Az Informatika Elméleti Alapjai dr. Kutor László
Információ-feldolgozó paradigmák A számolás korai segédeszközei http://mobil.nik.bmf.hu/tantargyak/iea.html Felhasználónév: iea 2008. ősz
BMF NIK
Jelszó: IEA07 dr. Kutor László
IEA2/1
Az informatika értelmezése (2007 BMF NIK)
Az elektronikus információ-feldolgozás tudománya
Az információ feldolgozó rendszerek elméletével és gyakorlatával foglalkozó tudomány tervezés, megvalósítás, üzemeltetés
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/2
Információ feldolgozó paradigmák Analóg - Digitális Mechanikus - Elektronikus - Optikai – Biológiai
Főbb jellemzők: Az adatábrázolás módja A feladat megoldásának módja Pontosság Megvalósítás A számítás menete A programozás módja 2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/3
Az analóg technika jellemzői Az adatábrázolás módja: Fizikai mennyiségeket fizikai mennyiségeknek feleltet meg A feladat megoldásának módja: Modell elvre épül Modell elv: Pontosság: Korlátozott: 0.01-0.001% Megvalósítás: (műveleti) Erősítőkből építkezik A számítás menete: Párhuzamos A programozás módja: Huzalozás (tanítás) 2008. ősz
BMF NIK
Egy fizikai rendszert egy olyan másik fizikai rendszerrel (Analogonnal) utánozunk, amely ugyanazzal a matematikai összefüggéssel írható le mint az eredeti rendszer.
dr. Kutor László
IEA2/4
Fizikai rendszerek megfeleltetése i c
c y
m
L
r
R
d2 y m*
+r* dt2
d2 i
dy L*
+ cy = 0
2008. ősz
BMF NIK
+ R* dt2
dt
di + ci = 0 dt
dr. Kutor László
IEA2/5
Az analóg számítógép programozása Építő elemek: • Ellenállás • Összegző • Szorzó • Integráló • Differenciáló • Függvény generátor
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/6
Analóg számoló berendezés
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/7
A digitális technika jellemzői „ digit = ujj” Az adatábrázolás módja: Fizikai mennyiségeket (bináris) számokkal helyettesíti A feladat megoldásának módja: Algoritmus alapján dolgozik Pontosság: Az ábrázolt szóhossztól függ Megvalósítás: Logikai áramkörökből épül fel A számítás menete: Soros ??? A programozás módja: Utasításokból építkező algoritmus Digitalis purpurea 2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/8
A digitális technika előnyös tulajdonságai Könnyebb digitális rendszert tervezni mint analógot A környezeti zajra kevésbé érzékeny Az adatok másolásakor nem változik a minőség
A pontosság könnyen növelhető Könnyű információ tárolási lehetőség Könnyű programozhatóság Algoritmikusan lehet, (lépésről-lépésre) megoldani a problémákat
Jelenleg a digitális technológiával nagyobb alkatrész sűrűség érhető el
2008. ősz
BMF NIK
IEA2/9
dr. Kutor László
Számoló eszközök fejlődése
•Számolás az ujjakon •Abakuszok •Mechanikus számológépek •Elektronikus számológépek
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
Számítógépek
IEA2/10
Számolás az ujjakon 1. (Európa)
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/11
Számolás az ujjakon 2. (Kína- India)
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/12
Számolás az ujjakon 3. (Kina, 2005.)
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/13
Abakusz Ősi abakuszok
~ i.u. 1. sz. http::/www.soroban.hu
i.e.IV.sz.-ig
2008. ősz
i.e. IV.-i.u. 1.sz-tól.
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/14
Abakusz 2. Európai „golyós”abakusz
2008. ősz
BMF NIK
Szláv abakusz „szcsoti”
dr. Kutor László
IEA2/15
dr. Kutor László
IEA2/16
Abakusz 3. Kinai abakusz „szuan-pan”
Japán abakusz „soroban”
2008. ősz
BMF NIK
Gerbert of Aurillac abakusza
2008. ősz
BMF NIK
„II. Sylvester”
dr. Kutor László
IEA2/17
Számolás számolópénzekkel
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/18
Abakusz 4. („számolás számolópenzekkel”) „1293” 10000 (5000) 1000 * (500) 100 (50) 10 (5) 1
2008. ősz
Logarléc
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/19
John Napier (1550-1617) Logaritmus Edmund Gunter (-1626) számoló léc William Oughtred (1574-1660) Richard Delamain
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/20
Logarlécek 1
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/21
Különleges logarlécek „Terta” logartárcsa
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/22
Mechanikus számológépek Első fogaskerekes összeadó gép Blaise Pascal (1623 – 1662)
Első szorzógép Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716)
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/23
Első sorozatban gyártott számológép: „Thomas Arithmometer” M. Chharles Xavier Thomas de Colmar
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/24
Nagysorozatban gyártott számológépek W.T. Odhner (svéd) F.S.Baldvin (USA) Brunsviga Co. (1885-1912) 20 000 db.
2008. ősz
BMF NIK
IEA2/25
dr. Kutor László
Az elektronikus aktív elemek mérföldkövei Elektroncső Tranzisztor Integrált áramkör Mikroprocesszor
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
(~1900) ( 1948) ( 1958) ( 1971)
IEA2/26
Az elektronika mérföldkövei 1. Elektroncső: Thomas A. Edison: (1883) Philip Lenard (1903) A. R. Wehnelt (1904)
2008. ősz
Izzó katód Rács Oxidkatód
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/27
Az elektronika mérföldkövei 2. Tranzisztor Π1A
John Bardeen, Walter Brattain, William Schockley 1948 Bell laboratórium
2008. ősz
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/28
Az elektronika mérföldkövei 3. Integrált áramkör Első germánium integrált áramkör Jack St.Clair Kilby 1958 (TI)
2008. ősz
BMF NIK
Első szilicium integrált áramkör Robert Noice 1959 (Fairchild)
dr. Kutor László
IEA2/29
Az elektronika mérföldkövei 4. Mikroprocesszor
Ted Hoff 1971 (Intel Federico Faggin
Intel 4004 2 250 tr 2008. ősz
Motorola 68030, 330 000 tr.
BMF NIK
dr. Kutor László
IEA2/30
