Evolutia si performanta calculatoarelor

ENIAC (Electronical Numerical Integrator and

Computer) şi

EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer)

construite la Universitatea din Pennsylvania.

◦ volum foarte mare, consum foarte mare, viteză şi capacitate de

memorie mici. Ele au fost construite cu relee electromecanice

şi apoi cu tuburi electronice. Întrucât hardware-ul era complex,

cu volum mare şi scump, unitatea aritmetică era serială.

ASC 2

Electronic Numerical Integrator And Computer

Eckert si Mauchly

Universitatea din Pennsylvania

Inceput 1943

Terminat 1946

Folosit pana in 1955

ASC 3

Zecimal (nu binar)

20 acumulatori de 10 digits

Programabil manual cu chei

18,000 vacuum tubes

30 tone

140 kW consum de putere

5,000 adunari pe secunda

ASC 4

Concept de memorare a programelor

Programele si datele sunt memorate in memoria principala

ALU opereaza asupra datelor binare

Unitatea de control interpreteza instructiunile din memorie si

le executa

Echipamentele de I/E sunt operate de unitatea de control

Princeton Institute for Advanced Studies

◦ IAS

Terminat in1952

ASC 5

ASC 6

Main

Memory

Arithmetic and Logic Unit

Program Control Unit

Input

Output

Equipment

1000 x 40 bit words ◦ Numere binare

◦ Instructii pe 2 x 20

Set de registre (memorie CPU) ◦ Registru buffer pentru memorie

◦ Registru buffer pentru adrese

◦ Registru instructie

◦ Registru buffer Instructie

◦ Numarator Program

◦ Acumulator

◦ Registru Inmultitor

ASC 7

ASC 8

Main

Memory

Arithmetic and Logic Unit

Program Control Unit

Input

Output

Equipment

MBR

Arithmetic & Logic Circuits

MQ Accumulator

MAR

Control

Circuits

IBR

IR

PC

Address

Instructions

& Data

Central Processing Unit

1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation

UNIVAC I (Universal Automatic Computer)

US Bureau of Census 1950 calculations

A devenit parte din Corporatia Sperry-Rand

Mai tarziu 1950s - UNIVAC II

◦ Mai rapid

◦ Mai multa memorie

ASC 9

Echipament de procesare cu cartele perforate

1953 – modelul 701

◦ Primul computer IBM cu programe memorate

◦ Calcule stiintifice

1955 – modelul 702

◦ Aplicatii Business

Seriile 700/7000

ASC 10

Au inlocuit tuburile cu vacuum

Mai mici

Mai ieftine

Cu mai mica disipare de caldura

Dispozitive “Solid State”

Facute din Silicon (Sand)

Inventate in1947 la Bell Labs

William Shockley et al.

ASC 11

primă realizare: TRADIC (TRAnsistorized Digital Computer) - laboratoarele Bell 1954.

◦ utilizeaza tranzistoarele şi a diodele. Au fost construite circuite logice cu aceste componente.

◦ Dimensiunile şi consumul calculatoarelor scăzut.

În această perioadă au apărut plăcile imprimate şi memoria magnetică.

Programare: s-au dezvoltat rapid limbajele de asamblare şi limbajele de nivel înalt:

FORTRAN (FORmula TRANslation) în 1956, ALGOL (ALGOrithmic Language) în 1960

şi COBOL (Common Business Oriented Language) în 1959.

Apar primele inovaţii arhitecturale care au condus mai târziu la dezvoltarea procesării

paralele.

◦ sistemul LARC, apărut în 1959, era un prim sistem multiprocesor conţinând un procesor orientat

pe operaţii de intrare/ieşire şi care lucra independent de unitatea centrală. Este un prim exemplu de

suprapunere între operaţiile unităţii centrale şi cele de intrare/ieşire.

ASC 12

Masini de generatia a doua

NCR & RCA au produs mici masini cu tranzistoare

IBM 7000

DEC - 1957

◦ A produs PDP-1

ASC 13

= “electronice mici”

Un computer este realizat cu porti, celule de memorie si interconectari

Acestea pot fi realizate pe un semiconductor

e.g. Pastila de siliciu

ASC 14

Salt calitativ şi de răspândire puternică a sistemelor de calcul.

