Post

  40. «Архитектура — это физический опыт — ее нужно увидеть и потрогать, чтобы полностью понять.»- Николай Уруссофф в Los Angeles Times

  41.« С архитектурой действительно сложно. Я понял это совсем недавно. Это похоже на музыку. Вы можете наслаждаться ею, но — знать это — это совсем другая история ». — Диана Агрест в nprEd

  42. «Архитектура способна поглотить что угодно и, следовательно, имеет тенденцию растворяться во всем». — Ole Bouman in Volume

  43. «Архитектура — это не только вопрос технологии и эстетики, но и обрамление образа жизни — и, если повезет, разумного образа жизни.»- Бернард Рудофски

  44.« Архитектура — это дисциплина, в которой можно иметь разносторонние интересы. Вы могли бы быть философом, географом, ученым, художником, инженером; вы можете относиться к этому поэтично »- Тошико Мори в Метрополис

  45.« Архитектура должна иметь высшую цель »- Стэнли Тигерман в Newsweek

  46.« Архитектура — это самое главное. большинство публики искусства, и публика — суровая критика.»- Эрик Парри в The Guardian

  47.« Архитектура — это создатель формы, решатель проблем и создатель окружающей среды, а международная экспозиция — ее лаборатория ». — Ада Луиза Хакстейбл в New York Times

  48. «Архитектура должна завершаться природой. Великая архитектура делает природу более красивой — она ​​дает ей силу ». — Клаудио Сильвестрин в Elle Decor

  49.« Архитектура — небольшая часть этого человеческого уравнения, но для тех из нас, кто практикует ее, мы верим в его потенциал изменить мир к лучшему, просветить и обогатить человеческий опыт, преодолеть барьеры недопонимания и создать прекрасный контекст для жизненной драмы.- Фрэнк Гери в своей речи на церемонии вручения Притцкеровской премии 1989 года

  50. «Архитектура — это не частное дело; даже дом должен служить целой семье и ее друзьям, а большинство зданий используется всеми людьми из всех слоев общества. Если здание должно удовлетворять потребности всех людей, архитектор должен искать общие точки соприкосновения и опыта »- Джон Портман, в« Архитектор как разработчик »

  51.« Архитектура — это социальное искусство. И как социальное искусство, наша социальная ответственность заключается в том, чтобы создавать архитектуру, которая соответствует не только функциональным и жизненным удобствам, но и духовному комфорту. »- Сэмюэл Мокби

  52.« Архитектура слишком важна, чтобы оставлять ее только мужчинам ». — Сара Вигглсворт в Салон

  53. «Архитектура не является чисто частной сделкой между архитекторами и клиентами. Она затрагивает всех, поэтому должна быть понятна каждому. — Блэр Камин

  54.» Архитектура жизненно важна и долговечна, потому что она содержит нас; он описывает пространство, пространство, через которое мы движемся, выходим и используем.- Ричард Мейер в своем выступлении на церемонии вручения Притцкеровской премии 1984 года

  55. «Архитектура — это больше идеи, чем материалы». — Цин Юнь Ма в Los Angeles Times

  56. «Архитектура не только для больших звезд. проекты вроде музеев. Это также для окружающих их трущоб »- Хуан Рамон Адсуара в npr

  57.« Архитектура стыдится реальности »- Воутер Ванстифоут в Archis

  58. « Архитектура — это только фон.Прелесть архитектуры в том, что она объединяет людей и может создавать общественные конструкции ». — Бен Ван Беркель в AD Interviews

  59.« Архитектура — это надежда, перемены — она ​​делает жизнь более захватывающей »- Ларс Леруп in Architect

  60. «Архитектура благословлена ​​и проклята большим количеством измерений, чем ее великие знают, что делать с: тройкой осязаемого пространства, знаменитой четвертью путешествия через него; и другие, невыразимые, сверх — пятая полезность, скажем, седьмая счастливая случайность, зловещая одиннадцатая.»- Филип Нобель в Метрополис

  61.« Архитектура — это тайна, которую необходимо сохранить ». — Жан Нувель в Huffington Post

  62.« Архитектура настолько велика, насколько велики ее устремления. общества »- Лиза Рочон в Globe and Mail

  63.« Архитектура похожа на изображение Дориана Грея: она может красиво выглядеть на публике, а где-то вне поля зрения ее истинная душа увядает и гниет. »- Лэнс Хози в Архитектор

  64.»Архитектура — это разум, верно?» — Альфред Колдуэлл в Chicago Tribune

  65. «Архитектура — это профессия оптимизма». — Johanna Hurme с интервалом

  66. «Архитектура — это управление светом: как искусственный, так и дневной свет». — Том Кундиг в Architectural Record

  67. «Ожидается, что архитектура также будет нести» во многих случаях большой вес ». — Патриция Паткау в Globe and Mail

  68.«Архитектура — это не цель. Архитектура предназначена для жизни, удовольствия, работы и людей. Рамка для картины, а не картина. — Уильям Вурстер

  69. «Архитектура — самый очевидный цветок культуры общества». — Алан Бальфур в Art Papers

  70. «Архитектура — это больше, чем просто заявление с улицы. Она создает среду для жизни». — Dion Neutra в Los Angeles Times

  71. «Архитектура — это процесс перевода». — Фернандо Ромеро в Метрополис

  72. «Архитектура — довольно узкое, навязчивое дело». — Николас Гримшоу в The Guardian

  73. «Архитектура недоумевает, насколько непоследовательной является ее способность генерировать счастье, на котором основано ее притязание на наше внимание». — Ален де Боттон в Архитектура счастья

  74. «Архитектура — это разновидность городского балета.»- Аарон Бетски в New York Times

  75.« Архитектура — это история стиля, написанного победителями ». — Герберт Мушам в New York Times

  76.« Архитектура основана на вере в природа реального и физического: особые качества одной вещи — ее материала, формы, расположения, субстанции, детали — над другой ». — Кестер Раттенбери в Это не архитектура: медиа-конструкции

  77.«Архитектура не всегда является синонимом строительства». — Франсиско «Патси» Мангадо

  78. «Архитектура сложна и, как и другие сложные вещи, с самого начала подвержена энтропии». — Гай Хортон в Метрополис

