Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

• Αρχαιότητα Ιστορική Αναδρομή Υπολογιστική Δραστηριότητα: Μέτρηση με τα δάκτυλα Βαβυλώνιοι: Εξηνταδεκαδικό σύστημα αρίθμησης Βρετανοί: Δωδεκαδικό Πρωτόγονες.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "• Αρχαιότητα Ιστορική Αναδρομή Υπολογιστική Δραστηριότητα: Μέτρηση με τα δάκτυλα Βαβυλώνιοι: Εξηνταδεκαδικό σύστημα αρίθμησης Βρετανοί: Δωδεκαδικό Πρωτόγονες."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 • Αρχαιότητα Ιστορική Αναδρομή Υπολογιστική Δραστηριότητα: Μέτρηση με τα δάκτυλα Βαβυλώνιοι: Εξηνταδεκαδικό σύστημα αρίθμησης Βρετανοί: Δωδεκαδικό Πρωτόγονες Φυλές: Τριαδικό σύστημα !!! Πρώτη υπολογιστική μηχανή: άβακας (2000 π.χ.)

2 • Αναγέννηση Ιστορική Αναδρομή 1600 μ.Χ. : John Napier  λογαριθμικοί κανόνες sin(A) * cos(B) = (1/2)sin(A+B) + (1/2)sin(A-B) Επομένως, για τον πολλαπλασιασμό * , αναζητούμε σε πίνακες και βρίσκουμε ότι = sin(10), = cos(8) Συνεπώς: sin(10) * cos(8) = (1/2) * (sin(18) + sin(2) ) Από πίνακες: sin(18) = , sin(2) = Κατά συνέπεια: * = : Blaise Pascal  υπολογιστική μηχανή με χρήση οδοντοτών τροχών (πρόσθεση – αφαίρεση) jime.open.ac.uk/98/7/pascal.html#applet τέλη 17ου αιώνα: Leibnitz (βελτίωση : πολλαπλασιασμός και διαίρεση)

3 Ιστορική Αναδρομή Υπολογιστική Μηχανή του Pascal

4 • 19ος αιώνας Ιστορική Αναδρομή 1801: Joseph Jacquard  προγραμματιζόμενος αργαλειός 1833: Charles Babbage  αναλυτική μηχανή (εκτέλεση αριθμητικών πράξεων και δυνατότητα προγραμματισμού. Δυστυχώς δεν κατασκευάστηκε….)

5 Αναλυτική Μηχανή του Babbage (μοντέλο) Ιστορική Αναδρομή

6 • 19ος αιώνας Ιστορική Αναδρομή 1880: Η ανάλυση στοιχείων της απογραφής διήρκεσε 8 χρόνια. Η Αμερικανική Δημογραφική Υπηρεσία ανέθεσε στον Hollerith να αναπτύξει μέθοδο για επιτάχυνση της επεξεργασίας 1890: Η ανάλυση των στοιχείων διήρκεσε τρία χρόνια 1890: O Hellerith πήγε στην Computing and Tabulating 1911: Συγχώνευση με τρείς άλλες εταιρείες To 1924 μετονομάστηκε σε International Business Machines (IBM) από

7 • Πρώτος – Δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος Ιστορική Αναδρομή Στον 1ο Παγκ. Πόλεμο κατασκευάστηκαν αριθμητικές μηχανές με ταχύτητα 6 ως 10 sec για πολλαπλασιασμό δύο δεκαψήφιων αριθμών Δεκαετία 1930: Αξιοποίηση ‘’ρελέ’’ για υλοποίηση άλγεβρας Boole (καταχωρητικά στοιχεία - μνήμες) : Πανεπιστήμιο Harvard και ΙΒΜ  Automatic Sequence-Controlled Calculator (ASCC) αργότερα MARK-I ΜΑRK-I: Βάρος: 5 τόνοι, 0.3 sec για πρόσθεση δύο 23- ψήφιων αριθμών, 6 secs για πολλαπλασιασμό

8 • Πρώτος – Δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος Ιστορική Αναδρομή Τέλη δεκαετίας ’30: John Atanasoff, Iowa State College  Πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής ειδικού σκοπού (ABC). Πρώτος υπολογιστής που χρησιμοποιούσε το δυαδικό σύστημα αρίθμησης (Δικαίωση το 1973 !!!)

