Presentation Unp Ort 2
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Presentation Unp Ort 2 as PDF for free.
More details
- Words: 1,159
- Pages: 38
OSNOVI RAČUNARSKE TEHNIKE
Univerzitet NOVI PAZAR 2009./2010. Dr. Ivan ĐOKIĆ
OSNOVI RAČUNARSKE TEHNIKE
LEKCIJA 2: Osnovna organizacija računara
OSNOVNE DEFINICIJE
RAČUNAR: Uređaj koji samostalno obavlja obradu podataka izvršavajući digitalne logičke operacije na osnovu unetog programa.
PODATAK: Diskretna informacija o stanju i procesima oko nas (25, R, boja, ton, ...). Svaki podatak odgovara nekoj veličini, vrednosti. Vrednost je apstraktna, postoji samo u mislima i može se predstaviti na mnogo načina (12, dvanaest, twelve, XII, 1100, ...)
OSNOVNE DEFINICIJE
TURINGOV MODEL RAČUNARA: Ideju o univerzalnoj računarskoj mašini prvi je teorijski definisao Alan Turing 1937 godine. Njegov model računarske mašine bio je baziran na koracima koje čovek preduzima kada vrši računanje. Turing je izvršio apstrakciju (uopštavanja) ovih koraka i u model računarske mašine koja je promenila svet.
OSNOVNE DEFINICIJE
Procesori podataka: Pre objašnjenja Turingovog modela potrebno je razumeti računare kao uređaje za obradu podataka. Računar po ovoj definiciji radi kao “crna kutija” koja prihvata ulazne podatke (input data), vrši njihovu obradu (processing) i kreira izlazne podatke (output data). Ovako definisan računar može poslužiti za objašnjenje njegove funkcionalnosti, ali je ovakva definicija preopšta da bi se opisao savremeni računar.
OSNOVNE DEFINICIJE
Programabilni procesori podataka: Turingov model mnogo preciznije opisuje računar opšte namene. Ovaj model dodaje novi elemenat računarskoj mašini – program. Program je set instrukcija (naredbi) koje definišu računaru šta treba da radi.
OSNOVNE DEFINICIJE
Turingov model računara – isti program, različiti podaci
OSNOVNE DEFINICIJE Turingov model računara – različiti programi, isti podaci
OSNOVNE DEFINICIJE
Univerzalna Turingova mašina: je računarska mašina koja može da izvrši bilo koje računanje ako su obezbeđeni adekvatan program i ulazni podaci. Može se pokazati da ovakva definicija odgovara opisu savremenih računara, i u stvari govori da je univerzalna Turingova mašina sposobna da izračuna sve što se računati može.
OSNOVNE DEFINICIJE
VON NEUMANN-ov model računara: Računari koji su izgrađeni na osnovu Turingove univerzalne mašine smeštali su podatke u memoriju računara, a programi su realizovani na različite načine. Negde 1944.1945. godine John von Neumann je predložio da se i program smešta u memoriju računara, s obzirom da su podaci i program u logičkom smislu isti.
OSNOVNE DEFINICIJE VON NEMANN-ov model računara - četiri komponente: Računari izgrađeni na bazi Von Neumann-ovog modela računara imaju četiri hardverske komponente – memoriju (memory), aritmetičkologičku jedinicu (arithmetic-logic unit), upravljačku jedinicu (control unit) i ulazno/izlazne interfejse (input/output).
OSNOVNE DEFINICIJE
VON NEMANN-ov model računara – sekvencijalno izvršenje instrukcija: program je konačan niz instrukcija (naredbi) smešten u memoriju računara. Upravljačka jedinica uzima instrukcije iz memorije, dekodira ih i izvršava. Instrukcije se izvršavaju jedna za drugom, sekvencijalno. Neke instrukcije zahtevaju skokove u programu, ali to ne znači narušavanje pravila o sekvencijalnom izvršenju instrukcija. Sekvencijalno izvršenje instrukcija je bio početni zahtev Von Neumann-ovog modela, koji danas ne važi,
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (1)
Abakus • ne zna se tačno vreme nastanka • jedan od najstarijih uređaja za sabiranje
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (2)
Paskalova mašina za sabiranje i oduzimanje (oko 1643) ( • Automatski prenos između dekada • Prikaz brojeva u komplementu
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (3)
Babidžova mašina za izračunavanje opšte namene (1834) • Automatske operacije sa više koraka • Automatska kontrola niza operacija (program)
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (4)
Herman Holerit ( kraj 19. -početak 20.veka) • Osnovao kompaniju za proizvodnju komercijalnih mehaničkih računskih mašina • IBM (1924.)