  79. «Архитектура — это место, где воображение встречается с жизнью». — Кадзуё Сэдзима и Рюэ Нисидзава в их речи на церемонии вручения Притцкеровской премии 2010

  80. «Архитектура — это невероятное путешествие для эго.Вы делаете вещи, вы их строите, вы смотрите на них. Вот почему я наслаждаюсь жизнью и не болею. — Stanley Tigerman в Chicago Tribune

  81. «Архитектура — это странная область, где нас постоянно просят продемонстрировать снова и снова, почему дизайн важен для всех и всегда. Это утомительно». — Amale Andraos в Metropolis

  82. «Архитектура — это отсутствие стабильности и способы ее решения. Архитектура — это пустота и способы преодоления ее.Архитектура — это негостеприимность и то, как жить в ней ». — Джефф Мано, в The Guardian,

  83.« Архитектура — это одновременно искусство и практическое занятие, и профессия всегда делилась между теми, кто делает упор на искусство. , это чистый дизайн и те, кто отдает приоритет практичности »- Пол Голдбергер в New York Times

  84. Архитектура — одно из отражений постоянства цивилизации.- Чарли Роуз

  85. Архитектура — не профессия для слабонервных, слабовольных или недолговечных. — Мартин Филлер в The New York Review of Books

  86. «Архитектура — очень опасная работа. Если писатель пишет плохую книгу, то люди ее не читают. Но если вы создаете плохую архитектуру, вы навязываете безобразие месту на сто лет «. — Ренцо Пиано в Время

  87. «Архитектура — патология современной эпохи.«- Судебная архитектура

  88.« Архитектура — это дисциплина, непосредственно связанная с формированием ограждений, возведением и разрушением барьеров или, более конкретно, расширением и ограничением «свобод» ». — E. Sean Bailey & Erandi de Silva в «Выпущено первое печатное издание BI — БЕСПЛАТНО: архитектура на свободе»

  89. «Архитектура интересна, но сама по себе она ничего не значит». — Массимилиано Фуксас в New York Times

  90 . « Архитектура — это искусство, но мы редко концентрируем свое внимание на зданиях, как на пьесах, книгах и картинах». — Витольд Рыбчински в Метрополис

  91. «Архитектура согласована с системами наблюдения и контроля и вовлечена в них». — Эрик Ховелер в томе

  92. « Архитектура — это 90% бизнеса и 10% искусства». — Альберт Кан

  93. «Архитектура, вероятно, является предметом большего теоретизирования, пупка и самоанализа, чем любое другое искусство.- Пол Гэпп, в Chicago Tribune,

  94. «Архитектура — это изобретение». — Оскар Нимейер в Newsweek

  95. «Архитектура всегда политична». — Ричард Роджерс в Financial Times

  96. «Архитектура — это склад ума, это идеи; профессия заключается в том, как воплотить эти идеи в жизнь ». — Christopher Janney в Architectural Record

  97.«Архитектура — активный участник взаимодействия людей внутри нее». — Джонатан К. Моллой в ArchDaily

  98. «Архитектура не только развивается в своем собственном царстве, она постоянно усваивает достижения из других областей. — Майя Энгели в томе

  99.» Архитектура в первую очередь о служении людям и обществу. Это ответственность архитектора: проектировать здания, которые соответствуют своему практическому назначению, объединяют людей и соединяют нас с миром природы, сохраняя при этом ценные ресурсы.»- Стивен Эрлих в Метрополис

  100. » Архитектура — это создание места во вселенной, а не имитация истощенной, дряхлой реальности. «- Стефанос Полизоидес в The LA Times

  101. «Архитектура является общественным достоянием и поэтому требует общественного внимания». — Рид Кролофф в Архитектура *

  102. « Архитектура — это не создание новизны, а скорее выполнение потребностей и ожиданий. »- Андре Таварес в Forbes

  103.« Архитектура — это то же самое, что реклама для коммуникации бренда »- Патрицио Бертелли в The New York Times

  104.« Архитектура — это не просто об удовлетворении очень жестких требований — это делается таким образом, чтобы стимулировать развитие жизни. — Бьярке Ингельс в дизайне Co.

  105. «Архитектура подвержена воздействию жизни. Если ее тело достаточно чувствительно, оно может принимать качества, свидетельствующие о прошлой жизни.»- Питер Цумтор в Thinking Architecture

  106. » Архитектура гибкая «. — Krzysztof Wodiczko в St. Louis Post — Dispatch *

  107. «Архитектура — это сочетание науки и фантастики». — Winy Maas в Domus

  108. «Архитектура — это искусство, с которым мы все сталкиваемся чаще всего, интимно, но именно потому, что она функциональна и необходима для жизни, трудно понять, где это« искусство » в здании начинается.- Джонатан Джонс, в The Guardian,

  109. «Архитектура — это не бизнес, вдохновляющий, это рациональная процедура, позволяющая делать разумные и, надеюсь, красивые вещи; вот и все ». Гарри Зайдлер в Sydney Morning Herald

  110.« Архитектура используется политическими лидерами для соблазнения, впечатления и запугивания ». — Деян Суджич в The Washington Post

  111. « Архитектура — это парадигма для пересмотра исследований.” B.D. Wortham в журнале Journal of Architectural Education *

  112. «Архитектура — это придание формы местам, где живут люди. Это не сложнее, но и не проще. — Алехандро Аравена в его Притцкере 2016 года. Речь о вручении премии

  113. «Архитектура в целом плохая по сравнению с такими вещами, как кино, мода и дизайн продукции. Хотя это экономически более важно, но почему-то не получает признания.»- Tamsie Thomson в The Architects ‘Journal

  114.» Архитектура — сложный и четко сформулированный процесс, но если вы потеряете процесс и сохраните только форму, вы потеряете основу архитектурной практики. «- André Tavares in Wallpaper *

  116. «Архитектура — это практическая поэзия.» — Бьярке Ингельс на фестивале New Yorker Festival

  117. « Архитектура — это сумма неизбежных переговоров.» — Фелипе Меса в Домус

  118.«Архитектура — это больше, чем просто здания; эти конструкции могут вдохновлять и мотивировать людей на великие дела». Фиск Джонсон для Чикагской архитектурной биеннале 2017 г.