9 • Δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος Ιστορική Αναδρομή Κατά τη διάρκεια του πολέμου αναπτύχθηκαν από την Βρετανική Αντικατασκοπεία ηλεκτρονικοί υπολογιστές (Colossi) για αποκωδικοποίηση μηνυμάτων

10 • ΕΝΙΑC Ιστορική Αναδρομή 1943 – 1946: University of Pennsylvania (Mauchly και Eckert) Electronic Numerical Integrator and Calculator Πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής γενικού σκοπού Χρήση ηλεκτρονικών λυχνιών 5000 προσθέσεις ή 30 πολλαπλασιασμούς / δευτερόλεπτο Μνήμη: δυνατότητα αποθήκευσης 20 δεκαψήφιων

11 • ΕΝΙΑC (..συνέχεια) Ιστορική Αναδρομή Επιφάνεια: 15 χιλιάδες τετραγωνικά πόδια Βάρος: 30 τόνοι λυχνίες, αντιστάσεις, πυκνωτές 150 kW ισχύς

12 • Υπολογιστές πρώτης γενιάς Ιστορική Αναδρομή John von Neumann  έννοια του αποθηκευμένου προγράμματος (stored program concept) 1949: πρώτος υπολογιστής Von Neumann, Cambridge, UK, EDSAC, επίβλεψη: Maurice Wilkes Οι Mauchly – Eckert του ENIAC ίδρυσαν την UNIVAC: UNIVAC-I πρώτος Η/Υ μαζικής παραγωγής (1951)

13 • Transistor • Κατά ορισμένους, το transistor είναι η σημαντικότερη ανακάλυψη του 20ου αιώνα • 1947: Brattain, Schockley, Bardeen Ιστορική Αναδρομή Πρώτη χρήση: Ενίσχυση. Η εφαρμογή τάσης στο Β ενισχύει το ρεύμα μεταξύ C και E B C E

14 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET) Ιστορική Αναδρομή

15 Si Silicon Wafer

16 Si Oxidation

17 Si Photosensitive film

18 Si Mask

19 Si Ultraviolet light

20 Si Chemical Etching

21 SiO 2 Removal

22 Si Ion Implantation SiO 2

23 Si n + regions SiO 2

24 Si Terminals SiO 2

25 Si Operation SiO 2 V DD GND

26 • Υπολογιστές δεύτερης γενιάς Ιστορική Αναδρομή Αντικατάσταση των λυχνιών από transistor. Μαζική παραγωγή Η/Υ από IBM και άλλες εταιρείες. Γρηγορότερη ταχύτητα επεξεργασίας Το κόστος παρέμενε υψηλό: Ο 7090 της ΙΒΜ: $ 3 million ο καθένας !!!

27 • Υπολογιστές τρίτης γενιάς Ιστορική Αναδρομή Χρήση μονολιθικών ολοκληρωμένων κυκλώμάτων (SSI, MSI), μνήμη μαγνητικών δακτυλίων, ισχυρότερες συσκευές εισόδου/εξόδου ΙΒΜ σειρά 360 (1964), DEC Μείωση τιμών υπολογιστών – ταυτόχρονη αύξηση ικανοτήτων Έννοια συμβατότητας Δυνατότητα σύνδεσης με Η/Υ μέσω τηλεφωνικών γραμμών