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (5)
Vakuumske cevi • Prekretnica u razvoju uređaja za računanje • Oko 1940. nastaju prvi računari opšte namene (1. generacija računara) • 1943. - ENIGMA računar za dešifrovanje
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (6)
ENIAC (razvijan od 1943. do 1946.) • Prvi računar opšte namene • 18000 vakuumskih cevi, preko 30t, potrošnja 200kW • Programi i podaci u istoj memoriji
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (7)
Tranzistori (1948.) •Razvijeni u Bell-ovim laboratorijama • Našli su široku primenu u računarskoj tehnici (2. generacija računara) • Veći stepen integracije, manje dimenzije računara,
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (8)
Razvoj velikih računarskih sistema Oko 1955. IBM i UNIVAC razvijaju računare sa paralelnom obradom (multiprocesiranje i multiprogramiranje)
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (9)
Integrisana kola • SSI (od 1964.) • MSI (od 1968.) čipu, … • LSI (od 1971.) UART,
– logičko kolo u jednom čipu – registar u jednom – memorije,
CPU, ... • VLSI (od 1980.) – mikroprocesori
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (10)
Razvoj mikroprocesora omogućio je razvoj mini i mikroračunara •Od 70.- tih godina na tržištu su džepni računari • Od 80.- tih počinje proizvodnja personalnih računara (1981. IBM-PC)
GENERACIJE SAVREMENIH RAČUNARA
Prva generacija (1940 - 1956) - elektronske cevi Druga generacija (1956 - 1963) - tranzistori Treća generacija (1964 - 1971) - integrisana kola Čevrta generacija (od 1971 - do danas) - mikroprocesori Peta generacija (danas i u bliskoj budućnosti) - veštačka inteligencija
PREKIDAČKI ELEMENTI U DIGITALNIM RAČUNARIMA
ranije:
Elektromehanički releji
1940’tih:
Vakumske cevi
Solenoid sa mehaničkim kontaktima
Nema fizičkih kontakata za prekidanje struje U početku korišćene u radio tehnici
1950’tih do danas
Tranzistori
Razvijeni u Bell Labs 1948. god. John Bardeen, Walter Brattain, and William Shockley Nobelova nagrada, 1956. god.
