ΕΙΣΑΓΩΓΗ στους Η/Υ. Δρ. Β Σγαρδώνη. Τμήμα Τεχνολογίας Αεροσκαφών ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ. Χειμερινό Εξάμηνο

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΙΣΑΓΩΓΗ στους Η/Υ. Δρ. Β Σγαρδώνη. Τμήμα Τεχνολογίας Αεροσκαφών ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ. Χειμερινό Εξάμηνο 2013-14"

Ευγένιος Διδασκάλου
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ στους Η/Υ Τμήμα Τεχνολογίας Αεροσκαφών ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ Δρ. Β Σγαρδώνη Χειμερινό Εξάμηνο

2 Εισαγωγικές Έννοιες Τι είναι ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής ; Ιστορία των Η/Υ Αρχιτεκτονική των Η/Υ Δυαδικό σύστημα. Γιατί οι σύγχρονοι Η/Υ το χρησιμοποιούν? 2

3 Πως ορίζεται o Η/Υ; Δυνατότητα εκτελέσεως υπολογισμών και λογικών αποφάσεων. Πολλές φορές μεγαλύτερη ταχύτητα από του ανθρώπου! Προγράμματα υπολογιστών : Εντολές βάσει των οποίων ένας Η/Υ εκτελεί κάποια συγκεκριμένη εργασία Υλικό (hardware) : Ηλεκτρονικά και μηχανικά τμήματα ενός υπολογιστικού συστήματος Λογισμικό (sovware) : Προγράμματα και δεδομένα που εκτελούνται σε ένα Η/Υ 3

Προγράμματα υπολογιστών : Εντολές βάσει των οποίων ένας Η/Υ εκτελεί κάποια συγκεκριμένη εργασία

4 Ιστορική αναδρομή v ~ 2000 π.χ.: Επίλυση πρακτικών υπολογιστικών προβλημάτων. v B. Pascal (~1640) Μηχανή πρόσθεσης v G. Leibniz (~1673) Μηχανή τεσσάρων βασικών πράξεων (+, -, *, /) v Joseph Babbage (~1850) Μηχανικοί υπολογιστές: Εισαγωγή, Επεξεργασία Εξαγωγή. Αναλυτική Μηχανή. v George Boole (~1850) Θεωρία μαθηματικής λογικής. v Ada Byron (~1880) Σχεδίασε προγράμματα για μηχανές Babbage (Αναλυτικές Μηχανές). v Alan Turing (~1950) Έννοια προγραμματισμού. 4

Leibniz (~1673) Μηχανή τεσσάρων βασικών πράξεων (+, -, *, /) v Joseph Babbage (~1850) Μηχανικοί υπολογιστές:

5 Ιστορική αναδρομή v (~1946) von Neumann: Έννοια αποθηκευμένου προγράμματος. v 1947: Εφεύρεση κρυσταλλοδιόδου (transistor) v 1959: Εφεύρεση ολοκληρωμένου κυκλώματος (integrated circuit, chip). 5

6 !! Μηχανές Babbage Υπολογισμοί με βάση «μηχανικών» υπολογιστών κινούμενων με ατμό. Εισήγαγε τα στάδια υπολογιστικής διαδικασίας: Εισαγωγή- Επεξεργασία- Εξαγωγή 6

7 Turing Ιδέα της Προγραμματισμένης Υπολογιστικής μηχανής. 7

8 John von Neumann Εισήγαγε την έννοια αποθηκευμένου προγράμματος, δηλαδή ένα τρόπο να χρησιμοποιεί την μνήμη του υπολογιστή για να «αποθηκεύσει» ένα πρόγραμμα μέσα στον υπολογιστή ώστε ο υπολογιστής να παίρνει εντολές από την μνήμη του. 8

του υπολογιστή για να «αποθηκεύσει» ένα πρόγραμμα μέσα στον

9 ! Οι πρώτοι Η/Υ Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC) λυχνίες κενού. Διαστάσεις: 9 x 18 m Βάρος: 30 τόνοι. 9

10 !"# $!%&'() EDVAC (1949) Διάδοχος του ENIAC απο John Eckert John Mauchly & John von Neumann. Η «αποθήκευση προγράμματος»./"' 0/" γινόταν *+%,!"" σε επίπεδο μνήμης Jonh Von Neumann Ø Όλα τα δεδομένα και εντολές αναπαρίστανται μέσω δυαδικού κώδικα και αποθηκεύονται στην μνήμη του υπολογιστή. Ø Ο υπολογιστής δεν διακρίνει δεδομένα από εντολές. 10

11 11

12 Το PC 1947 William Shockley invents the transistor, a solid- state, reliable version of the vacuum tube.! 1954 Texas Instruments announces the start of commercial produc on of silicon transistors Intel s Ted Hoff designs a chip that can follow instruc ons and perform simple func ons on data. 1981: IBM introduces its Personal Computer (PC). IBM PC

! 1954 Texas Instruments announces the start of commercial produc on of silicon transistors.