28 • Υπολογιστές τέταρτης γενιάς Ιστορική Αναδρομή Μέσα δεκαετίας ’70 έως μέσα δεκαετίας ’80 Large Scale of Integration Μνήμες ημιαγωγών Χαρακτηριστικά: Πολυεπεξεργαστές, δίκτυα υπολογιστών, μικροεπεξεργαστές • Υπολογιστές πέμπτης γενιάς Very Large Scale of Integration (VLSI) Εκατομμύρια transistor σε μία ψηφίδα πυριτίου

29 Οργάνωση Συστημάτων

30 • Πρώτος Προγραμματιστής στην Ιστορία….. Μία γυναίκα: Ada Augusta • Έγραψε το πρώτο πρόγραμμα (υπολογισμός των αριθμών Bernoulli) για την αναλυτική μηχανή του Babbage Ιστορία Λογισμικού

31 • Πρώτη γενιά Ιστορία Λογισμικού Γλώσσα Μηχανής (machine language) Δεδομένα και εντολές που ερμηνεύονται άμεσα από το υλικό του υπολογιστή Π.χ. Η εντολή: αποθηκεύει τα περιεχόμενα της λέξης 100 της μνήμης σε έναν καταχωρητή

32 • Πρώτη γενιά (..βελτίωση) Ιστορία Λογισμικού Συμβολικές Γλώσσες Προγραμματισμού (symbolic assembly languages) (γλώσσες προγραμματισμού χαμηλού επιπέδου) Μνημονικά ονόματα για εντολές Π.χ. η εντολή: γράφεται ως LDA 101 Συμβολομεταφραστής (assembler) το πρόγραμμα που μετατρέπει την assembly σε γλώσσα μηχανής

33 • Πρώτη γενιά (..μειονεκτήματα) Ιστορία Λογισμικού Δυσκολία ανάπτυξης ενός προγράμματος Πλήρης εξάρτηση από τη μηχανή Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκαν οι διερμηνευτές (interpreter) που είναι σε θέση να διαβάσουν μια εντολή του τύπου C = A * B και να την ερμηνεύσουν ανάλογα με τον υπολογιστή To πρόγραμμα ερμηνεύεται από τον interpreter κάθε φορά που πρόκειται να εκτελεστεί -> Χρονοβόρο

34 • Δεύτερη γενιά Ιστορία Λογισμικού Γλώσσες προγραμματισμού υψηλού επιπέδου: • 1957 FORTRAN (FORmula TRANslator system) (επιστημονικές εφαρμογές) • 1958 ALGOL (αλγόριθμοι, ανικανότητα χειρισμού μη αριθμητικών δεδομένων) • 1960 COBOL (Common Business Oriented Language) (εμπορικές εφαρμογές, χειρισμός αρχείων) Στις γλώσσες αυτές χρησιμοποιούνται μεταγλωττιστές (compilers) : μετατροπή γλώσσας υψηλού επιπέδου σε γλώσσα μηχανής

35 Εκτέλεση ενός προγράμματος Πρόγραμμα γλώσσας υψηλού επιπέδου (π.χ. C) Πηγαίος κώδικας μεταγλωττιστής Πρόγραμμα γλώσσας μηχανής Αντικείμενος κώδικας συνδέτης (linker) Πρόγραμμα γλώσσας μηχανής Εκτελέσιμος κώδικας Πρόγραμμα γλώσσας μηχανής Εκτελέσιμος κώδικας φορτωτής Εκτέλεση προγράμματος μαζί με δεδομένα

36 • Τρίτη γενιά Ιστορία Λογισμικού Εισαγωγή της έννοιας του λειτουργικού συστήματος • 1965 PL/1 της IBM (multi-programming) • 1965 BASIC (Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code) (Dartmouth College, USA) • 1971 Pascal (Ζυρίχη, Niklaus Wirth) • ο ίδιος στη συνέχεια υλοποίησε την MODULA-2 To 1972 υπήρχαν 172 γλώσσες προγραμματισμού !!

