Ca1-1 Les 1: Inleiding Computer Science is a science of abstraction -creating the right model for a problem and devising the appropriate mechanizable techniques.

Presentatie over: "Ca1-1 Les 1: Inleiding Computer Science is a science of abstraction -creating the right model for a problem and devising the appropriate mechanizable techniques."— Transcript van de presentatie:

1 ca1-1 Les 1: Inleiding Computer Science is a science of abstraction -creating the right model for a problem and devising the appropriate mechanizable techniques to solve it. - A. Aho and J. Ullman

2 ca1-2 Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model –Logisch zicht –Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. organisatie Hardwarecomponenten

3 ca1-3 Een beetje geschiedenis Computer = rekenaar Materiële ondersteuning van rekenen is zeer oud Essentieel bij deze ondersteuning: algoritme een recept om via een opeenvolging van kleine transformaties een resultaat te berekenen

4 ca1-4 Algoritme Toestand Transformaties controle

5 ca1-5 Uitvoering van een algoritme 1181 + 237 + 8 + 1 1 + 4 1 controle transformaties toestand

6 ca1-6 Automatiseringsgeschiedenis Automatisering van de toestand: extern toestandsgeheugen –Vingers, keitjes, knoopjes –Telraam (13e eeuw; China) –geschreven symbolen Wolfsbeenderen 5000 v.C. Steentijdperk

7 ca1-7 Automatiseringsgeschiedenis Automatisering van de transformaties –Zeventiende eeuw –Rekenlat (1622) –Mechanische calculatoren 1642 sommen Blaise Pascal 1622 William Schickard 1673 producten Gotfried Leibniz

8 ca1-8 Automatiseringsgeschiedenis Automatisering van de controle –Jacquardweefgetouw met ponskaarten (begin 19e eeuw) –Babbage: eerste samenvoeging van toestand, transformatie en controle in één model. Speeltrommel beiaard 1659, Belfort Gent

9 ca1-9 The difference engine Charles Babbage (1791-1871) 1822- 6 decimalen Eenvoudige wiskundige bewerkingen http://www.youtube.com/watch?v=BlbQsKpq3Ak http://www.youtube.com/watch?v=0anIyVGeWOI

10 ca1-10 The analytical engine 1837- Ada Lovelace (1815-1852) Charles Babbage (1791-1871)

11 ca1-11 Automatiseringsgeschiedenis Echte doorbraak in de automatisering van de controle –Ontwikkelingen in de telefonie (begin 20e eeuw) –Konrad Zuse: eerste elektromechanisme computer: Z1 (1938-1943, 1989) –Mauchly & Eckert: eerste computer: ENIAC: Electronic Numerical Integrator And Computer (1946) –John von Neumann: eerste stored program computer: EDVAC (1949)

12 ca1-12 Z-1 (1938-1943,1989-) Mechanisch Konrad Zuse (1910-1995) 1 vermenigvuldiging = 5s

13 ca1-13 Z-3 (1941) met relais Deutsches Museum in München Vermenigvuldiging: 3s Eerste volwaardige elektromechanische computer Plankalkül (1945) Rekende binair

14 ca1-14 Harvard Mark I (1944) met relais IBM automatic sequence controlled calculator (ASCC) Howard Aiken (1900- 1973) "Only six electronic digital computers would be required to satisfy the computing needs of the entire United States." — Howard Aiken Optelling = 6s

15 ca1-15 Eerste bug: 9 september 1947 – Mark II

16 ca1-16 “I think there is a world market for maybe five computers” Thomas Watson (1874 - 1956) IBM Chairman 1943

17 ca1-17 ENIAC : Electronic Numerical Integrator And Computer (14 feb 1946) MauchlyEckert 14 vermenigvuldigingen per s 23 m 2, 30 ton, 17468 buizen, 200 kW

18 ca1-18 "Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons.“ — Popular Mechanics, 1949

19 ca1-19 Programmeren van de ENIAC

20 ca1-20 rekeneenheid programmagegevens computer geheugen Logisch zicht ENIAC Toestand Transformaties controle

21 ca1-21 Electronic Discrete Variable Automatic Computer John von Neumann (1903-1957) 300 vermenigvuldigingen per s 1949 EDVAC

22 ca1-22 rekeneenheid programmagegevens computer geheugen Logisch zicht EDVAC Toestand Transformaties controle Het ontstaan van software

23 ca1-23 Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model –Logisch zicht –Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. Organisatie Hardwarecomponenten

24 ca1-24 Von Neumann-machine Logisch zicht Geheugen R, S Controle klok instructies data O1 O2 ALU

25 ca1-25 Von Neumann-machine Fysiek zicht Invoer/Uitvoer Controle klok registers Geheugen CVE adres controle data ALU BUS cache

26 ca1-26 Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model –Logisch zicht –Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. organisatie Hardwarecomponenten