PREKIDAČKI ELEMENTI U DIGITALNIM RAČUNARIMA Od 1960-tih do danas VLSI kola (Very Large Scale Integration) Milioni tranzistora u jednom čipu
Od 1970-tih do danas Mikroprocesori 1974. Intel 8080, jedan od prvih mikroprocesora u jednom čipu
TEHNOLOŠKI RAZVOJ RAČUNARA 100000000 10000000 1000000 100000 10000 1000 19 71 19 72 19 74 19 78 19 82 19 85 19 89 19 93 19 97 19 99 20 00
# of transistors
Technological Development
Year
TREND RASTA PERFORMANSI PROCESORA I KAPACITETA MEMORIJSKIH ČIPOVA (Murov zakon) TIPS
Tb
×1.6 / yr ×2 / 18 mos ×10 / 5 yrs
Memory
GIPS
80486 80386 68000 MIPS 80286
R10000 Pentium II Pentium 256Mb 68040 64Mb
1Gb
Gb
16Mb 4Mb
1Mb
Mb ×4 / 3 yrs
256kb 64kb
kIPS 1980
1990
2000
Calendar year
kb 2010
Memory chip capacity
Processor performance
Processor
PIRAMIDA CENE/PERFORMANSE super računar veliki računar server radna stanica personalni računar ugrađen računar
Super
$Millions
Mainframe
$100s Ks
Server
Workstation
Personal
Embedded
$10s Ks $1000s $100s $10s
VON NEUMANN-ov MODEL RAČUNARA Instructions / Program
Main Main Memory Memory
Arithmetic Arithmetic Unit Unit AC
Addresses
Input/Output Input/Output Unit Unit E.g. E.g. Storage Storage
Control Control Unit Unit PC IR SR
OPŠTI MODEL RAČUNARSKOG SISTEMA
RUČNA OBRADA PODATAKA UZ POMOĆ RAČUNSKE MAŠINE
KOMPONENTE RAČUNARA
DANAŠNJI HARDVER RAČUNARA ZA LIČNU I PROFESIONALNU UPOTREBU
centralna jedinica
ulazno/izlazni uređaji
ARHITEKTURA RAČUNARA PRVE GENERACIJE
ARHITEKTURA RAČUNARA SA ULAZNO/IZLAZNIM KANALIMA
SAVREMENA RAČUNARSKA ARHITEKTURA General registers (128)
Memory
Execution unit
Execution unit
...
Execution unit
Execution unit
Execution unit
...
Execution unit
Predicates (64) Floating-point registers (128)
VLIW Very long instruction word architecture EPIC Explicitly parallel instruction computing
HIJERARHIJSKI MODEL RAČUNARSKOG SISTEMA
APLIKACIONI NIVO VIŠI PROGRAMSKI JEZICI SIMBOLIČKI MAŠINSKI JEZIK MAŠINSKI JEZIK
O R B
MIKRO PROGRAMI DIGITALNE MREŽE
O PE S RA IS T TE IV M NI
ST R PO UK DA TU TA RA KA
N RD D A JI AN ÐA ST RE U
NI I Ž LU AM US GR O PR
VI E J
I
PITANJA
Univerzitet NOVI PAZAR 2009./2010. Dr. Ivan ĐOKIĆ
OSNOVI RAČUNARSKE TEHNIKE
LEKCIJA 2: Osnovna organizacija računara
OSNOVNE DEFINICIJE
RAČUNAR: Uređaj koji samostalno obavlja obradu podataka izvršavajući digitalne logičke operacije na osnovu unetog programa.
PODATAK: Diskretna informacija o stanju i procesima oko nas (25, R, boja, ton, ...). Svaki podatak odgovara nekoj veličini, vrednosti. Vrednost je apstraktna, postoji samo u mislima i može se predstaviti na mnogo načina (12, dvanaest, twelve, XII, 1100, ...)
OSNOVNE DEFINICIJE
TURINGOV MODEL RAČUNARA: Ideju o univerzalnoj računarskoj mašini prvi je teorijski definisao Alan Turing 1937 godine. Njegov model računarske mašine bio je baziran na koracima koje čovek preduzima kada vrši računanje. Turing je izvršio apstrakciju (uopštavanja) ovih koraka i u model računarske mašine koja je promenila svet.
OSNOVNE DEFINICIJE
Procesori podataka: Pre objašnjenja Turingovog modela potrebno je razumeti računare kao uređaje za obradu podataka. Računar po ovoj definiciji radi kao “crna kutija” koja prihvata ulazne podatke (input data), vrši njihovu obradu (processing) i kreira izlazne podatke (output data). Ovako definisan računar može poslužiti za objašnjenje njegove funkcionalnosti, ali je ovakva definicija preopšta da bi se opisao savremeni računar.
OSNOVNE DEFINICIJE
Programabilni procesori podataka: Turingov model mnogo preciznije opisuje računar opšte namene. Ovaj model dodaje novi elemenat računarskoj mašini – program. Program je set instrukcija (naredbi) koje definišu računaru šta treba da radi.