13 #!'! ()*)9+,--9./012/3124, /88,259 =,A,-16,=93<,9!"#$%&'()*+,-.%/0/+(1% 13

14 1984 Apple introduces the Macintosh, a computer using a mouse and graphic interface First retail version of Microso Windows on November 20,

15 !"#$, %&'(&) *&&'+ -'.)/0/-&' (0+! , 6'&7 +89&)+)-0.::; 70-< =0::0&) -'.)/0/-&'AB<09 C.''0+'!"1D5 : 2EDD -'.)/0/-&'/,! *FG B:&BH 4I)-+: 3DD3> K!"J! :!# *0::0&) -'.)/0/-&'/ 4L:-'. M9.'B III> : 32 *0::0&) -'.)/0/-&'/, 2 %FG B:&BH 4I)-+: 2DD! : $$ *0::0&) -'.)/0/-&'/, E %FG,!ED)= -+B<)&:&6;, 2$D== 2 (0+ 4I)-+: O+)-0P= 3> K 2DD3 :!3D *0::0&) -'.)/0/-&' 4FO OQK1$DD> 15

)/0/-&'/ 4L:-'. M9.'B III> : 32 *0::0&) -'.)/0/-&'/, 2 %FG B:&BH 4I)-+: N+&)> @ 2DD!

16 !"#$%&'())&%*+(%,&%-."'( Απόδοση uniprocessors 2& % %&$'()*$+,-.!!/01"# #$$$$$$$$$$$$$$!""""!"""!""!" From Hennessy and Patterson, Computer Architecture: A Quantitative Approach, 4th edition, October, (.% 34012(.% //012(.%!!901!91"!91:!91;!91<!911!99"!99:!99;!99<!991 :""" :"": :""; :""< = +,- >:?@/A&73!901B5!91< >$:?@/A&73$!901$B5$!91< = CDEF$G$H1<>$?:@/A&73$!91<$B5$:"": = CDEF$G$H1<>$II@/A&73$:"":$B5$J3&)&8B *

2006 43012(.% 34012(.% //012(.%!!901!91"!91:!91;!91<!911!99"!99:!99;!99<!991 :""" :"": :""; :""< = +,- >:?

17 Aλλαγες στη σχεδίαση chip!"#$%&#'("$)'$%&)*$+",)(' Intel 4004 (1971): 4- bit processor,!-".#/$%%$/&'()'*0/$1+,"/ $ 2312 transistors, 89'8/"3:-6,6"4367/%;$/<=>7/ 0.4 MHz, 10 micron PMOS, 11 mm '%/?,534-/@<AB7/''/?? 2 chip 8/ 5C,2/ RISC II (1983): 32- bit, 5 stage pipeline, 40,760 D!BE/!!/&'(F9*0/981+,"7/G/6":H./ transistors, 3 MHz, 3 micron NMOS, 2,2.#,-.7/$%7)I%/"3:-6,6"4367/9/<=>7/ 60 mm 2 chip 9/?,534-/J<AB7/I%/?? 125 mm2 chip, micron 8/ 5C,2 CMOS = 2312 RISC II+FPU+Icache+Dcache '8G/?? RISC II shrinks to 8/ 5C,27/%;%IG/?,534-/E<AB/ K/-./-$01!%$ #6&"2+6#6&" ~ 0.02 mm 2 at 65 nm o D!BE/!!/6C3,-L6/"4/ Caches via DRAM M/%;%8/?? %%8?? or 8 1 :"/IG/-? transistor SRAM o E:5C.6/N,:/ODP</43/ '/"3:-6,6"43/BDP<Q 17

/ transistors, 3 MHz, 3 micron NMOS, 2,2.#,-.7/$%7)I%/"3:-6,6"4367/9/<=>7/ 60 mm 2 chip 9/?,534-/J<AB7/I%/?? 125 mm2 chip, 0.

18 ! 18

19 !!! " Οι Η/Υ Σήμερα #$% &$! '%( %&$# #$% &$! '%( %&$# 19

20 !!!! "!! " 3&&('4,-'$. #$%&'()* +&)*,-'./ 012-)% 5'*%6,*) <)%$*1! 212-)% 7.2-*8!0)-!9*$48 7"+!212-)% 7.2-*:4-'$.!0)- 3*4;'-)4-:*) =,-,&,-; >!#$.-*$(! ='/'-,(!=)2'/. #'*4:'-!=)2'/.!! "! #!"#"!$%&'%()$*+(,*-&./ 20

21 Instruc on Set Architecture ISA: «An abstract interface between the hardware and the lowest level so ware of a machine that encompasses all the informa on necessary to write a machine language program that will run correctly, including instruc ons, registers, memory access, I/O, and so on...» Σετ εντολών 21

22 !"#$%&'$()*+,&-.%#+(*+/)0.%*+1-#$.2# Επίπεδα αφαίρεσης λειτουργίας Η/Υ 8%&#&-,"4 =$),&-4$>4 '(14+$)*0'1%4,%+(&'1+' 6HIJ3DKLJ37!**"&+,'&$-!"#$%&'().%$#%,))&-#4/,-#0,#1 8*1%,'&-#4593'1):;&%'0,"4<,+(& '%0+'&$-451'4!%+(&'1+'0%14625!7 <&+%$,%+(&'1+'0%1 ' B,'13:C1#&3'1%DE%,-3>1%4/1F1"46CE/7 G&%+0&'3?1F&+13.(93&+3 3&%& %1+1-'4 +$)*0'1%4,%+(&'1+'0%1 6HMJ37 C1&-F&#$%,'&$-4$>4 )&=DPJJJ34$-O,%=Q 22

23 Δυαδικό Σύστημα Βάση 2 Ψηφία

Σχετικά έγγραφα

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές 1 ο Εξάμηνο Σπουδών Χειμερινό Εξάμηνο 2012/13 Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών, Πανεπιστήμιο Κρήτης Διδάσκων: Χαρμανδάρης Ευάγγελος, email: vagelis@tem.uoc.gr, Ιστοσελίδα