  119. «Архитектура — одна из тех дисциплин, в которых нет недостатка в голосах». — Гай Хортон в Метрополис

  120. «Архитектура — это всегда временная модификация пространства, города, ландшафта. Мы думаем, что это навсегда. Но мы никогда не узнаем ». — Жан Нувель в The New York Times

  121.«Архитектура подобна жизни: вопрос компромиссов». — Пол Голдбергер в The New York Times

  * Эти ссылки могут просматривать только те, кто имеет доступ к Proquest и JSTOR. Многие университеты и публичные библиотеки предоставляют доступ своим студентам, выпускникам и постоянным посетителям.

  Эти 13 зданий изменили определение архитектуры за последние 5 лет

  Дизайн офисных зданий, музеев, аэропортов, вокзалов и жилых домов не всегда может быть революционным.На самом деле большая часть архитектуры состоит из тех банальных банальностей, которые необходимы для роста городов и развития человечества. Однако время от времени завершается строительство здания, которое почти повсеместно привлекает внимание и тем самым меняет коллективную архитектурную практику в новом направлении.

  Возьмем, к примеру, Apple Park компании Foster + Partners, которая — от полностью покрытой солнечными панелями крыши до способности поддерживать внутреннюю температуру от 68 до 77 градусов по Фаренгейту за счет забора и выпуска естественного воздуха снаружи — произвела революцию в сфере способ, которым спроектирован современный головной офис компании.Или CopenHill, проект, начатый в 2013 году Bjarke Ingels Group (BIG), который переосмыслил наше представление о том, что экологичная архитектура может быть выполнена с высоким дизайном. Расположенная в Копенгагене структура Ingels сжигает отходы до получения достаточного количества чистой энергии, чтобы ежегодно обеспечивать электроэнергией 60 000 домов в этом районе. Тем не менее, в отличие от любого другого предприятия по переработке отходов до этого, BIG’s делает еще один шаг вперед. На крыше сооружения находится лыжный склон длиной почти 1500 футов, вымощенный дорожками, предназначенными для новичков, среднего уровня и экспертов.

  Как показывает дизайн BIG, отличная архитектура всегда является отправной точкой. С одной стороны, это структура, которая использует прошлое для вдохновения в работе. Но одновременно с этим он с нетерпением ждет попыток улучшить свою роль в мире. В самом деле, культура развивается урывками, но никогда не развивается. А увидеть революционное произведение архитектуры — значит отправиться в недалекое будущее через недалекое прошлое. Мы считаем, что эти 13 зданий именно так и делают.

  Фото: Getty Images

  Fondation Louis Vuitton (2014) Фрэнка Гери (Париж)

  Благодаря строгим строительным нормам и архитектурной родословной Париж является одним из самых сложных мест в мире для успешного проектирования современной архитектуры.Тем не менее, оставьте это самому лирическому из всех звездных архитекторов, Фрэнку Гери и его феноменальному Фонду Louis Vuitton, совершить такой подвиг. Построенное в 2014 году стеклянное сооружение в форме сосуда находится среди деревьев и лужаек парижского Булонского леса. Здание заполнено впечатляющей коллекцией произведений искусства LVMH, от произведений Кусамы и Абрамовича до Матисса и Джакометти, которые расположены на площади в два с половиной этажа площадью 126 000 квадратных футов. В поисках вдохновения Гери обратился к нескольким великим проектам XIX века.«Мне всегда нравились стеклянные теплицы во французских и британских садах. Когда мы столкнулись с участком в Булонском лесу, стекло показалось мне лучшим способом добавить структуру в красивый сад», — говорит Гери. «Конечно, в музейной структуре нельзя вешать картины на стекло, поэтому нам пришлось спроектировать более замкнутое здание внутри стеклянного фасада». Эта игра между твердым телом и стеклом доведена до совершенства в зеленой атмосфере Булонского леса. Это причудливая и прочная конструкция, очень похожая на извилистые тропинки и бесконечные ряды деревьев, которые ее окружают.

  Что такое архитектура? Определено отраслевым экспертом

  Что такое архитектура?

  Что такое архитектура? Архитектура — это когда искусство и инженерия объединяются в дизайне здания. Конечно, это определение сложнее, но это самый простой способ его описать.

  Я карьерный архитектор. Обучен проектированию зданий и пониманию того, как строятся здания. Итак, я могу собрать все воедино, когда дело доходит до архитектуры.Это традиционное определение и функция архитектора в архитектуре.

  Неправильное использование термина

  Сегодня многие люди пытались взять на себя слово архитектуры, чтобы определить свою карьеру. Вы увидите это в информационных технологиях, в разработке компьютеров и программного обеспечения, они называют себя архитекторами. Традиционная архитектурная практика не принимает эти определения. Это дает неверное представление о том, что они делают. Фактически, слово «архитектура» доступно только тем, у кого есть лицензия архитектора.Лица, получившие образование, дипломы и лицензию на архитектора. В противном случае вы не сможете называть себя архитектором.

  Также нельзя использовать слова «архитектура» или «архитектура». Это противозаконно. Это принудительно? Многие люди называют себя архитекторами, которые не являются архитекторами или работают в сфере ИТ. И им никто не мешает. Они использовали это как удостоверение личности, чтобы иметь возможность называть себя тем, что вводит в заблуждение.

  Архитектура будущего

  Я архитектор и заплатил взносы.Я получил образование, подготовку, квалификацию и лицензию, чтобы стать архитектором. Итак, слово и определение должны оставаться в этой сфере.

  Архитекторы нужны всегда. Нам всегда будут нужны люди, которые проектируют здания и собирают их вместе. Может ли определение измениться? Может, но мы как архитекторы будем востребованы. Нам всегда будет место в дизайне построек.

  Запланировать консультационный звонок

  Информация о вакансиях, карьере, заработной плате и образовании

  Информация о карьере, заработной плате и образовании

  Чем они занимаются: архитекторы проектируют и проектируют дома, фабрики, офисные здания и другие сооружения.

  Рабочая среда: Архитекторы проводят большую часть своего времени в офисах, где они разрабатывают планы, встречаются с клиентами и консультируются с инженерами и другими архитекторами. Они также посещают строительные площадки, чтобы подготовить первоначальные чертежи и проанализировать ход выполнения проектов, чтобы убедиться в достижении целей клиентов.