OSNOVNE DEFINICIJE
Turingov model računara – isti program, različiti podaci
OSNOVNE DEFINICIJE Turingov model računara – različiti programi, isti podaci
OSNOVNE DEFINICIJE
Univerzalna Turingova mašina: je računarska mašina koja može da izvrši bilo koje računanje ako su obezbeđeni adekvatan program i ulazni podaci. Može se pokazati da ovakva definicija odgovara opisu savremenih računara, i u stvari govori da je univerzalna Turingova mašina sposobna da izračuna sve što se računati može.
OSNOVNE DEFINICIJE
VON NEUMANN-ov model računara: Računari koji su izgrađeni na osnovu Turingove univerzalne mašine smeštali su podatke u memoriju računara, a programi su realizovani na različite načine. Negde 1944.1945. godine John von Neumann je predložio da se i program smešta u memoriju računara, s obzirom da su podaci i program u logičkom smislu isti.
OSNOVNE DEFINICIJE VON NEMANN-ov model računara - četiri komponente: Računari izgrađeni na bazi Von Neumann-ovog modela računara imaju četiri hardverske komponente – memoriju (memory), aritmetičkologičku jedinicu (arithmetic-logic unit), upravljačku jedinicu (control unit) i ulazno/izlazne interfejse (input/output).
OSNOVNE DEFINICIJE
VON NEMANN-ov model računara – sekvencijalno izvršenje instrukcija: program je konačan niz instrukcija (naredbi) smešten u memoriju računara. Upravljačka jedinica uzima instrukcije iz memorije, dekodira ih i izvršava. Instrukcije se izvršavaju jedna za drugom, sekvencijalno. Neke instrukcije zahtevaju skokove u programu, ali to ne znači narušavanje pravila o sekvencijalnom izvršenju instrukcija. Sekvencijalno izvršenje instrukcija je bio početni zahtev Von Neumann-ovog modela, koji danas ne važi,
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (1)
Abakus • ne zna se tačno vreme nastanka • jedan od najstarijih uređaja za sabiranje
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (2)
Paskalova mašina za sabiranje i oduzimanje (oko 1643) ( • Automatski prenos između dekada • Prikaz brojeva u komplementu
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (3)
Babidžova mašina za izračunavanje opšte namene (1834) • Automatske operacije sa više koraka • Automatska kontrola niza operacija (program)
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (4)
Herman Holerit ( kraj 19. -početak 20.veka) • Osnovao kompaniju za proizvodnju komercijalnih mehaničkih računskih mašina • IBM (1924.)
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (5)
Vakuumske cevi • Prekretnica u razvoju uređaja za računanje • Oko 1940. nastaju prvi računari opšte namene (1. generacija računara) • 1943. - ENIGMA računar za dešifrovanje
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (6)
ENIAC (razvijan od 1943. do 1946.) • Prvi računar opšte namene • 18000 vakuumskih cevi, preko 30t, potrošnja 200kW • Programi i podaci u istoj memoriji
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (7)
Tranzistori (1948.) •Razvijeni u Bell-ovim laboratorijama • Našli su široku primenu u računarskoj tehnici (2. generacija računara) • Veći stepen integracije, manje dimenzije računara,
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (8)
Razvoj velikih računarskih sistema Oko 1955. IBM i UNIVAC razvijaju računare sa paralelnom obradom (multiprocesiranje i multiprogramiranje)
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (9)
Integrisana kola • SSI (od 1964.) • MSI (od 1968.) čipu, … • LSI (od 1971.) UART,
– logičko kolo u jednom čipu – registar u jednom – memorije,
CPU, ... • VLSI (od 1980.) – mikroprocesori
ISTORIJAT RAZVOJA RAČUNARA (10)
Razvoj mikroprocesora omogućio je razvoj mini i mikroračunara •Od 70.- tih godina na tržištu su džepni računari • Od 80.- tih počinje proizvodnja personalnih računara (1981. IBM-PC)
GENERACIJE SAVREMENIH RAČUNARA
Prva generacija (1940 - 1956) - elektronske cevi Druga generacija (1956 - 1963) - tranzistori Treća generacija (1964 - 1971) - integrisana kola Čevrta generacija (od 1971 - do danas) - mikroprocesori Peta generacija (danas i u bliskoj budućnosti) - veštačka inteligencija
PREKIDAČKI ELEMENTI U DIGITALNIM RAČUNARIMA
ranije:
Elektromehanički releji
1940’tih:
Vakumske cevi
Solenoid sa mehaničkim kontaktima
Nema fizičkih kontakata za prekidanje struje U početku korišćene u radio tehnici
1950’tih do danas
Tranzistori
Razvijeni u Bell Labs 1948. god. John Bardeen, Walter Brattain, and William Shockley Nobelova nagrada, 1956. god.
