(algoritmicky) formulované úlohy.

Prezentace na téma: "(algoritmicky) formulované úlohy."— Transkript prezentace:

1 (algoritmicky) formulované úlohy.
Počítač Počítač elektronické zařízení, které samočinně zpracovává informace a řeší specifickým programem (algoritmicky) formulované úlohy. Významnými a cennými vlastnostmi či dovednostmi počítače jsou schopnost provádět jednoduché operace velikou rychlostí a uchovávat velké množství informací.

2 Stručná data z historie
Pomůcky k počítání (technické pomůcky) Prsty (od tohoto také používáme desítkovou soustavu), počítadlo, sčot, abakus (kamenné sloupky s kamínky - podobné počitadlu - jednoduché aritmetické úkony), starověké taxametry; později logaritmická pravítka a tabulky.

3 Stručná data z historie
Mechanické stroje W. Schickar (poč. 17.st.): stroj s dekadickými kolečky - operace +, -, ×,÷ Blaise Pascal (1642): Pascalův aritmetický stroj - Pascalína - využity poznatky W. Schickara - pouze +, -

4 Stručná data z historie
Leibnitz (1671): stroj umožňující počítat se všemi operacemi - v té době ho nebylo možno sestavit Charles Babbage (1835): analytický stroj - paměť, řídící jednotka, aritmetická jednotka (zákl. dnešního počítače); využití poznatků o děrných štítcích; zavedení prvků větvení = rozhodnutí na základě předešlého výsledku. Spolupracovnice byla tvůrci Ada Augusta de Lovelac => jazyk ADA Herman Hollerith (1890): přístroj na sčítání lidu, který používal děrné štítky. Později se tento muž stal zakladatelem firmy IBM - International Business Machine - Tabulator - počítač na děrné štítky

5 Stručná data z historie
Nultá generace počítačů Začíná počátkem roku 1940, hlavní součástkou je elektromagnetické relé. Konrad Zusse první počítač s relátky, použit ve vojenství v Německu relé, 8 bitů, 1 součet za 1s, byl zničen při náletech.

6 Stručná data z historie
Nultá generace počítačů Howard Aiken – MARK 1 5 tun, 3500 relé, 1 součet za 1/3s konfigurace at. bomby. Později podobný i u nás - SAPO (samočinný počítač).

7 Stručná data z historie
První generace počítačů ( ) První generace počítačů přichází s objevem elektronky, jejímž vynálezcem byl Lee De Forest a která dovoluje odstranění pomalých a nespolehlivých mechanických relé. Tyto počítače jsou vybudovány prakticky podle von Neumannova schématu. Při tomto zpracování je do paměti počítače zaveden vždy jeden program a data, s kterými pracuje. Poté je spuštěn výpočet, v jehož průběhu již není možné s počítačem interaktivně komunikovat. Po skončení výpočtu musí operátor do počítače zavést další program a jeho data. Diskrétní režim práce se v budoucnu ukazuje jako nevhodný, protože velmi plýtvá strojovým časem. Důvodem tohoto jevu je "pomalý" operátor, který zavádí do počítače zpracovávané programy a data. V tomto okamžiku počítač nepracuje a čeká na operátora. V této době neexistují vyšší programovací jazyky, z čehož vyplývá vysoká náročnost při vytváření nových programů. Programování výhradně ve strojovém kódu, 10 tis. operací /s .Neexistují ani operační systémy.

8 Stručná data z historie
První generace počítačů ( ) Pensylvánská univerzita (John Presper, John Mauckley) V roce počítač ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator)- do roku 55 byl využívám v armádě - neměl nynější koncepci. Byl v tělocvičně m2 - 30x3x1 - hmot. 30 tun, elektronek, 16 obvodů. Byl 2000x rychlejší než počítače s relé von Neumanna

9 Stručná data z historie
První generace počítačů ( ) UNIVAC firmy Remington- první sériový počítač - Universal Automatic Computer IBM 701

10 Stručná data z historie
Druhá generace počítačů ( ) Druhá generace počítačů nastupuje s tranzistorem, jehož objevitelem byl John Barden a který dovolil díky svým vlastnostem zmenšení rozměrů celého počítače, zvýšení jeho rychlosti a spolehlivosti a snížení energetických nároků počítače. Pro tuto generaci je charakteristický dávkový režim práce. Při dávkovém režimu práce je snaha nahradit pomalého operátora tím, že jednotlivé programy a data, která se budou zpracovávat, jsou umístěna do tzv. dávky a celá tato dávka je dána počítači na zpracování. Počítač po skončení jednoho programu okamžitě z dávky zavádí program další a pokračuje v práci. V této generaci počítačů také začínají vznikat operační systémy a první programovací jazyky, jako jsou COBOL, ALGOL a FORTRAN.

