Embed Size (px)
Citation preview
F1Introduktion och teknikhistoria
EDAA05 Datorer i system
Roger HenrikssonJonas Wisbrant
Datorer i system
Datorer i system
“I kursen Datorer i system får du en introduktion till de frågeställningar och problemområden som omfattas av D-programmet och ämnet datavetenskap och underlättar att förstå sammanhangen mellan kurserna. Kursen introducerar också flera av de arbetssätt som används inom programmet.”
En nyutvecklad kurs för höstterminen 2009/2010.
2
Datorer i system
3
Roger [email protected]:4133B
Jonas [email protected]:2193
Datorer i system
Kursöversikt, HT1
Grunderna för digital teknik – datarepresentation, logik, digitala grindar
• Föreläsningar• Övningar• Datorlaborationer• Tentamen!
4
Datorer i system
Kursöversikt, HT2
D-programmets utformning och innehåll, rapportskrivning.
• Temaföreläsningar• Inspirationsföreläsningar• Skriftlig rapport med muntlig presentation
5
Datorer i system
Den traditionella ingenjören
IngenjörAv ital. "encingnerius”, ungefär krigsbyggmästare.
CivilingenjörUrsprungligen en civil “byggmästare”, ungefär dagens “väg-och-vatten-ingenjör”.Jmf engelskans “civil engineer”.
The Falkirk Wheel, Skottland, förbinder Union Canalmed Forth-Clyde Canal. Höjdskillnad 35 meter.http://www.thefalkirkwheel.co.uk
6
Datorer i system
Ingenjören och industrialiseringen
Med industrialiseringen kom behovet av mekaniska, och så småningom elektriska, konstruktioner.Civilingenjören får nya roller.
Ökande behov av beräkningar.
Jacquardvävstol, uppfunnen 1805. Vävstolen kan genomatt den styrs med hålkort skapa komplicerade vävmönsterpå helt maskinellt vis.
7
Datorer i system
Tidiga beräkningshjälpmedel
8
Abacus (2000-3000 f.Kr.)
Blaise Pascals räknemaskin (1642)
Räknesticka (William Oughtred, 1622)
Mekanisk räknemaskin (Facit, 1954)
Datorer i system
Tidiga datorer
9
Den analytiska maskinenCharles Babbage, 1837Aldrig färdigställd.Ada Byron – världens förstaprogrammerare.
Zuse Z3Konrad Zuse, 19412000 reläerKlockfrekvens: 5-10 Hz
Datorer i system
Elektronröret
ENIAC, 1946(Electronic Numerical Integrator And Calculator)18000 elektronrör
10
Datorer i system
Datorn i Sverige
Matematikmaskinnämnden (1948-1963)Myntade ordet “dator”.
• BARK 1950, Binär Automatisk ReläKalkylator• BESK 1953, Binär Elektronisk SekvensKalkylator
Världens snabbaste dator – i några veckor...• SMIL 1956, SifferMaskinen I Lund
11
Datorer i system
Transistorn
John BardeenWalter H. BrattainWilliam B. ShockleyBell Laboratories, 1947Nobelpris i fysik 1956
Grunden för miniatyrisering och pålitlighet.Ersatte efter hand de opraktiska elektronrören.
12
Datorer i system
Den integrerade kretsen
Jack S KilbyTexas Instruments, 1958Nobelpris i fysik 2000
13
Intel 4004Intel, 1971Första en-chipsmikroprocessorn
Datorer i system
Moore’s lag
“Antalet transistorer på ett chip kommer att fördubblas ungefär vartannat år.”Gordon Moore, Intel 1965
1971 – Intel 4004, 2300 transistorer1978 – Intel 8088, 29000 transistorer1989 – Intel 486, 1.200.000 transistorer2000 – Intel Pentium 4, 42.000.000 transistorer2005 – Intel Pentium D, 291.000.000 transistorer
Hastighet och minnesutrymme följer efter.14
Datorer i system
Transistorn och datorn
15
PDP-8, 1965Digital Equipment Corporation“minidator”
IBM PC, 1981
Datorer i system
“En dators födelse”
“The Soul of a New Machine”Tracy KidderLiber förlag, 1982
Vinnare av Pulitzerpriset 1982.
16
Datorer i system
Moore´s lag och framtiden
"It can't continue forever. The nature of exponentials is that you push them out and eventually disaster happens."Gordon Moore, 2005
Vi närmar oss de fysiska gränserna för miniatyriseringen.Räkneexempel:Senaste linjebredden: 32 nm (3,2x10-8 m)Kiselatomens diameter: 0,42 nm (4,2x10-10 m)
32 / 0,42 ! 76Dvs dagens minsta detaljer på ett chip är bara 76 kiselatomer breda!
17
Datorer i system
På andra sida gränsen
Multiprocessorchip (multi core) –flera processorkärnor på ett chip.
Förutsätter att programmen kanparallelliseras
18
Datorer i system
Datorn som komponent
De flesta datorer ser inte ut som datorer.Delkomponent i teknisk utrustning av olika slag.
19
Datorer i system
Datorisering av teknisk utrustning
Produkter blir alltmer tekniskt komplexa...
...och mera datoriserade. En pågående process!
20
Datorer i system
(Morgon)dagens D-ingenjörer
21
Datorer i system
(Morgon)dagens ingenjörer
En stor andel av de produkter som tas fram inom svensk industri innehåller, eller kommer att innehålla, datorer i någon form.
D-ingenjören måste därför, förutom behärska själva datorn i sig, ha en bred kunskap om sådant som finns runt omkring datorn. Matematik, fysik, elektronik, reglerteknik...
Det är detta som särskiljer D-ingenjören från andra IT-utbildade.
22
