1/1/ / faculty of computer science eindhoven university of technology 2ic20:computersystemen week 1:...
Post on 04-Jun-2015
216 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
2IC20: Computersystemen
Week 1: inleiding
2
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
Huishoudelijke mededelingenDocent: Michael Franssen
Vak ‘homepage’:
http://www.win.tue.nl/michaelf/2IC20/practicum handleidingprogrammatuur voor practicum laptop!powerpoint slides van collegeoude tentamens met uitwerkingen (pré-IDaSS)
3
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
Onderdelen van de cursusCollege: 2 uur/week dinsdag uur 3+4Practicum: 3 uur/week vanaf week 2 (9 sessies)
2 groepen do. uur 5-7 & vr. uur 2-4telkens in zaal MA144 (Matrixgebouw)
2 studenten per groepje, 1 laptop!Twee onderwerpen in practicum:
µProcessor simuleren Programmeren in assembler
Zelfstudie: gemiddeld 2 uur/week!
4
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
Doel van dit vak Bruikbare basiskennis computerarchitectuur Richten op raakvlak ‘hardware’ - ’software’:
Processor bezien vanuit software‘instructieset architectuur’ en ‘assembleertalen’
Processor bezien vanuit hardwarecomputer- en processor ‘architectuur’, geheugens,in- en uitvoer
Ondersteuning ‘hogere’ talen en besturingssystemenspeciale instructies en geheugen-’modellen’,programma-onderbrekingen en parallelle processen
5
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
En dan nog dit... Examen in deelexamens:
In tussenweek over weken 1-5, minimaal 5,0 halen! Eind wintertrimester over weken 6-10
(wederom minimaal 5,0 halen) plus herkansing over weken 1-5
punt is gemiddelde van niet afgerondde deelpunten Volledige herkansing medio lentetrimester Open boek tentamen
(Boek, slides; géén laptop/aantekeningen)
Oefenopgaven in boek van Tanenbaum Aan het eind van ieder hoofdstuk: maak ze!
6
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
De ‘computer’ is al heel oud...Mechanische rekenmachine (Pascal): 1642
Alleen + en – * en ÷ rond 1670
(von Leibniz)
Mechanische computer (Babbage): 1834Ponskaart in- en uitvoer, programma op
ponskaarten1000 getallen geheugen
7
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
De ‘Von Neumann-machine’: 1952Binair rekenen met 40 bit getallenProgramma en gegevens in één geheugen
Geheugen
Besturing
Aritmetische en logische eenheid
(ALU)Invoer
UitvoerAccumulator
Dit alles met vacuumbuizen!
Dit alles met vacuumbuizen!
8
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
De PDP-8: een 12 bits minicomputer Circa 1965: losse transistoren, ‘slechts’ $16000 Belangrijkste vernieuwing: de ‘bus’
CPU GeheugenConsole-terminal
Pons-band I/O
AndereI/O
De ‘Omnibus’
9
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
De eerste microprocessor: Intel 4004 15 november 1971
2300 transistors
4 bits processor,4096 byte programma,640 x 4 bit gegevens
60000 instructies/sec
Voor zakrekenmachine!
10
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
De toekomst: de ‘wet van Moore’ Voorspelling in 1965 door oprichter van Intel:
“aantal transistoren per chip verdubbeldiedere 18 maanden” (60% groei per jaar)
Aantal bits op geheugenchips,‘K’ = 1024, ‘M’ = 1048576
11
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
We vinden processoren overal...“Zingende wenskaart”: computer van 20 cent!“Embedded” in apparatuur: 1..5 euroSpelcomputer/PC:
50..500 euro
Intel Pentium-Pro:5,5 miljoen transistoren,600 miljoen instructies/sec.
Intel Pentium-Pro:5,5 miljoen transistoren,600 miljoen instructies/sec.
Weersvoorspelling: 5 miljoen euro monster
12
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
Lagen in een computerComputers en op te lossen problemen
complex
Deel ze op in gestapelde lagen of schillen: Iedere laag/schil gebruikt onderliggende lagen… voegt nieuwe functies toe… vormt een nieuwe (‘virtuele’) machine… kent eigen ‘machinetaal’ voor het beschrijven
van het op te lossen probleem
13
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
Echte computer M0met machinetaal T0
Niveau 0
Virtuele machine M1met machinetaal T1
Niveau 1
Virtuele machine M2met machinetaal T2
Niveau 2
Virtuele machine Mnmet machinetaal Tn
Niveau n
Programma’s in T0 worden direct door electronica uitgevoerd
Programma’s in T1 worden eerst vertaald in T0, of geïnterpreteerd door een programma op M0
Vertaling in Tx:geschikt maken voor (directe) uitvoering op Mx
Vertaling in Tx:geschikt maken voor (directe) uitvoering op Mx
Interpretatie op Mx:Tx programma op Mx ‘leest’ hoger niveau programma en voert het stap voor stap uit
Interpretatie op Mx:Tx programma op Mx ‘leest’ hoger niveau programma en voert het stap voor stap uit
14
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
MicroarchitectuurNiveau 1
Hardware
InstructiesetarchitectuurNiveau 2
Interpretatie (‘microprogramma’)of directe uitvoering
BesturingssysteemmachineNiveau 3
Gedeeltelijke interpretatie
AssembleertaalNiveau 4
Vertaling (assembler)
Probleemgerichte taalNiveau 5
Vertaling (compiler)
Digitale logicaNiveau 0
Hieronder: elektronische componenten!
Niveaugrenzenverschuiven
steeds!
15
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
De lagen 0..2:Digitale logica: schakeltechniek!Microarchitectuur: ‘datapad’ binnen processor
‘registers’, ‘rekenorganen’ en ‘bussen’per ‘klok’ uitgevoerde bewerkingeneventueel ‘besturing’ om complexe bewerkingen
op te delen over meerdere klokken (‘microprogramma’)
Instructiesetarchitectuur: zo gebruik je ‘mbeschikbare instructies (basisbewerkingen)geheugens en invoer/uitvoer
16
1/
/ faculty of Computer Science
eindhoven university of technology
De lagen 3..5:De besturingssysteemmachine: VIRTUEEL
Voegt algemeen bruikbare complexe functies toe Is al vertaald uit assembleer- en/of hogere taal
Assembleertaal: een-op-een met instructiesSymbolische namen in plaats van getallen!
Hogere talen: concepten i.p.v. instructiesStandaard talen: BASIC, C, Java, LISP, FortranApplicatietalen: databases, symbolische wiskunde
top related