Usanifu wa kompyuta ni muundo na mpangilio wa vipengele na mifumo ya msingi ya kompyuta. Hii ni pamoja na kichakataji, kumbukumbu, vifaa vya kuingiza/kutoa na programu inayovidhibiti. Kuelewa usanifu wa kompyuta kunaweza kutusaidia kufahamu jinsi kompyuta inavyofanya kazi na kufanya kazi mbalimbali.
Mfumo wa kompyuta unaweza kugawanywa katika sehemu kuu tatu: Kitengo Kikuu cha Uchakataji (CPU), kumbukumbu, na vifaa vya kuingiza/towe (I/O). CPU hufanya kama ubongo wa kompyuta, kutekeleza maagizo kutoka kwa programu. Kumbukumbu huhifadhi maagizo na data haya kwa muda kwa ufikiaji wa haraka, huku vifaa vya I/O hurahisisha mwingiliano kati ya kompyuta na ulimwengu wa nje, kama vile kibodi, panya, skrini na vichapishaji.
CPU ndio moyo wa usanifu wa kompyuta. Inawajibika kwa kutekeleza maagizo kutoka kwa programu za programu, kufanya hesabu, na kudhibiti mtiririko wa data ndani ya kompyuta. Utendaji wa CPU hutegemea kasi ya saa yake, inayopimwa kwa Hertz (Hz), na idadi ya core iliyomo. Kasi ya juu ya saa na viini zaidi kwa ujumla humaanisha utendakazi wa haraka na bora zaidi.
Kumbukumbu kwenye kompyuta imepangwa katika daraja kwa ufanisi. Juu ni kashe, aina ndogo lakini ya haraka ya kumbukumbu ambayo huhifadhi nakala za data zinazopatikana mara kwa mara kutoka kwa kumbukumbu kuu (RAM). RAM ina kasi ya kufikia kuliko vifaa vya kuhifadhi kama vile Hifadhi za Hard Disk (HDD) au Hifadhi za Hali Mango (SSD) lakini ni tete, kumaanisha kwamba haihifadhi data wakati nguvu imezimwa. HDD na SSD hutoa hifadhi isiyo na tete, kuweka data hata wakati kompyuta imezimwa, lakini ni polepole kufikia kuliko RAM.
Vifaa vya I/O huruhusu kompyuta kuwasiliana na mazingira ya nje. Vifaa vya kuingiza, kama vile kibodi na panya, huwaruhusu watumiaji kutoa taarifa kwa kompyuta. Vifaa vya kutoa, kama vile vidhibiti na vichapishaji, vinawasilisha taarifa kwa watumiaji. Vifaa vingine, kama vile viendeshi vya USB flash, vinaweza kufanya kazi zote mbili. Kompyuta za kisasa pia zinajumuisha vifaa vya mtandao vinavyowezesha kuunganisha kwenye mtandao na kompyuta nyingine.
Usanifu wa Von Neumann ni dhana ya msingi katika sayansi ya kompyuta. Inaelezea mfumo ambapo CPU ya kompyuta inafanya kazi kwa kusoma maagizo yake kutoka kwa kumbukumbu. Usanifu huu unajumuisha mifumo midogo minne: kitengo cha mantiki ya hesabu (ALU), kitengo cha udhibiti, kumbukumbu, na miingiliano ya pembejeo/towe. ALU hufanya mahesabu ya hisabati na shughuli za kimantiki, wakati kitengo cha udhibiti kinatafsiri maagizo kutoka kwa kumbukumbu na kuamuru uendeshaji wa ALU.
ISA ni sehemu ya usanifu wa kompyuta inayoonekana kwa mtunzi wa programu au mkusanyaji. Hutumika kama mpaka kati ya programu na maunzi, ikifafanua msimbo wa mashine ambayo kichakataji kinaweza kutekeleza. ISA inabainisha maagizo ya CPU, rejista, aina za data, njia za kushughulikia, na usanifu wa kumbukumbu. Ikiwa usanifu ni RISC (Kupunguza Maelekezo Seti ya Kompyuta) au CISC (Complex Instruction Set Computing) huathiri muundo na sifa zake za utendakazi.
Kompyuta sambamba inahusisha kugawanya tatizo katika sehemu zinazoweza kutatuliwa kwa wakati mmoja, kwa kutumia vipengele vingi vya uchakataji. Mbinu hii inaweza kuongeza kasi ya kazi za kompyuta ikilinganishwa na usindikaji wa serial. Vichakataji vya msingi vingi, ambavyo vina cores mbili au zaidi huru (au CPU) katika kifurushi kimoja halisi, vimeundwa ili kuboresha utendaji kupitia usawazishaji. Kila msingi katika kichakataji chenye msingi nyingi unaweza kutekeleza maagizo kwa wakati mmoja, ikiruhusu kufanya kazi nyingi kwa ufanisi na kuchakata programu changamano.
Katika mifumo iliyo na CPU nyingi au cores, upatanishi wa akiba ni muhimu ili kuhakikisha kuwa mabadiliko ya data katika kache moja yanaonyeshwa mara moja katika zingine. Hii ni muhimu katika mazingira ya usindikaji mbalimbali, ambapo wasindikaji kadhaa wanaweza kuhitaji kufikia maeneo sawa ya kumbukumbu. Itifaki za upatanishi wa akiba, kama vile MESI (Iliyorekebishwa, Isiyo na Pekee, Inayoshirikiwa, Si Sahihi), hutumiwa kudumisha uthabiti katika kache katika mifumo ya msingi nyingi.
Usanifu wa kompyuta ni uwanja mpana unaojumuisha muundo, utendakazi, na ufanisi wa vipengele na mifumo ya kompyuta. Kuelewa dhana zake muhimu, kama vile uendeshaji wa CPU, daraja la kumbukumbu, vifaa vya I/O, usanifu wa Von Neumann, ISA, na uchakataji sambamba, kunaweza kutoa maarifa muhimu kuhusu jinsi kompyuta huchakata taarifa na kufanya kazi. Kadiri teknolojia inavyoendelea, ndivyo pia ugumu na uwezo wa usanifu wa kompyuta, unaoendesha uvumbuzi katika utendaji wa kompyuta na matumizi.