  Как стать им. Как правило, есть три основных шага, чтобы стать лицензированным архитектором: получить степень бакалавра архитектуры, получить соответствующий опыт через оплачиваемую стажировку и сдать экзамен на регистрацию архитектора.

  Заработная плата: Средняя годовая заработная плата архитекторов составляет 80 750 долларов.

  Перспективы занятости: Согласно прогнозам, в ближайшие десять лет занятость архитекторов вырастет на 1 процент, что ниже среднего показателя для всех профессий. Ожидается, что усовершенствованное программное обеспечение для информационного моделирования зданий (BIM) и измерительные технологии повысят производительность труда архитекторов, тем самым ограничив рост занятости в них.

  Родственные профессии: изучите профессии, которые имеют схожие обязанности, навыки, интересы, образование или обучение с профессией, описанной в профиле.

  Ниже приводится все, что вам нужно знать о карьере архитектора, с большим количеством деталей. В качестве первого шага взгляните на некоторые из следующих вакансий архитектора, которые являются настоящими вакансиями у реальных работодателей. Вы сможете увидеть вполне реальные требования к карьере для работодателей, которые активно нанимают. Ссылка откроется в новой вкладке, чтобы вы могли вернуться на эту страницу и продолжить чтение о карьере:

  Топ-3 вакансии архитектора

  • Старший инженер по приложениям / архитектор приложений — HCA Healthcare — Нэшвилл, TN

    Как старший инженер по приложениям, вы должны быть опытным архитектором бизнес-решений с большим опытом успешной трансформации бизнес-процессов с использованием проверенных ИТ-инструментов. Вы …

  • Архитектор технических процессов в сфере здравоохранения, старший юрист — PwC — Чикаго, Иллинойс

    Карьера в нашей практике управления стоимостью и стоимостью информационных технологий в рамках услуг Enterprise Architect предоставит вам возможность предоставить нашим клиентам конкурентное преимущество…

  • Архитектор решений Microsoft D365 CRM — SureCompanies — Санта-Ана, Калифорния

    Резюме Мы ищем архитектора решений Microsoft с обширным опытом работы с Dynamics CRM, чтобы присоединиться к семейству SureCo. Подходящим кандидатом будет экосистема Microsoft / Power Platform …

  Просмотреть все вакансии архитектора

  Архитекторы проектируют и проектируют дома, фабрики, офисные здания и другие сооружения.

  Обязанности архитекторов

  Архитекторы обычно делают следующее:

  • Встречи с клиентами для определения целей и требований к строениям
  • Дайте предварительную оценку стоимости и сроков строительства
  • Подготовка спецификаций структуры
  • Руководители, готовящие чертежи и документы
  • Подготовка чертежей в масштабе с помощью компьютерного программного обеспечения или вручную
  • Подготовка контрактной документации для строительных подрядчиков
  • Управление строительными контрактами
  • Посетите рабочие места, чтобы убедиться, что строительство соответствует архитектурным планам
  • Ищу новую работу по маркетингу и проводя презентации

  Людям нужны места, чтобы жить, работать, играть, учиться, делать покупки и есть.Архитекторы несут ответственность за проектирование этих мест. Они работают над государственными или частными проектами и проектируют как внутренние, так и открытые пространства. Архитекторам может быть поручено спроектировать что угодно — от отдельной комнаты до целого комплекса зданий.

  Архитекторы обсуждают цели, требования и бюджет проекта с клиентами. В некоторых случаях архитекторы предоставляют различные услуги по предварительному проектированию, такие как технико-экономическое обоснование и исследования воздействия на окружающую среду, выбор площадки, анализ затрат и требования к проектированию.

  Архитекторы разрабатывают окончательные планы строительства после обсуждения и согласования первоначального предложения с клиентами. На планах архитекторов показан внешний вид здания и детали его возведения. Эти планы включают чертежи структурной системы; системы кондиционирования, отопления и вентиляции; электрические системы; системы связи; и сантехника. Иногда также включаются ландшафтные планы. При разработке проектов архитекторы должны соблюдать государственные и местные строительные нормы и правила, законы о зонировании, правила пожарной безопасности и другие постановления, например, те, которые требуют легкого доступа к зданиям для людей с ограниченными возможностями.

  Архитекторы используют компьютерное проектирование и черчение (CADD) и информационное моделирование зданий (BIM) для создания проектов и строительных чертежей. Однако навыки рисования от руки по-прежнему необходимы, особенно на концептуальных стадиях проекта и когда архитектор находится на строительной площадке.

  По мере продолжения строительства архитекторы могут посещать строительные площадки, чтобы убедиться, что подрядчики следуют проекту, придерживаются графика, используют указанные материалы и соблюдают стандарты качества работ.Работа не будет завершена до тех пор, пока не будет закончено все строительство, не будут проведены необходимые испытания и не будут оплачены строительные расходы.

  Architects также могут помочь клиентам получить заявки на строительство, выбрать подрядчиков и заключить строительные контракты.

  Архитекторы часто сотрудничают с рабочими смежных профессий, например, инженеры-строители, городские и региональные планировщики, составители, дизайнеры интерьеров и ландшафтные архитекторы.

  Архитекторы занимают около 129 900 рабочих мест. Крупнейшие работодатели архитекторов:

  Архитектурные, инженерные и сопутствующие услуги	71%
  Самостоятельные работники	17%
  Правительство	3%
  Строительство	3%

  Архитекторы проводят большую часть своего времени в офисах, где они встречаются с клиентами, разрабатывают отчеты и чертежи и работают с другими архитекторами и инженерами.Они также посещают строительные площадки, чтобы удостовериться в достижении целей клиентов и оценить ход реализации проектов. Некоторые архитекторы работают из домашних офисов.

  График работы архитектора

  Большинство архитекторов работают полный рабочий день, а многие работают сверхурочно, особенно когда сроки сдаются. Самостоятельные архитекторы могут иметь более гибкий график работы.

  Получите необходимое образование: Найдите школы для архитекторов рядом с вами!

  Как правило, есть три основных шага, чтобы стать лицензированным архитектором: получить степень бакалавра архитектуры, получить соответствующий опыт через оплачиваемую стажировку и сдать экзамен на регистрацию архитектора.