PREKIDAČKI ELEMENTI U DIGITALNIM RAČUNARIMA Od 1960-tih do danas VLSI kola (Very Large Scale Integration) Milioni tranzistora u jednom čipu
Od 1970-tih do danas Mikroprocesori 1974. Intel 8080, jedan od prvih mikroprocesora u jednom čipu
TEHNOLOŠKI RAZVOJ RAČUNARA 100000000 10000000 1000000 100000 10000 1000 19 71 19 72 19 74 19 78 19 82 19 85 19 89 19 93 19 97 19 99 20 00
# of transistors
Technological Development
Year
TREND RASTA PERFORMANSI PROCESORA I KAPACITETA MEMORIJSKIH ČIPOVA (Murov zakon) TIPS
Tb
×1.6 / yr ×2 / 18 mos ×10 / 5 yrs
Memory
GIPS
80486 80386 68000 MIPS 80286
R10000 Pentium II Pentium 256Mb 68040 64Mb
1Gb
Gb
16Mb 4Mb
1Mb
Mb ×4 / 3 yrs
256kb 64kb
kIPS 1980
1990
2000
Calendar year
kb 2010
Memory chip capacity
Processor performance
Processor
PIRAMIDA CENE/PERFORMANSE super računar veliki računar server radna stanica personalni računar ugrađen računar
Super
$Millions
Mainframe
$100s Ks
Server
Workstation
Personal
Embedded
$10s Ks $1000s $100s $10s
VON NEUMANN-ov MODEL RAČUNARA Instructions / Program
Main Main Memory Memory
Arithmetic Arithmetic Unit Unit AC
Addresses
Input/Output Input/Output Unit Unit E.g. E.g. Storage Storage
Control Control Unit Unit PC IR SR
OPŠTI MODEL RAČUNARSKOG SISTEMA
RUČNA OBRADA PODATAKA UZ POMOĆ RAČUNSKE MAŠINE
KOMPONENTE RAČUNARA
DANAŠNJI HARDVER RAČUNARA ZA LIČNU I PROFESIONALNU UPOTREBU
centralna jedinica
ulazno/izlazni uređaji
ARHITEKTURA RAČUNARA PRVE GENERACIJE
ARHITEKTURA RAČUNARA SA ULAZNO/IZLAZNIM KANALIMA
SAVREMENA RAČUNARSKA ARHITEKTURA General registers (128)
Memory
Execution unit
Execution unit
...
Execution unit
Execution unit
Execution unit
...
Execution unit
Predicates (64) Floating-point registers (128)
VLIW Very long instruction word architecture EPIC Explicitly parallel instruction computing
HIJERARHIJSKI MODEL RAČUNARSKOG SISTEMA
APLIKACIONI NIVO VIŠI PROGRAMSKI JEZICI SIMBOLIČKI MAŠINSKI JEZIK MAŠINSKI JEZIK
O R B
MIKRO PROGRAMI DIGITALNE MREŽE
O PE S RA IS T TE IV M NI
ST R PO UK DA TU TA RA KA
N RD D A JI AN ÐA ST RE U
NI I Ž LU AM US GR O PR
VI E J
I
PITANJA
Related Documents
Presentation Unp Ort 2
June 2020 3
Presentation Unp Ort 4
June 2020 3
Presentation Unp Ort 6
June 2020 1
Presentation Unp Ort 1
June 2020 4
Presentation Unp Ort 5
June 2020 5