37 • Τέταρτη γενιά Ιστορία Λογισμικού • Αρχές 1970 : Κρίση Λογισμικού Ως αποτέλεσμα προέκυψε η γλώσσα Ada (Ada’83) • Eξάπλωση του λειτουργικού συστήματος UNIX • Από το UNIX προέκυψε η γλώσσα C • Σε όλες τις προηγούμενες γλώσσες κυρίαρχη έννοια είναι η συνάρτηση (διαδικασία) : διαδικασιακές γλώσσες • Η Smalltalk εισήγαγε την έννοια των αντικειμενοστραφών γλωσσών προγραμματισμού

38 • Πέμπτη γενιά Ιστορία Λογισμικού • Επικράτηση των αντικειμενοστραφών μεθόδων • Εμφάνιση της C++, Java • LINUX

39 FABRICATION STAGES FOR Intel Pentium Processors

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50 486 Απρ ΜΗz 1.2Μ Trans. 4 GB

51 Pentium MMX March ΜΗz 3.1Μ trans 4 GB

52 Pentium Pro March ΜHz 5.5Μ trans 4 GB

53 Pentium II May MHz 7.5 M trans 4 GB

54 Εισαγωγή Οργάνωση Υπολογιστών Λειτουργικές μονάδες ενός υπολογιστή : • Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας – ΚΜΕ – CPU • Κύρια ή Πρωτεύουσα Μνήμη • Βοηθητική ή δευτερεύουσα ή εξωτερική μνήμη • Συσκευές ή μονάδες Εισόδου/Εξόδου Όλα τα ανωτέρω κυκλώματα υλοποιούνται με Ολοκληρωμένα Κυκλώματα (ICs)

55 Οργάνωση Υπολογιστών Ιεραρχία: Οι λειτουργικές μονάδες αποτελούνται από απλούστερα κυκλώματα, όπως: - καταχωρητές (registers) - μετρητές (counters) - αποκωδικοποιητές (decoders) που με τη σειρά τους αποτελούνται από βασικά ψηφιακά κυκλώματα, όπως: - πύλες - δισταθείς πολυδονητές (flip-flops) - απομονωτές (latches) τα οποία υλοποιούνται από ένα μόνο συστατικό στοιχείο : - MOSFET τρανζίστορ

56 Οργάνωση Υπολογιστών Βαθμός ή Κλίμακα Ολοκλήρωσης : Εξαρτάται από τον αριθμό των βασικών κυκλωμάτων ανά ψηφίδα πυριτίου: Ολοκλήρωση Μικρής Κλίμακας (SSI): 1-10 βασικά κυκλώματα Ολοκλήρωση Μέσης Κλίμακας (MSI): Ολοκλήρωση Μεγάλης Κλίμακας (LSI): 100- δεκάδες χιλιάδες Ολοκλ. Πολύ Μεγάλης Κλίμακας (VLSI): – (ULSI) ?

57 Κύρια Μνήμη (Main Memory) Χρήση: Αποθήκευση προγραμμάτων (ακολουθίες εντολών) Αποθήκευση ορισμένων από τα δεδομένα Επειδή η κύρια μνήμη έχει πεπερασμένη χωρητικότητα και είναι σχετικά ακριβή, χρησιμοποιείται για να αποθηκεύει τις τρέχουσες πληροφορίες Οι πληροφορίες που δεν χρειάζονται άμεσα αποθηκεύονται στην βοηθητική μνήμη, που έχει σχεδόν απεριόριστη χωρητικότητα.. έχει όμως πολύ μεγαλύτερο χρόνο προσπέλασης

58 Κύρια Μνήμη (Main Memory) Οργάνωση Μνήμης Η κύρια μνήμη αποτελείται από ένα συνεχόμενο αριθμό θέσεων, κάθε μία από τις οποίες περιέχει το ίδιο πλήθος δυαδικών ψηφίων (δυφίων ή bits) Σε κάθε θέση αντιστοιχεί μία διεύθυνση (address) μέσω της οποίας πραγματοποιείται η αναφορά στο περιεχόμενο της θέσης Η κάθε θέση είναι ικανή να αποθηκεύσει μία δυφιοσυλλαβή, ή ένα byte (8 δυαδικά ψηφία)