S-au folosit circuite integrate pe scară mică (SSI) şi medie (MSI)

◦ scăderea accentuată a volumului şi consumului

◦ creşterea puternică a vitezei de lucru.

◦ s-au utilizat plăci imprimate pe mai multe straturi.

◦ Periferia s-a dezvoltat mult, diversificându-se şi oferind memorii de capacitate din ce în ce mai mare.

s-au dezvoltat rapid limbaje de nivel înalt şi sistemele de operare.

În această perioadă au fost construite câteva calculatoare din clasa supercomputerelor care au implementat concepte ale procesării paralele: IBM 360/91, ILLIACIV, TI-ASC, STAR-100 şi Cmmp, un sistem multiprocesor performant.

ASC 15

1964

Inlocuiesc (si nu sunt compatibile cu) seriile 7000

Prima “familie” planificata de computere

◦ Seturi de instructiuni similare sau identice

◦ O/S similare sau identice

◦ Viteza marita

◦ Numarul porturilor de I/E mai mare (i.e. Mai multe terminale)

◦ Dimensiunea memoriei mai mare

◦ Cost mai mare

Structura cu comutatoare multiplexate

ASC 16

1964

Primul minicomputer

Nu necesita camera de aer conditionat

Incapea intr-un laborator

$16,000

Aplicatii Embedded & OEM

Structura orientata pe magistrala

ASC 17

ASC 18

OMNIBUS

Console

Controller CPU Main Memory I/O

Module I/O

Module

1970

Fairchild

Dimensiunea unui singur miez de ferita

◦ i.e. 1 bit de memorie pe un miez de ferita

Duce pana la 256 bits

Citiri nedistructive

Mult mai rapida decat memoria pe ferita

In fiecare an capacitatea este aproximativ dublata

ASC 19

1971 - 4004

◦ Primul microprocesor

◦ Toate componenetle CPU pe un singur cip

◦ 4 bit

Urmat in 1972 de 8008

◦ 8 bit

◦ Ambele proiectate pentru aplicatii specifice

1974 - 8080

◦ Prima generatie de microprocesoare Intel

ASC 20

Viteză mare de lucru, capacitate mare de memorie, miniaturizare (scăderea semnificativă a volumului, consumului şi a preţului).

Utilizeaza LSI, VLSI si microprocesoare

Spirala preţurilor din ce în ce mai scăzute face echipamentele de calcul din ce în ce mai accesibile, cererea creşte, ducând la venituri mai ridicate pentru fabricanţi, care investesc mai mult în cercetare/dezvoltare şi linii tehnologice, obţinând densităţi mai mari, permiţând integrarea mai multor circuite, şi costuri şi mai joase.

◦ Cu toată scăderea de preţ, veniturile globale ale industriei semiconductoarelor au crescut în mod galopant: numai în anul 2000 vânzările globale au fost de 149 de miliarde de dolari!

echipamentele de calcul măresc enorm productivitatea muncii, direct sau indirect: de aici cererea crescândă.

în viitor fiecare individ va depinde de zeci de dispozitive de calcul în fiecare clipă. (o maşină modernă are în medie 15 microprocesoare, care controlează și reglează tot felul de parametri, de la injecţie până la frâne).

Pe de altă parte, procesarea paralelă se dezvoltă rapid în această perioadă.

◦ Se construiesc sisteme multiprocesor cu mii de procesoare. Apar supercalculatoarele CRAY-1, în 1976, CYBER-205, în 1982, CRAY-X-MP, în 1983.

ASC 21

22

Tim Berners-Lee

(1990) crează

WWW

Era mecanică (1623-1945)

Prima generaţie de calculatoare electronice (1937-1953)

A doua generaţie (1954-1962)

A treia generaţie (1963-1972)

A patra generaţie (1972-1984)

A cincea generaţie (1984-1990)

A şasea generaţie (1990 - )

Etape:

23

Extrapolând tendinţele, optimiştii pot aştepta o schimbare radicală în 2015, anul în care cele mai

rapide computere vor atinge capacitatea creierelor.