27 ca1-27 Abstractieniveaus Een computersysteem bestaat uit een hiërarchie van lagen Elke laag heeft een goed gedefinieerde interface naar de bovenliggende en onderliggende lagen Essentieel bij de ondersteuning van opwaartste compatibiliteit

28 ca1-28 Lagen Toepassingsprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Datapad + Controlepad RTL-niveau Poortnetwerken Transistors en verbindingen

29 ca1-29 Lagen Toepassingsprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Datapad + Controlepad RTL-niveau Poortnetwerken Transistors en verbindingen Door de programmeur Door codegeneratoren

30 ca1-30 Lagen Toepassingsprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Datapad + Controlepad RTL-niveau Poortnetwerken Transistors en verbindingen Door de compiler (= vertaler)

31 ca1-31 Lagen Toepassingsprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Datapad + Controlepad RTL-niveau Poortnetwerken Transistors en verbindingen Controle-eenheid

32 ca1-32 Lagen Toepassingsprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Datapad + Controlepad RTL-niveau Poortnetwerken Transistors en verbindingen Micro-architectuur

33 ca1-33 Lagen Toepassingsprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Datapad + Controlepad RTL-niveau Poortnetwerken Transistors en verbindingen VHDL-compiler (vhsic hardware description language)

34 ca1-34 Lagen Toepassingsprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Datapad + Controlepad RTL-niveau Poortnetwerken Transistors en verbindingen Chip-ontwerper Routing-software

35 ca1-35 Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model –Logisch zicht –Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. organisatie Hardwarecomponenten

36 ca1-36 Lagen Toepassingsprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Datapad + Controlepad RTL-niveau Poortnetwerken Transistors en verbindingen Archi- tectuur Organi- satie

37 ca1-37 Organisatie Architectuur vs. Organisatie Organisatie 1 Organisatie 2 Organisatie 3 Architectuur Hardware/software interface “zichtbaar” “onzichtbaar” Architectuur 1 Architectuur 2

38 ca1-38 Compatibiliteit Toepassingsprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Hardware 1 Hardware 2 Hardware 3 Binaire compatibiliteit

39 ca1-39 Compatibiliteit Toepassingsprogramma’s Machinetaal1 Hardware 1 Hardware 2 Hardware 3 Machinetaal2 Machinetaal3 Broncodecompatibiliteit Hoog-niveauprogrammeertalen

40 ca1-40 Platform Machinetaal Hardware Besturingssysteem Toepassingsprogramma’s

41 ca1-41 porteren Porteren Toepassingsprogramma’s OS 1 Machinetaal 1 Hardware 1 OS 2 Machinetaal 2 Hardware 2 Hoog-niveauprogrammeertalen Platform 1Platform 2

42 ca1-42 Emulatie Toepassingsprogramma’s Machinetaal 1 Hardware Machinetaal 2 Hoog-niveauprogrammeertalen Emulatie

43 ca1-43 Java Virtuele Machine Toepassingsprogramma Java bytecode (class-files) Hardware Machinetaal Java (java-files) Java virtuele machine (JVM) Interpreter (=vertolker) Java virtuele machine (JVM) Interpreter (=vertolker)

44 ca1-44 Java Virtuele Machine Toepassingsprogramma Java (java-files) Machinetaal1 Hardware 1 Hardware 2 Hardware 3 Machinetaal2 Machinetaal3 JVM 1 JVM 2 JVM 3 Bytecodecompatibel Java bytecode (class-files)

45 ca1-45 Voorbeelden interpreters Java virtuele machine.NET Visual Basic interpreter Web-browser Postscript interpreter Pdf-interpreter Perl interpreter Lisp, Prolog …

46 ca1-46 Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model –Logisch zicht –Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. organisatie Hardwarecomponenten

47 ca1-47 Moederbord

48 ca1-48 Processor

49 Socket ca1-49

50 ca1-50 Koeler

51 Warmtegeleiding ca1-51

52 ca1-52 Chipset Integreert verschillende functies: klokgenerator, busregelaar, timer, onderbrekingsregelaar, DMA-regelaar, klok, toetsenbordregelaar

53 Systeemarchitectuur ca1-53

54 ca1-54

55 ca1-55 Geheugenmodules

56 ca1-56 Geheugemodules op het moederbord

57 ca1-57 PCI -kaart (Peripheral Component Interconnect)

58 ca1-58 PCI-slots

59 ca1-59 PCI express

60 ca1-60 PCI-Express slots

61 ca1-61 Harde schijf

62 ca1-62 EIDE (Enhanced Integrated Device Electronics)

63 ca1-63 Harde schijf met EIDE connector

64 Harde schijf met SATA connector ca1-64

65 Videokaart ca1-65 NVIDIA GeForce 9800 GTX

66 ca1-66 Moederbord PCI-slots Chip-set Geheugen slots SATA IDE Processorslot

67 ca1-67 Pauze