  Для этой формы требуется javascript.

  Образование для архитекторов

  Во всех штатах получение степени бакалавра архитектуры обычно является первым шагом к тому, чтобы стать архитектором. Большинство архитекторов получают степень в рамках 5-летней программы бакалавриата архитектуры. Многие получают степень магистра архитектуры, что может занять от 1 до 5 дополнительных лет. Требуемое время зависит от степени предыдущего образования и подготовки студента в области архитектуры.

  Типичная программа бакалавриата включает курсы по истории и теории архитектуры, проектированию зданий с акцентом на компьютерное проектирование и черчение (CADD), конструкции, методы строительства, профессиональные практики, математику, физические науки и гуманитарные науки.

  В настоящее время 35 штатов требуют, чтобы архитекторы имели диплом архитектора в одной из 122 архитектурных школ, аккредитованных Национальным советом по архитектурной аккредитации (NAAB). С требованиями государственного лицензирования можно ознакомиться в Национальном совете архитектурных регистрационных советов (NCARB).

  Тренинг для архитекторов

  Все государственные архитектурные регистрационные комиссии требуют от выпускников архитектуры пройти длительную оплачиваемую стажировку — обычно продолжительностью 3 года — перед тем, как они смогут сдать экзамен на регистрацию архитектора. Большинство новых выпускников завершают период обучения, работая в архитектурных бюро в рамках Программы архитектурного опыта (AXP), программы, проводимой NCARB, которая направляет студентов в процессе стажировки. В некоторых штатах разрешается часть обучения проходить в офисах работодателей, имеющих соответствующую профессию, таких как инженеры и генеральные подрядчики. Студенты-архитекторы, которые завершают стажировку, еще учась в школе, могут засчитать часть этого времени как трехлетний период обучения.

  Стажеры в архитектурных бюро могут помочь в разработке части проекта. Они могут помочь подготовить архитектурные документы и чертежи, построить модели и подготовить строительные чертежи на CADD. Стажеры могут также изучить строительные нормы и правила и написать спецификации строительных материалов, критерии установки, качество отделки и другие связанные детали. Лицензированные архитекторы берут документы, которые создают стажеры, вносят в них правки, завершают разработку планов, а затем подписывают и запечатывают документы.

  Лицензии, сертификаты и регистрации для архитекторов

  Все штаты и округ Колумбия требуют, чтобы архитекторы имели лицензию. Требования к лицензированию обычно включают завершение программы на получение степени в области архитектуры, получение соответствующего опыта через оплачиваемую стажировку и сдачу экзамена на регистрацию архитектора.

  В большинстве штатов также требуется некоторая форма непрерывного образования для сохранения лицензии. Требования к непрерывному образованию различаются в зависимости от штата, но обычно включают дополнительное образование в виде семинаров, занятий в университете, конференций, курсов самообучения или других источников.

  Развитие архитекторов

  После многолетнего опыта работы некоторые архитекторы становятся архитектурные и инженерные менеджеры. Эти менеджеры обычно координируют деятельность сотрудников и могут работать над более крупными строительными проектами.

  Важные качества для архитекторов

  Аналитические навыки . Архитекторы должны понимать содержание проектов и контекст, в котором они были созданы.Например, архитекторы должны понимать расположение механических систем и то, как эти системы влияют на работу здания.

  Коммуникативные навыки . Архитекторы делятся своими идеями как в устных, так и в письменных презентациях с клиентами, другими архитекторами и рабочими, которые помогают готовить чертежи. Многие также проводят презентации, чтобы объяснить свои идеи и замыслы.

  Творчество . Архитекторы проектируют общий вид домов, зданий и других построек.Поэтому конечный продукт должен быть привлекательным и функциональным.

  Организационные навыки . Архитекторы часто управляют контрактами. Следовательно, они должны вести записи, относящиеся к деталям проекта, включая общую стоимость, использованные материалы и ход выполнения.

  Технические навыки . Архитекторам необходимо использовать технологию CADD для создания планов в рамках информационного моделирования зданий (BIM).

  Навыки визуализации . Архитекторы должны иметь возможность представить, как части конструкции соотносятся друг с другом. Они также должны иметь возможность визуализировать, как будет выглядеть здание в целом после завершения.

  Средняя годовая заработная плата архитекторов составляет 80 750 долларов. Средняя заработная плата — это заработная плата, при которой половина рабочих по профессии зарабатывала больше этой суммы, а половина — меньше. Самые низкие 10 процентов заработали менее 48 700 долларов, а самые высокие 10 процентов заработали более 137 620 долларов.

  Средняя годовая заработная плата архитекторов в ведущих отраслях, в которых они работают, составляет:

  Правительство	$ 93 970
  Строительство	80 040 долл. США
  Архитектурные, инженерные и сопутствующие услуги	$ 79 830

  Большинство архитекторов работают полный рабочий день, а многие работают сверхурочно, особенно в сроки.Самостоятельные архитекторы могут иметь более гибкий график работы.

  Согласно прогнозам, в ближайшие десять лет занятость архитекторов вырастет на 1 процент, что ниже среднего показателя по всем профессиям.

  Предполагается, что

  архитекторов потребуется для разработки планов строительства и ремонта домов, школ, медицинских учреждений и других сооружений, особенно в области устойчивого проектирования. Однако ожидается, что усовершенствованное программное обеспечение для информационного моделирования зданий (BIM) и измерительная техника повысят производительность архитекторов, тем самым ограничив рост занятости для этих рабочих.

  Перспективы работы архитекторов

  При большом количестве студентов, получающих дипломы в области архитектуры, ожидается сильная конкуренция за стажировки и работу.

  Трудоустройство архитекторов тесно связано с деятельностью строительной отрасли. Таким образом, эти рабочие могут испытывать периоды безработицы, когда наблюдается замедление запросов на новые проекты или когда общий уровень строительства падает.

  Данные прогноза занятости для архитекторов, 2019-29

  Должность	Занятость, 2019	Прогнозируемая занятость, 2029 г.	Изменение, 2019-29
  			Процент	Числовой
  Архитекторы, кроме ландшафтных и морских	129 900	130 900	1	1,100

  Менеджеры по архитектуре и проектированию

  Менеджеры по архитектуре и проектированию планируют, направляют и координируют деятельность архитектурных и инженерных компаний.