HAL în Odiseea 2010 (film din anii `80)

Tuburi cu vacuum - 1946-1957

Tranzistoare - 1958-1964

Integrare pe scara mica – incepand cu 1965

◦ Up to 100 devices on a chip

Integrare pe scara medie– pana in 1971

◦ 100-3,000 dispozitive pe cip

Integrare pe larga- 1971-1977

◦ 3,000 - 100,000 dispozitive pe cip

Integrare pe scara foarte larga - 1978 pana azi

◦ 100,000 - 100,000,000 dispozitive pe cip

Integrare pe scara ultra larga

◦ Peste 100,000,000 dispozitive pe cip

ASC 24

Densitatea componentelor pe cip creste

Gordon Moore – cofondator a lui Intel

Numarul trazistoarelor pe cip se dubleaza in fiecare 2 ani

Costul unui cip a ramas aproape acelasi

Cresterea densitatii de integrare inseamna trasee electrice scurtare si se

obtine crestere in performanta

Dimensiunile reduse confera crestere in flexibilitate

Se cer reduceri de consumuri de putere si cerinte de racire

Mai putine conexiuni inseamna crestere in fiabilitate

ASC 25

ASC 26

Pipeline

Cache On board

Cache on board L1 & L2

Branch prediction

Analiza fluxului de date (Data flow)

Executii speculative

ASC 27

Creste viteza procesorului

Creste capacitatea memoriei

Viteza memoriei ramane in spatele vitezei procesorului

ASC 28

ASC 29

ASC 30

Cresterea numarului de biti gasiti la un moment dat

◦ Sa se realizeze DRAM “wider” mai degraba decat “deeper”

Schimbarea interfetei DRAM

◦ Cache

Reducerea frecventei accesurilor la memorie

◦ Cache-uri mai complexe si cache on chip

Cresterea largimii de banda pentru interconectare

◦ Magistrale high speed

◦ Ierarhizarea magistralelor

ASC 31

1890 recensământul populaţiei din SUA este realizat deo maşină care număra

voturile construită de Herman Hollerith în anul1884, care îşi prelua datele

de pe cartele perforate, fiind prima maşină de prelucrare a informaţiilor.

1914 Oscar Sundstrand, Rockford, Illinois, produce prima maşină cu tasatură

modernă (4 rânduri: 789-456-123-0).

1938 matematicianul american Claude Shannon (parintele teoriei informaţiei)

numeşte cifra binară BIT.

1937-1944 au fost realizate primele calculatoare electronice MARK I şi

MARK II la Universitatea Harward de profesorul Howard Aiken şi firmele

IBM (International Business Machines) şi Bell Telephone Laboratories.

1945 John von Neumann a redactat o descriere a schemei funcţionale a

oricărui calculator, descriind modelul de calculator cu program memorat.

ASC 32

1947 la BELL laboratory din New Jersz, John Bardeen şi Walter Brattain construiesc primul tranzistor. La Universitatea din Manchester este construită prima memorie RAM de către Frederic Williams.

1949 apare cartea lui Norbert Wiener Cybernetics în care sunt descrise mecanismele inteligenţei artificiale.

1944-1946 a fost realizat primul calculator nelectronic digital ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) la Universitatea Pensylvania, de o echipă condusă de J.P.Eckert şi J.W. Mauchly, avându-l consultant pe John von Neumann.

1949 la Universitatea din Cambridge afost realizat calculatorul EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator).

ASC 33

1949 a fost realizat un calculator evoluat denumit EDVAC( Electronic Discrete

Variable Automatic Computer) proiect la care a colaborat şi Neumann.

1951 Eckert şi Mauchly realizează primul calculator comercial denumit

UNIVAC I (Universal Automatic Computer) care a fost instalat la Biroul de

Recensământ al SUA.

1953 firma IBM realizează calculatorul IBM 701.

1957 Institutul de Fizică Atomică Bucureşti produce calculatoarele CIFA1 şi

CIFA-2.

