PB002 Základy informačních technologií

PB002 – Základy informačních technologií Počítačové systémy

21. září 2015

PB002 – Základy informačních technologií

Základní informace

1 2 3 4 5 6

Přednášky nejsou povinné Poku účast klesne pod pět studentů, přednáška se nekoná Slidy z přednášky budou vystaveny Zkouška bude pouze písemná Terminy budou známy do konce října Studijní literatura je uvedena u sylabu


Cíle předmětu

1 2 3 4 5 6 7 8

Základy počítačových a komunikačních systémů Procesory a zobrazení dat v počítači Operační systémy Organizace paměti Periferie, API Sítě, Internet Multimedia, videokonference, sociální sítě Bezpečnost


Základy počítačových a komunikačních systémů

1 2 3

Babbageův počítací stroj Turingův stroj Von Neumanovo schema


Babbageův počítací stroj

1 2 3 4 5 6 7 8

první zmínka 1822 Prvenství myšlenky programovatelného počítacího stroje instrukce oddělená datová a programová paměť oddělená vstup/výstupní jednotka řídící jednotka schopna provádět podmíněné skoky Augusta Ada King, hraběnka z Lovelace – podpora a popis 1991 sestrojen a prokázána funkčnost


Babbageův počítací stroj – obrázek


Turingův stroj

1 2

3 4

teoretický model výpočetního stroje problém zastavení Turingova stroje – problém rozhodnutelnosti Turingův test zaveden v roce 1936


Turingův stroj


Turingův stroj – obrázek


Von Neumanovo schéma

1 2 3 4

40. léta 20. století nová koncepce základní funkční části dvojková soustava


Von Neumanovo schéma – obrázek


Technické prostředky - procesor

1 2 3 4 5

stroj, který vykonává instrukce instrukční cyklus: výběr a provedení instrukce jednotkou vnitřní hodiny: takt procesoru základní jednotka sekvenční (ALU) může obsahovat více jednotek - vnitřní paralelismus


Technické prostředky - Typy procesorů

1

Univerzální 1 2

2

CISC: Complex Instruction Set Computer RISC: Reduced Instruction Set Computer

Specializované procesory 1 2 3

Vektorové Embedded ...


Technické prostředky - paměť (vnitřní)

1 2

Uchovávání dat Přímá adresace (sloupec x řádek) 1

3

4 5 6

rozsah adres: 16,32,64 bitů

Cyklus paměti: doba nezbytná pro vystavení nebo zápis dat Vzpamatování se po provedené operaci, prokládání pamětí statická x dynamická paměť Hierarchie pamětí 1 2 3

Rychlá - pomala Drahá - levná Ekonomický imperativ v IT


Technické prostředky - periferie

1

Zajišťují vstup/výstup informací: 1 2 3

komunikace s uživatelem komunikace s jinými systémy permanentní ukládání dat


Permanentní ukládání dat

1 2

Paměti (ROM, PROM, EPROM, NVRAM) Disky 1 2 3 4

3 4

Magnetické SSD Magnetooptické Optické

Pásky Sítě


Komunikace

1

Počítačové sítě 1

Drátové 1 2

2

Bezdrátové 1 2 3

3

Elektrické Optické Radiové Optické Akustické

Mechanické


Speciální periferie

1

Virtuální realita 1 2 3

2

Brýle a helmy pro prostorové vidění 3D projekce a prostorový zvuk Detekce pohybu a polohy

Wearable Computers


Co je to počítač?

1

Standardní pohled: 1 2 3

2

Procesor(y) Paměť Periferie

Jiné možné pohledy 1 2 3

Buněčné automaty Neuronové počítače ...


Paralení systémy

1 2 3 4

Úzce propojené (tightly coupled) Volně propojené (loosely coupled) Distribuované Gridy


Úzce propojené systémy

1 2 3 4 5

Společná paměť Minimální vliv vzdálenosti procesorů Speciální propojení procesorů a paměti Vhodné pro úlohy s jemným paralelismem Výpočetní model: sdílená paměť


Volně propojené systémy

1 2 3 4 5

6

Převážně distribuovaná paměť Vzdálenost procesor; hraje roli Speciální propojení procesorů Výrazně vyšší latence v meziprocesorové komunikaci Operace remote put a remote get pro přístup do paměti vzdáleného procesoru Výpočetní model: zasílání zpráv


Distribuované systémy

1 2 3 4 5 6

Rozšíření předchozího modelu Vždy distribuovaná paměť Vzdálenost procesorů hraje významnou roli Propojení procesorů často formou běžné LAN sítě Vysoká latence v meziprocesorové komunikaci Výpočetní model: zasílání zpráv


Gridy

1 2 3 4 5

Geograficky rozsáhlý distribuovaný sytém Propojeny samostatné počítače Propojení počítačů WAN sítí Extrémně vysoká latence v meziprocesorové komunikaci jediný možný výpočetní model: zasílání zpráv


Gridová infrastruktura MetaCentra


PB002 Základy informačních technologií

Recommend Documents