  Инженеры-строители

  Инженеры-строители создают, проектируют, строят, контролируют, эксплуатируют, строят и обслуживают инфраструктурные проекты и системы в государственном и частном секторе, включая дороги, здания, аэропорты, туннели, плотины, мосты и системы водоснабжения и очистки сточных вод.

  Строительные и строительные инспекторы

  Строительные инспекторы следят за тем, чтобы строительство соответствовало местным и национальным строительным нормам и правилам, правилам зонирования и условиям контрактов.

  Руководители строительства

  Менеджеры по строительству планируют, координируют, составляют бюджет и контролируют строительные проекты от начала до конца.

  Составители

  Составители чертежей используют программное обеспечение для преобразования проектов инженеров и архитекторов в технические чертежи. Большинство рабочих специализируются на архитектурном, строительном, электрическом или механическом проектировании и используют технические чертежи для проектирования всего, от микрочипов до небоскребов.

  Промышленные дизайнеры

  Промышленные дизайнеры разрабатывают концепции промышленных товаров, таких как автомобили, бытовая техника и игрушки.Они объединяют искусство, бизнес и инженерию, чтобы создавать продукты, которыми люди пользуются каждый день. Промышленные дизайнеры учитывают функции, эстетику, производственные затраты и удобство использования продуктов при разработке новых концепций продуктов.

  Дизайнеры интерьера

  Дизайнеры интерьеров делают внутренние помещения функциональными, безопасными и красивыми, определяя требования к пространству и выбирая декоративные элементы, такие как цвета, освещение и материалы. Они читают чертежи и должны знать строительные нормы и правила и правила инспекции, а также универсальные стандарты доступности.

  Ландшафтные архитекторы

  Ландшафтные архитекторы проектируют парки и открытые территории кампусов, рекреационных объектов, предприятий, частных домов и других открытых территорий.

  Специалисты по геодезии и картографии

  Специалисты по геодезии и картографии собирают данные и составляют карты поверхности Земли. Специалисты-геодезисты выезжают на участки для измерения земли. Специалисты по картографии используют географические данные для создания карт. Они оба помогают геодезистам, картографам и фотограмметристам.

  Сюрвейеры

  Геодезисты проводят точные измерения для определения границ собственности. Они предоставляют данные, относящиеся к форме и контуру поверхности Земли, для инженерных, картографических и строительных проектов.

  Городские и региональные планировщики

  Городские и региональные планировщики разрабатывают планы и программы землепользования, которые помогают создавать сообщества, учитывать рост населения и обновлять физические объекты в городах, округах и мегаполисах.

  Часть информации на этой странице используется с разрешения Министерства труда США.

  
  

  Другие вакансии:

  Просмотреть все вакансии или 30 лучших профилей карьеры
  

  Определение архитектуры — Глоссарий по информационным технологиям Gartner

  Название организации Страна AustraliaCanadaIndiaUnited KingdomUnited Штаты —— AfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика theCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCuraçaoCyprusCzech RepublicCôte D’IvoireCôte D’IvoireDenmarkDjiboutiDominicaDominican РеспубликаЭквадорЕгипетЭль-СальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) острова Фарерские островаФинляндияФранцияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные территорииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГвинеяГвинеяГвина BissauGuyanaHaitiHeard / McDonald Isls.HondurasHong KongHungaryIcelandIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика ofKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia, бывшая югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestine, Государственный ofPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarRomaniaRussian FederationRwandaRéunionRéunionSaint BarthélemySaint BarthélemySaint Helena, Вознесение и Тристан-да-Кунья, Сент-Китс и Невис, Сент-Люсия, Сен-Мартен (Франция). ч часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSerbia и MontenegroSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Маартен (Голландская часть) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос ОстроваТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыМалые отдаленные острова СШАУругвайУзбекистанВануатуВатиканВенесуэла, Боливарианская РеспубликаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, СШАСан-Уоллис и Футуна Западная Сахара Йемен Замбия Зимбабве Аландские острова Аландские острова

  10 вещей, которые должен знать каждый студент-архитектор

  Историческое здание и кампус Йельского университета в центре Нью-Хейвена, штат Коннектикут, США | Изображение предоставлено: Getty Images

  Говорят ли с вами здания? Не буквально, конечно, но всегда ли вы восхищаетесь изгибами, формой и телом архитектуры, представляя, что дизайнер пытался передать через ее форму? Если да, то, возможно, вам стоит заняться изучением архитектуры.Но подождите — изучение архитектуры — это гораздо больше, чем восхищение прекрасным дизайном, и некоторые из этих открытий могут заставить вас отвернуться и убежать от мысли стать студентом-архитектором. Здесь мы очерчиваем десять вещей, которые, по нашему мнению, должен знать или учитывать каждый студент, прежде чем приступить к изучению архитектуры. Надеюсь, после того, как вы прочтете это, вы будете еще больше увлечены мастерством и будете готовы поступить.

  Роскошный дом во Флориде в престижном районе | Изображение предоставлено: Getty Images

  1) Университеты

  Тут уж никак, если хочешь быть архитектором, надо получить высшее образование.Как и любая другая профессиональная область, архитектура — это область специалистов, требующих значительного образования и опыта. Колледжи и университеты, предлагающие степень бакалавра архитектуры, станут вашим лучшим выбором, когда дело доходит до получения правильного образования в этой области. Однако может быть нелегко попасть на одну из этих программ. Сотрудники приемной комиссии ищут студентов, которые преуспели в математике, и студентов, которые, возможно, уже проявили некоторый интерес к дизайну во время стажировок, летней работы и т. Д. Чтобы помочь вам начать поиск, вот ссылка на очень обширный список школ по всему миру архитектуры.

  Мгновенно получайте скидки на предметы интерьера!

  Подключайтесь к купонам на благоустройство дома и промокодам, которых вы так долго ждали.

