ÚVOD DO SVĚTA POČÍTAČŮ kunovsky@dcse.fee.vutbr.cz fee.vutbr.cz/~kunovsky

ÚVOD DO SVĚTA POČÍTAČŮ kunovsky@dcse.fee.vutbr.cz www.fee.vutbr.cz/~kunovsky

Zpracování dat • zpracování nenumerických dat • zpracování numerických dat

Zpracování nenumerických dat • Zpracování textu • Textová data • Textový editor • Čtyři základní fáze pořizování dokumentu: • základní práce s dokumentem • editace dokumentu • formátování dokumentu • tisk dokumentu

Zpracování numerických dat Přesnost zobrazení reálných čísel Přesnost výpočtu Složitost výpočtu

Metodika sériového a paralelního výpočtu Na příkladu řešení soustavy rovnic se prezentuje seriový postup výpočtu (Cramerovým pravidlem) a paralelní postup výpočtu (vytvoří se paralelní model - všechny jednotky pracují současně). Paralelní systémy jsou charakteristické zpětnou vazbou.

Mějme následující soustavu rovnic: ax + by = c dx + ey = f

Sériový výpočet A1 := c * e; A2 := b * f; A3 := A1 – A2; A4 := a * e; A5 := b * d; A6 := A4 – A5; A7 := A3 / A6; . . .

SISD computer IS IS DS CU PU MM CU: control unit PU: processor unit MM: memory module IS: instruction stream DS: data stream

Struktura počítače a funkce jeho základních částí Definují se pojmy procesor, řadič (zajišťuje automatické řízení celého systému podle programu zapsaného v paměti), aritmeticko-logická jednotka (provádí aritmetické a logické operace), paměť (uchovává informace, v případě potřeby jejich výběr, případně ukládání nových informací. Údaj ukládaný do paměti je zakódován do binární podoby.) a periferie (V/V zařízení, vnější paměti, ovládací zařízení, prostředky pro přenos dat).

ax + by = c dx + ey = f Paralelní výpočet

b c y * –

b c a y x * – :

b c a y x * – : x * d

b c a y x * – : x * – d f

b c a y x * – : x y * – : d f e

b0z p2y -a1py + -a0y

p2y py 

py y 

b0z p2y p2y py py y -a1py   + -a0y

b0z p2y py y -a1py   + -a0y -a1 -a0

SIMD computer DS1 PU1 MM1 DS2 PU2 MM2 IS CU SM DSn PUn MMm IS

MIMD computer IS1 IS1 IS1 DS1 IS2 CU1 PU1 MM1 IS2 IS2 DS2 CU2 PU2 MM2 SM ISn ISn ISn DSn CUn PUn MMm IS

Matematické stroje Provádí se rozdělení • na analogové počítače (matematický děj se modeluje analogickým dějem fyzikálním) a • na číslicové počítače (čísla se zobrazují pozičně, jako konečné posloupnosti cifer).

Historický vývoj výpočetní techniky před 5000 lety tabulkový systém abakus 1642 - Francouz Bleise Pascal - sčítací stroj 1694 - Němec Wilhelm Leibnitz - sčítací a násobící stroj 1833 - Angličan Charles Babbage - Analytical Engine první mechanický samočinný počítač. Paměť a řízení podle daného programu 1855 - kalkulátory pro vykonávání základních aritmetických úkonů

1937 - Američan Howard Hathaway Aiken se znovu vyslovil o automatizovánívýpočtů podle dopředu sestaveného programu. 1938 - Angličan Alan Mathisom Turing matematicky zdůvodnil možnost zkonstruovat univerzální samočinný počítač. 1941 - Němec Zuse - počítač Z3. 1944 - IBM (International Business Machines Corporation) – reléový počítač MARK-1 (elektromechanické relé). 1946 - ENIAC - elektronkový. 1945 - John von Neumann, program i data ve vnitřní paměti počítače.

Generace počítačů Dělení se provádí podle konstrukční, technické úrovně. Každá vyšší generace znamená • pokrok v součástkové základně • zvýšení operační rychlosti • snížení příkonu • zlepšení programového vybavení • zlepšení formy styku počítače s člověkem Jsou specifikovány reléové, elektronkové, tranzistorové počítače, počítače s integrovanými obvody a počítače s velmi vysokým stupněm integrace.

Proudové (zřetězené) a neproudové zpracování

S1 S2 S3 S4 IF ID OF EX

ÚVOD DO SVĚTA POČÍTAČŮ kunovsky@dcse.fee.vutbr.cz fee.vutbr.cz/~kunovsky