Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

ÚVOD DO SVĚTA POČÍTAČŮ

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "ÚVOD DO SVĚTA POČÍTAČŮ"— Transkript prezentace:

1 ÚVOD DO SVĚTA POČÍTAČŮ

2 Zpracování dat zpracování nenumerických dat zpracování numerických dat

3 Zpracování nenumerických dat Zpracování textu Textová data Textový editor Čtyři základní fáze pořizování dokumentu: 1.základní práce s dokumentem 2.editace dokumentu 3.formátování dokumentu 4.tisk dokumentu

4 Zpracování numerických dat Přesnost zobrazení reálných čísel Přesnost výpočtu Složitost výpočtu

5 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.

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

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

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

9 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).

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

11 * b y

12 *– b c y

13 *–: b c a y x

14 *–: * d y x x

15 *–: *– d f y x x

16 *–: *–: b c a d f e y y x x

17 *–: *–: b c a d f e y y x x

18 + p2yp2y -a 0 y -a 1 py b0zb0z

19  pyp2yp2y

20  y

21 + p2yp2y -a 0 y -a 1 py b0zb0z  pyp2yp2y  y

22 + p2yp2y -a 0 y -a 1 py b0zb0z  py  y -a1-a1 -a0-a0

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

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

25 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).

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

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

28 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.

29 Proudové (zřetězené) a neproudové zpracování

30 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

31 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

32 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

33 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

34 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

35 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

36 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

37 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

38 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

39 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

40 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

41 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

42 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

43 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

44 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

45 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

46 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

47 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

48 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

49 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

50 IF ID OF EX S1 S2 S3 S4

51 EX... OF... ID... IF

52 EX... OF... ID... IF

53 EX... OF... ID... IF

54 EX... OF... ID... IF

55 EX... OF... ID... IF

56 EX... OF... ID... IF

57 EX... OF... ID... IF

58 EX... OF... ID... IF

59 EX... OF... ID... IF

60 EX... OF... ID... IF

61 EX... OF... ID... IF

62 EX... OF... ID... IF

63 EX... OF... ID... IF

64 EX... OF... ID... IF

65 EX... OF... ID... IF

66 EX... OF... ID... IF

67 EX... OF... ID... IF

68 EX... OF... ID... IF

69 EX... OF... ID... IF

70 EX... OF... ID... IF

71 EX... OF... ID... IF

72 EX... OF... ID... IF

73 EX... OF... ID... IF

74 EX... OF... ID... IF

75 EX... OF... ID... IF

76 EX... OF... ID... IF

77 EX... OF... ID... IF

78 EX... OF... ID... IF EX... OF... ID... IF

79 EX... OF... ID... IF Doba zpracování = n + k – 1 Proudové zpracování n … sekcí k … úloh

80 Neproudové zpracování Doba zpracování = n * k n … sekcí k … úloh EX... OF... ID... IF

81 Součinitel zvýšení propustnosti k >> n

82

83 Číselné soustavy Obecně lze libovolné celé kladné číslo zapsat polynomem a n  z n + a n-1  z n-1 + … + a 0  z 0, kde z je libovolné přirozené číslo větší než 1, tzv. základ soustavy, a koeficienty a i jsou přirozená čísla, tzv. číslice soustavy, splňující nerovnost 0  a i  z. Při zápisu čísla se obvykle používá zkrácený zápis (a n a n-1 … a 0 ) z, resp. a n a n-1 … a 0, pokud nemůže dojít k pochybnosti, v jaké soustavě je číslo vyjádřeno.

84 jejím základem je číslo deset (z = 10) používá deset číslic (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) v běžném životě nejpoužívanější čísla vyjadřujeme v jednotkách (10 0 ), desítkách (10 1 ), stovkách (10 2 ), tisících (10 3 ) atd. Desítková (dekadická) soustava

85 Např. číslo 6307 můžeme vyjádřit jako: tisíc +3 sta +0 desítek +7 jednotek 6     1 6     10 0 = 6307, tedy a 3  z 3 + a 2  z 2 + a 1  z 1 + a 0  z 0, kde z = 10 (základ), a 0 = 7, a 1 = 0, a 2 = 3, a 3 = 6, a 4, a 5, a 6, … = 0 (číslice) Desítková (dekadická) soustava

86 Dvojková (binární) soustava jejím základem je číslo dvě (z = 2) používá dvě číslice (0, 1) v oblasti výpočetní techniky nejpoužívanější

87 desítkové číslo 11 můžeme vyjádřit jako dvojkové číslo 1011: 1         1 = 11 … dekadicky pokud by mohlo dojít k nejasnostem, v jaké soustavě je dané číslo zapsáno, používá se forma zápisu (1011) 2 = (11) 10, což čteme jako „dvojkové (binární) číslo jedna nula jedna jedna je rovno desítkovému (dekadickému) číslu jedenáct“.