  Посмотреть предложения

  Shutterstock

  Купите эти продукты сейчас: Люстра

  2) Будьте готовы усердно учиться

  Образовательный аспект этой карьеры напрашивается повторить. Некоторые могут вздохнуть с облегчением после окончания учебы; однако карьера в архитектуре требует пожизненного стремления к непрерывному образованию — особенно для тех, кто хочет создать конкурентное преимущество на рынке.Лицо городов и архитектуры постоянно меняется, поэтому архитектор, который хочет идти впереди и добиваться успеха, должен быть готов продолжить свое образование на протяжении всей своей карьеры.

  | Изображение предоставлено: Getty Images

  Купите эти продукты сейчас: Обеденный стул — Обеденный стол

  3) Архитектура требует сильных математических навыков?

  За этим названием стоит вопросительный знак, потому что некоторые архитекторы могут на самом деле не согласиться с идеей, что сильные математические навыки имеют первостепенное значение для того, чтобы быть архитектором, поскольку уравнения, которые они используют в своих повседневных рабочих задачах, довольно просты, элементарная математика; однако университеты по-прежнему требуют отличных оценок по математике в средней школе.По сути, сильная математика не повредит вашим шансам, но плохая математика может им помешать. Вот список основных математических навыков, которые будут необходимы вам в колледже (обратите внимание, что этот список не является исчерпывающим).

  Перри Мастровито / Getty Images

  Купите эти продукты сейчас: Подвесной светильник

  4) Будьте изобретательны в решении проблем

  Таким образом, вам не обязательно обладать удивительными математическими навыками Томаса Эдисона, и мы еще не говорили об этом, но вам также не нужно иметь навыки рисования Пикассо, но вам ДЕЙСТВИТЕЛЬНО нужны творческие навыки решения проблем. .Как указывается в данном Руководстве по карьере в области архитектуры: работа архитектора заключается в проектировании зданий, и это требует от архитектора способности пространственно и творчески решать проблему. Как говорится в этом Руководстве: «У владельца проблемы; они хотят построить что-то, что будет выполнять определенную функцию, и вас наняли для решения этой проблемы, спроектировав здание ».

  Карлина Тетерис / Getty Images

  Купите эти продукты сейчас: Коврик — Прикроватная тумбочка — Подушка

  5) Узнайте о великих архитекторах прошлого

  Окунуться в прошлое — всегда отличная идея, независимо от того, какой карьерой вы хотите заниматься.Каждый может узнать много нового о великих специалистах в своей области. Это действительно звучит правдоподобно для изучающего архитектуру, поскольку существует так много удивительных исторических архитекторов. В нашей статье Freshome «Почему возвращение в прошлое сделает вас лучшим архитектором» сказано все: «Оглядываясь назад во времени, вы можете стать лучшим архитектором и может помочь вам заново открыть для себя вашу страсть к дизайну. Напоминание себе о том, что было, дает вам основу для будущего ». Так что поищите некоторых из известных исторических архитекторов и почерпните вдохновение из их работ.

  джо дэниел прайс / Getty Images

  6) Путешествие в благоустроенные города

  Помимо изучения великих архитекторов, мы предлагаем вам путешествовать по городам, где представлена ​​удивительная архитектура и дизайн. Конечно, вы студент, у которого, как мы уверены, очень мало денег, чтобы путешествовать по миру, но у вашей входной двери может быть какая-то удивительная архитектура. Например, если вы живете недалеко от Чикаго, вот список лучших 40 зданий, которые стоит посетить, и если вам посчастливится жить в Лондоне, посетите St.Павла. Вот список из 22 всемирно известных зданий — проверьте его и посмотрите, живете ли вы рядом с чем-то вдохновляющим. Увидеть эти архитектурные успехи лично — это больше, чем может научить любая книга.

  Найкол Хэмптон / EyeEm / Getty Images

  7) Будьте готовы к бегу в горы

  Итак, вас успешно приняли в великую архитектурную школу. А теперь приготовьтесь бежать в горы. Это личный опыт, который описывают многие студенты, изучающие архитектуру, так что знайте, что вы не одиноки в своем желании кричать: Что я наделал; О чем я только думал? Книга «Жизнь архитектора» предлагает несколько полезных советов для начинающих архитекторов.Возможно, прочтите книгу, сделайте глубокий вдох и продолжайте учебу, не обращая внимания на ощущение сдаться и отправиться в горы.

  ketkarn sakultap / Getty Images

  8) Вряд ли ты разбогатеешь

  Это действительно плохая новость: несмотря на все ваши мечты стать богатым, известным архитектором — маловероятно, что любой из этих сценариев осуществится. Заработная плата архитектора обычно не приводит к богатству. Средняя годовая заработная плата в 2013 году составляла 74 110 долларов США, при этом 10% самых богатых людей зарабатывали 119 370 долларов США в год, а 10% самых бедных слоев населения получали 44 930 долларов США в год.Как видите, вы определенно не станете бедным, но и не станете богатым, особенно если у вас есть четыре года огромных студенческих ссуд, которые нужно выплатить.

  Андреас фон Айнзидель / Getty Images

  Купите эти продукты сейчас: Стулья для улицы

  9) Большинство работ утомительны и ориентированы на детали

  На большую картину интересно смотреть и мечтать, но когда дело доходит до изучения и реализации архитектуры, все дело в деталях, и иногда эти детали могут быть очень утомительными.Углы, точные линии и мельчайшие размеры — вот некоторые вещи, которые входят в общую картину, но именно эти мелкие детали составляют целое (и требуют большого внимания). Большинству архитекторов не удается увидеть общую картину, пока проект не будет принят и не войдет в фазу строительства. Любое время до этого тратится на мелочи.

  Пол Виант / Getty Images

  Купите эти продукты сейчас: Бильярдный стол — Люстра

  10) Студентам необходимо пройти стажировку

  Прохождение стажировки кажется почти важным для успеха студентов.Это конкурентный рынок, и чем больше у вас будет контактов с работающими архитекторами, тем лучше. Хотя остается верным, что многие стажеры будут застрять, выполняя черную работу, разоблачение превосходит все те скучные задачи, которые вы будете выполнять. Вот несколько очень проницательных (и забавных) советов по получению желанной стажировки в архитектуре и подробностей о том, что это действительно может быть как после того, как вы приземлились.