11 Stručná data z historie
Třetí generace počítačů ( cca 1981) Počítače třetí a vyšších generací jsou vybudovány na integrovaných obvodech, které na svých čipech integrují velké množství tranzistorů. U této generace se začíná objevovat paralelní zpracování více programů, které má opět za úkol zvýšit využití strojového času počítače. Je totiž charakteristické, že jeden program při své práci buď intenzivně využívá CPU (provádí složitý výpočet), nebo např. spíše využívá V/V zařízení (zavádí data do operační paměti, popř. provádí tisk výstupních dat). Takové programy pak mohou pracovat na počítači společně, čímž se lépe využije kapacit počítače.

12 Stručná data z historie
Třetí generace počítačů ( cca 1981) Intel tranzistorů - 4 bitový procesor osmibitový procesor Bill Gates - založil MICROSOFT Počítač ALTAIR 2 (Ed Roberts), pro něj vymyslel prog. jazyk BASIC Steve Woznijak a Steve Jobs - Apple I - User Friendly APPLE II - 50 kusů - patentováno

13 Stručná data z historie
Čtvrtá generace počítačů Čtvrtá generace začala v roce vznik PC (firma IBM) a trvá dodnes (2008). Obsahují integrované obvody střední a velké integrace, malé rozměry, velká rychlost a velká kapacita paměti. Odtud název mikroprocesor. počítač IBM - 8mi bitové PC - procesor Intel, procesor 8080, bitový, procesor bitový PC/XT-extended technology- novinka - pevný disk PC / AT (advanced technology - 16bitů ) první verze Microsoft Windows PC DX - 32bitů IBM řada PC/2, op. systém OS/2 DX, DX2, DX4 Intel Pentium, 32bitové, 3,2 mil. Tranzistorů, MHz NEXEGEN, CYRIX, AMD K5 Intel Pentium Pro (5,5 mil. tranzistorů) Intel Pentium II (MMX+PRO) Intel Pentium III Intel Pentium 4 Intel Core

14 Stručná data z historie
Von Neumannovo schéma Von Neumannovo schéma bylo navrženo roku 1945 americkým matematikem (narozeným v Maďarsku) Johnem von Neumannem jako model samočinného počítače. Tento model s jistými výjimkami zůstal zachován dodnes. Podle tohoto schématu se počítač skládá z pěti hlavních modulů: 1) Operační paměť : slouží k uchování zpracovávaného programu, zpracovávaných dat a výsledků výpočtu 2) ALU - Arithmetic-logic Unit (aritmetickologická jednotka): jednotka provádějící veškeré aritmetické výpočty a logické operace. Obsahuje sčítačky, násobičky (pro aritmetické výpočty) a komparátory (pro porovnávání) 3) Řadič: řídící jednotka, která řídí činnost všech částí počítače. Toto řízení je prováděno pomocí řídících signálů, které jsou zasílány jednotlivým modulům. Reakce na řídící signály, stavy jednotlivých modulů jsou naopak zasílány zpět řadiči pomocí stavových hlášení . 4) Vstupní zařízení: zařízení určená pro vstup programu a dat. 5) Výstupní zařízení: zařízení určená pro výstup výsledků, které program zpracoval

15 Stručná data z historie
Von Neumannovo schéma Princip činnosti počítače podle von Neumannova schématu Do operační paměti se pomocí vstupních zařízení přes ALU umístí program, který bude provádět výpočet. Stejným způsobem se do operační paměti umístí data, která bude program zpracovávat. Proběhne vlastní výpočet, jehož jednotlivé kroky provádí ALU. Tato jednotka je v průběhu výpočtu spolu s ostatními moduly řízena řadičem počítače. Mezivýsledky výpočtu jsou ukládány do operační paměti. Po skončení výpočtu jsou výsledky poslány přes ALU na výstupní zařízení.