59 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Λειτουργία Ανακαλεί αυτόματα εντολές από τη μνήμη και τις εκτελεί ακολουθιακά Η ΚΜΕ περιέχει έναν αριθμό καταχωρητών Κάθε καταχωρητής αποθηκεύει μία ακολουθία δυφιοσυλλαβών (bytes) ορισμένου μήκους που ονομάζεται λέξη (word) Ένα σύστημα με κύρια μνήμη και ΚΜΕ, είναι η απλούστερη μορφή υπολογιστικού συστήματος (εξαιρουμένου του λογισμικού) Υπολογιστής = Επεξεργαστής + Κύρια Μνήμη

60 Κύρια Μνήμη (Main Memory) Περιεχόμενο Διεύθυνση Έστω ότι σε έναν υπολογιστή με μήκος λέξης 32 bit (= 4 byte), θέλουμε να αποθηκεύσουμε τα περιεχόμενα ενός καταχωρητή (JC00) στη μνήμη, στις θέσεις Big endian οργάνωση ("μεγάλου άκρου) Η αποθήκευση ξεκινά από το σημαντικότερο (αριστερότερο) byte της λέξης JC00JC00 Επεξεργαστές: Motorola Υπολογιστές: Apple Macintosh, Atari, Amiga, workstations Sun, HP

61 Κύρια Μνήμη (Main Memory) Περιεχόμενο Διεύθυνση Έστω ότι σε έναν υπολογιστή με μήκος λέξης 32 bit (= 4 byte), θέλουμε να αποθηκεύσουμε τα περιεχόμενα ενός καταχωρητή (JC00) στη μνήμη, στις θέσεις Little endian οργάνωση ("μικρού άκρου) Η αποθήκευση ξεκινά από το λιγότερο σημαντικό (δεξιότερο) byte της λέξης 00CJ00CJ Επεξεργαστές: Intel Υπολογιστές: IBM και συμβατοί Οι όροι big και small endian προέρχονται από τα "Ταξίδια του Gulliver" όπου σατιρίζονται οι πολιτικοί που διαφωνούν αν πρέπει τα αυγά να σπάζονται από το μεγάλο ή μικρό άκρο τους

62 Οργάνωση Η/Υ Συσκευές Εισόδου: Εισαγωγή πληροφοριών από το εξωτερικό περιβάλλον Συσκευές Εξόδου: Μετάδοση πληροφοριών από τον υπολογιστή προς το εξωτερικό περιβάλλον Συσκευές Βοηθητικής Αποθήκευσης: Δίσκοι

63 Υλικό – Λογισμικό Οποιαδήποτε διεργασία είναι δυνατόν να εκτελεστεί είτε σε υλικό είτε σε λογισμικό Π.χ. Ο πολλαπλασιασμός είναι δυνατόν να εκτελεστεί μόνο με τη χρήση ενός αθροιστή και καταχωρητών (Π.χ. Πολ/σμός δύο αριθμών 16 bit σε 16 κύκλους) Είναι όμως δυνατόν να χρησιμοποιηθεί κύκλωμα ειδικού σκοπού που εκτελεί τον πολ/σμό σε έναν κύκλο μηχανής Η απόφαση για ανάθεση λειτουργιών σε υλικό – λογισμικό είναι θέμα κόστους, ταχύτητας, ευελιξίας Οι αποφάσεις αυτές καθορίζουν τις διαφορετικές αρχιτεκτονικές συστημάτων


Κατέβασμα ppt "• Αρχαιότητα Ιστορική Αναδρομή Υπολογιστική Δραστηριότητα: Μέτρηση με τα δάκτυλα Βαβυλώνιοι: Εξηνταδεκαδικό σύστημα αρίθμησης Βρετανοί: Δωδεκαδικό Πρωτόγονες."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google