  Джулианна Берч / Getty Images

  Купите эти продукты сейчас: Центральный стол — Диван

  Как вы думаете? Прочитав все это, вы по-прежнему упрямы и готовы продолжить карьеру в архитектуре? Хотя это не всегда развлечения и игры, карьера архитектора может быть очень полезной.Мы надеемся, что вы преодолеете упомянутые выше препятствия и сделаете счастливую и успешную карьеру в архитектуре! Вы в настоящее время изучаете архитектуру? Если да, то каковы ваши самые большие препятствия, с которыми вы столкнулись до сих пор? Мы хотели бы услышать от вас!

  Почему архитектура важна — Изучение архитектуры

  Зак Мортис

  Если вы когда-нибудь задумывались, почему архитектура важна — посмотрите вверх и вокруг. Вы, вероятно, прямо сейчас окружены им.Понимание архитектуры, то есть зданий и спроектированной среды, заканчивается только в экстремальных условиях (дно океана, атмосфера и несколько уменьшающихся точек на Земле).

  Архитектура, уникальная среди творческих и артистических профессий, всегда должна отражать возраст и культурный контекст, создавшие ее. Проектирование и строительство архитектуры требует времени, денег и сотрудничества (со стороны финансистов, общественных деятелей, строителей, архитекторов и т. Д.). Это не происходит в вакууме и никогда не может иметь только одного автора.Архитекторы работают с десятками, если не сотнями или тысячами, чтобы формировать свои здания, и по этой цепочке передается более глубокий и богатый набор ценностей; те, которые точно определяют, как культуры видят себя и свой мир, а также как люди видят и воспринимают друг друга.

  Помимо простого укрытия, архитектура становится сценой и контекстом нашей жизни. Это причина того, что мы чувствуем себя сильными на крыше 80-этажного здания, живущими на оживленной площади и смиренными в высоком соборе.Сообщества формируются внутри и по велению архитектуры и принимают характеристики своих зданий. Архитектура связана с экономикой и наукой, и люди, которые ее практикуют, могут быть как техническими специалистами, ориентированными на детали (решение уравнений, которые поднимают здания выше в небо, или сохранением всех возможных электронов электричества, накачиваемых в его стены), так и поэтами пространства и форма.

  Один архитектор однажды сказал мне: «Когда ты узнаешь о древних культурах, первое, на что указывают люди, — это их архитектура, потому что она так выразительно отражает то, кем они были».В качестве примера они использовали Древний Египет. Взгляните на пирамиды и Сфинкса, и вы получите хорошее представление о том, как они относились к своим правителям, своей религии и качествам земли, из которой они черпали свои строительные материалы. Возвышающиеся подвиги тонкой, повествовательной каменной кладки, составлявшие готическую архитектуру, появившуюся в Европе в средние века, были прекрасным противовесом ее эпохе благоговения, граничащей со страхом перед божественным, в период мрачной нестабильности. Промышленная революция, реорганизовавшая мир в соответствии с рациональными стандартами машинного производства, неизбежно породила модернизм, который использовал массовое производство стали и стекла для воспроизведения этого зарождающегося порядка в городах.Все революции, особенно политические, немедленно обращаются к архитектуре, чтобы создать свои самые выдающиеся памятники. И эта способность архитектуры объяснять свой возраст возникает независимо от того, является ли здание замысловатым экспонатом или банальным резервом.

  Проведите некоторое время, наблюдая, как архитектура отражает культуру, и вы почувствуете, что это не столько профессия, сколько мировоззрение, линза, с помощью которой можно интерпретировать все, что вас окружает. Таким образом, он подходит для множества визуально творческих сред, требующих концептуализации пространства — графического дизайна, видеопроизводства, кино и т. Д.

  По сути своей публичный характер архитектуры означает, что работа архитекторов сродни социологии и психологии; создание условий для социального поведения и внутренних реакций. Кого поощряют войти в пространство или сообщество, а кого отговаривают? Как люди чувствуют себя в данном контексте? Почему тюрьма отличается от библиотеки? А должно ли это? Форма и функция общественного пространства определяются политическими средствами, поэтому архитекторы де-факто являются политиками.

  Определение архитектуры только с точки зрения других профессий оказывает ей медвежью услугу, и в архитектуре есть совокупность знаний, которые отделены от практических проблем строительства, и они полностью спекулятивны, авангардны и радикально критикуют то, как устроен мир. Критический взгляд на построенный мир, вместо того, чтобы рассматривать его как набор устоявшихся и железных традиций, показывает, что архитектура — это полностью синтетическое творение человека. Он может принимать практически любую форму, какую мы захотим.Паттерны, которые мы видим повсюду (например, коннотации дома с остроконечной крышей или величественные колонны в старом банке), не происходят из окончательной мудрости о том, как все должно выглядеть, хотя их повторение, кажется, намекает на окончательный консенсус. На самом деле они являются результатом идиосинкразического накопления культурных ценностей, доступных материалов, экономики, географического положения и климата. Большинство из этих факторов изменчивы, поэтому, хотя архитектура развивается медленно по сравнению с другими художественными средами, она все еще развивается.Архитектура — это футуризм, и каждый раз, когда она предлагает критику, предлагающую новые способы жизни, работы или игр, она становится подвигом в построении мира, который трудно отличить от научной фантастики.

  И это быстро превращается из привилегии в обязательную, учитывая, что здания и искусственная среда являются крупнейшим источником выбросов углерода, вызывающим катастрофические изменения климата. Изменение климата — это проблема дизайна, и для решения этой проблемы потребуются легионы архитекторов.Это будет означать как увеличение производства зданий, которые практически не требуют ископаемого топлива для эксплуатации, так и борьбу с уже разрастающимися последствиями того, что они не делали этого в прошлом, такими как постоянно затопляемые прибрежные города и постоянные осады ураганов. А в культурном отношении новые политические и экономические структуры, необходимые для организации этих революционных реформ, потребуют выражения в новой архитектуре; еще одна революция, которую следует каталогизировать в построенной форме. Архитектура изначально заинтересована в будущем, и архитекторов учат видеть мир не таким, какой он есть, а таким, каким он мог бы быть.

  Зак Мортис — журналист-дизайнер из Чикаго, специализирующийся на ландшафтной архитектуре и архитектуре. Вы можете подписаться на него в Twitter и Instagram .

  .

  No related posts.