V1CP1(c) - voti.nl

V1CP1
Inleiding Computersystemen
Adrie van Doesburg
Daniël Telgen
Eric Gerlofsma
Leo van Moergestel
Wouter van Ooijen
1
V1CP1 Credits


V1CP1 = 5SP (5 x 28 = 140 sbu)
Inleiding Programmeren
50%



Inleiding Computersystemen



2
Theorie
- theorietoets
Practicum - moet voldoende zijn
50%
Theorie
- theorietoets
Practicum - moet voldoende zijn
Beide onderdelen moeten voldoende zijn om
studiepunten voor V1CP1 te verkrijgen
Cursusinformatie

Site:
https://www.sharepoint.hu.nl/cursussen/fnt/TICT-V1CP1-09
3

Boek:

Computersystemen en embedded systemen
L.J.M. van Moergestel
Academic Service
ISBN 978-90-395-2528-9
Dictaat voor BI
V1CP1 lesprogramma
Week 1: Inleiding, Computersystemen
Week 2: Talstelsels
Week 3: Codesystemen
Week 4: Digitale techniek
Week 5: Computerarchitectuur
Week 6: CPU, proeftentamen
4
V1CP1 Lesplan
V1CP1
Lesweek
Lesplan
Lesplan
A2 (37)
Werk- Onderwerp
vorm
HC
Inleiding,
Computersystemen
WC
Computersystemen
PR
IT Infrastructuur HU
HC
Talstelsels
A3 (38)
WC
PR
HC
Talstelsels (voorbeelden)
Talstelsels
Codesystemen
A4 (39)
WC
PR
HC
Codesystemen
Codesystemen
Digitale techniek
A5 (40)
WC
PR
HC
A6 (41)
WC
PR
HC
Digitale techniek
Digital Works
Computer architectuur
Video: Een chip ontstaat
Computer architectuur
A1 (36)
WC
PR
5
CPU
Demo werking CPU
Proeftentamen
Theorie
Praktijk
Bron
Bron
Opdrachten
v.Moergestel
Opdr. 2.1 t/m 2.7
v.Moergestel
Hfdst. 1 en 2
v.Moergestel
3.1 , 3.2
v.Moergestel
Practicum 1
3.1 t/m 3.4
v.Moergestel
3.3 t/m 3.5
v.Moergestel
Practicum 2
3.5 t/m 3.7
v.Moergestel
4.1
v.Moergestel
Practicum 3
4.1 t/m 4.4
v.Moergestel
Siemens
7 t/m 7.3.2 *
v.Moergestel
Practicum 4
7.1, 7.2, 7.6, 7.7
Proeftentamen
Practicum 5
v.Moergestel
SevenInOne
7.4 t/m 7.4.3 *
ZEP Simulator
Practicum 6
Vraag:

Wie heeft er geen computer?
En er komen ….. vingers in de lucht!
6
Wat is een computer ?
A computer is a machine
that manipulates data
according to a set of instructions.
7
Astronomische klok (Praag)
8
Bron: Wikipedia
Mechanische computer (Pascal)
Een mechanische rekenmachine (Pascaline) door Blaise Pascal (1652)
9
Bron: Wikipedia
Mechanische computers ?
The Jacquard loom
10
Draaiorgel “De Turk” speelt marsmuziek
Bron: Wikipedia
Konrad Zuse's First Computer
The Z1 (1936, relais)
11
Bron: www.epemag.com/zuse
Electronic Numerical Integrator
And Computer (ENIAC) (1946)
ENIAC was the first general-purpose electronic computer
12
Bron: Wikipedia
Roadrunner (IBM 2009)
Cray XT5 “Jaguar”
1.75 Petaflops
Yesterdays fastest computer
(1.71 petaflops)
13
Bron: Wikipedia
14
Transistor
William Shockley
Bell Telephone Laboratories
~1950
uit
in
Bipolar junction transistor
15
C-MOS FET
p
in
uit
n
Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
16
Integrated circuit
Jack Kilby (JK-Flip/Flop) (TI 1959)
The Chip that Jack Built Changed the World
17
Bron: www.ti.com/corp/docs/kilbyctr/jackbuilt.shtml
Microprocessor
(Intel 1971)
Ted Hoff
• Intel: 4004 Processor
• 2300 Transistoren
• 10 um technologie
• 0,108 MHz
18
Bron: /www.intel.com/museum/archives/4004.htm
Itanium 2 (Intel 2001)




19
Itanium 2
25,4 M transistoren
180 nm technologie
733 MHz
Bron: www.intel.com
Core 2 Duo (Intel 2006)




20
Core 2 Duo
291M transistoren
65 nm technologie
1-3,3 GHz
Bron: www.intel.com
Toepassing computersystemen
Generieke systemen
Informatie verwerking
• Kantoor automatisering
• Wetenschap
• Thuis
Gebruik van
computersystemen
• ……
Elektronische bouwsteen
• industriële automatisering
• data communicatie
Specifieke systemen
(vaak real time)
21
• apparaten
• …..
Personal Computer (PC)
‘KillerApp’: VisiCalc (1979)
Apple II (1977)
22
Bron: Wikipedia
IBM PC (1981)
23
Bron: Wikipedia
Waaruit bestaat een computer?
24
Bron: Wikipedia
Blokdiagram MP3-speler ?
25
Analoog en digitaal
010100
26
Analoog en digitaal (2)
27
Gegevensstroom door een
computer
28
Dataopslag van geluidsgegevens
29
Weergave digitaal geluid
30
Realtime bewerking van geluid
31
Deadlines
32
Embedded System
Het toepassen van ingebedde intelligentie in elektronische of
elektronisch bestuurde systemen.
Een systeem
Een systeem is een complex van heterogene (verschillende soort)
elementen die samen een organisch geheel vormen.
33
Waarom embedded systemen?




34
Er is een verschuiving van analoge naar
digitale signalen waarneembaar
spraak => audio => plaatjes => video
Digitaal bewerken:
mathematische bewerkingen op signalen
Voordeel van digitaal: comprimeerbaar,
betrouwbaar, lage vermogensopname
Nadeel: er is vaak veel rekenkracht nodig
Voorbeeld embedded systeem
CD…. DVD -speler
Heterogeen.
Slim (intelligent).
35
Embedded computer systems
36
Deeply embedded
37
Systeemkoppelingen faciliteren
Informatiemaatschappij
Internet
38
Bron: Wikipedia
Processors
Processor is de kern van een computersysteem
Aandachtspunten
 Generieke versus specifieke processors
 Verwerkingssnelheid
 Energieverbruik/warmteontwikkeling
 Prijs
39
Hardware versus Software


Hardware is generiek
Software modelleert het systeem



Talen:



Procedure gericht (C, Pascal)
Object gericht (Java, C++, C#)
Vertalen:


40
Dynamisch (laadbaar)
Statisch (in firmware)
Compileren, assembleren
Interpreteren
Opdrachten


41
Bestudeer hfdst.1 en 2
Maak opgaven 2.1 t/m 2.7
Links




42
Personal Computer (Wikipedia)
History of Computer Hardware (Wikipedia)
IBM Supercomputer “Roadrunner” (Wikipedia)
VisiCalc (Wikipedia)