88 Převody mezi číselnými soustavami Příklad: Převeďte číslo 10 z desítkové soustavy do dvojkové. Požadované desítkové číslo postupně dělíme dvěma, zapíšeme zbytek a každý výsledek opět dělíme dvěma, až dostaneme nulový podíl. První číslicí ve dvojkové soustavě bude zbytek získaný posledním dělením. výsledek po dělení 2 zbytek 10 : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = 0 1 (10) 10 = (1010) 2

89 Převody mezi číselnými soustavami Příklad: Převeďte dvojkové číslo do desítkové soustavy. Dvojkové číslo můžeme zapsat jako 1             1 = 46 (101110) 2 = (46) 10

90 výsledek po dělení 2 zbytek 586 : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = 0 1 Převod celého čísla (před desetinnou čárkou) (586) 10 = ( ) 2

91 0248 x Převod desetinného čísla (za desetinnou čárkou) (0.248) 10 = ( ) 2

92 ( ) 10 = ( ) = =

93 Realizace převodu záporných čísel Př. (58.625) 10 = ( ) 2PŘ =... 2INV =... 2DOP ( ) 2TRN (–58.625) 10 =( ) 2PŘ ( ) 2INV ( ) 2DOP ( ) 2TRN Informaci o znaménku nese nejvyšší bit – bit znaménka

94 Nejčastěji se užívá kód doplňkový – lze sečítat libovolná kladná nebo záporná čísla, případný přenos ze znaménkového bitu se zanedbává. Př. máme 8-bitové zobrazení (n = 4, m = 4) a) nedošlo k žádnému přenosu, výsledek je správný

95 b) – – nedošlo k žádnému přenosu, výsledek je správný c) – došlo k oběma přenosům, výsledek je správný

96 d) – – – došlo k oběma přenosům, výsledek je správný e) došlo pouze k jednomu přenosu, výsledek je chybný

97 10011 x

98 Logický součin & & & & 1 1 1

99 Aritmetický součet S A CI B CO

100 & & & & & SUM SBO ACC Nulování akumulátoru ACC 1

101 & & & & & SUM SBO ACC Zápis do akumulátoru ACC 2

102 & & & & & SUM SBO ACC Posuv ACC vpravo Posuv násobitele vpravo 3

103 & & & & & SUM SBO ACC Zápis do ACC 4

104 & & & & & SUM SBO ACC Posuv ACC vpravo Posuv násobitele vpravo

105 & & & & & SUM SBO ACC Zápis do ACC 6

106 & & & & & SUM SBO ACC Posuv ACC vpravo Posuv násobitele vpravo

107 & & & & & SUM SBO ACC Zápis do ACC 8

108 & & & & & SUM SBO ACC Posuv ACC vpravo Posuv násobitele vpravo 9

109 & & & & & SUM SBO ACC Zápis do ACC 10

110 & & & & & SUM SBO ACC Posuv ACC vpravo Posuv násobitele vpravo 11

111 & & & & & SUM SBO ACC Zápis do ACC x

112 Dělení

113

114 Příklad

115 Zobrazení v pohyblivé řádové čárce číslo = (mantisa) * 2 exponent

116 Příklad Slovo má 1+32 bitů. Zobrazte reálné číslo: –145,625 v přímém kódu znaménko čísla ve znaménkovém bitu mantisa v horních 24 bitech exponent v nejnižších 8 bitech, nejvyšší z nich obsahuje znaménko exponentu

117 1) převedeme do dvojkové soustavy (145,625) 10 = ( ,101) 2 2) posuneme řádovou čárku před nejvyšší bit a vynásobíme příslušnou mocninou základu 2 x = 0, * 2 8 3) připojíme znaménko -145,625 = 1,


Stáhnout ppt "ÚVOD DO SVĚTA POČÍTAČŮ"

Podobné prezentace


Reklamy Google