1961 Institutul Politehnic Timişoara realizează calculatorul MECIPT-1.

1964 Institutul de Calcul Cluj realizează calculatorul DACCIC-1.

1958 Bell Laboratory produce primul modem pentru transmiterea datelor prin

linie telefonică.

ASC 34

1959 Jack Killby de la Texas Instruments a construit primul circuit integrat, cuprinzând 6

tranzistori miniaturizaţi pe acelaşi cip. Pe această bază s-s dezvoltat ulterior tehnologia LSI.

1963 la Stanford Research Institute este construit primul mouse de către Douglas Engelbart.

1963 firma americană Teletype produce prima imprimantă cu jet de cerneală.

1964 texanul William Berner lansează codul ASCII.

1964 IBM lansează primele calculatoare SYSTEM/360.

1965 canadienii John Kemeny şi Thomas Kurtz de la Universitatea din Dartmouth lansează

limbajul BASIC (Begginers All-purpose Symbolic Instruction Code).

1967 se produc primele tastaturi.

1971 Compania Intel produce primul microprocesor Intel 4004 cu lungimea cuvântului de 4 biţi.

1971 Alan Shugart de la IBM lansează prima dischetă, iar Gary Starkweather de la Xerox PARC

realizează prima imprimantă cu laser.

ASC 35

1975 William Gates şi Paul Allen fondează compania Microsoft

1975 IBM produce primul laptop având o greutate de 25 Kg.

1978 Bruce Bastian realizează primul procesor performant de texte Word-Perfect.

1979 Toshiba produce primul disc optic.

1980 Hewlett Packard lansează primele imprimante laser.

1982 se dezvoltă reţeaua Internet.

1985 Phillips şi Sony lansează primul CD-ROM.

1986 în Pakistan apare primul virus cu efect distructiv, care se propaga prin dischete, atacând sistemel MS-DOS.

1989 Tim Berners-Lee, fizician la CERN-Geneva, creeazăWWW (World Wide Web).

ASC 36

CISCO, înfiinţată în 1984 de Sandra Lerner şi Leonard Bosack, studenţi la Stanford, care au conceput un

router de reţea care să lege două cămine studenţeşti în care locuiau. Denumirea vine de la numele

oraşului în care a fost fondată San FranCISCO. Este principalul furnizor de router şi servere pentru

reţele.

COMPAQ, înfiinţată în 1982 la Huston, de 3 foşti directori ai lui Texas Instruments. Numele provine de la

COMpatibility şi Quality. În 1990 ajunsese să producă mai multe PC-uri decât IBM. A fost

achiziţionată de HP.

EPSON, înfiinţată în anul 1961 pentru a produce componente de precizie pentru vestitele ceasuri japoneze

Seiko. Numele vine de la Electronic Printer SON. Este renumită pentru imprimantele color inkjet de

înaltă calitate.

FUJITSU datează din 1935, ca sucursală a concernului japonez Fuji Electric Co. Ltd., producând în anul

1945 aparate telefonice. În anul 1954 produce primul calculator japonez, FACOM 100. A lansat multe

tipuri de calculatoare, iar din 1990 s-a axat pe dezvoltarea Internetului. Este denumită IBM-ul

Japoniei. Din 1999 a dezvoltat o colaborare cu Siemens.

ASC 37

GOOGLE, fondată în anul 1998 de doi doctoranzi de la Stanford: rusul Serghei Brin şi americanul Larry Page. Este cel mai important motor de căutare.

HEWLETT PACKARD, fondată în anul 1939 de doi absolvenţi de la Stanford,

Bill HEWLET şi Dave Packard, într-un garaj. Până la producerea

calculatoarelor realizau diferite tipuri de aparate. Au lansat ideea de companie

deschisă în relaţiile cu salariaţii, dând prime de Crăciun(5 dolari), organizând

serbări câmpeneşti, participarea salariaţilor la beneficii etc. În timpul

războiului au produs aparatură sofisticată pentru US Navy. Activitatea în

domeniul calculatoarelor începe în anul 1967.

HITACHI, fondată în anul 1910, repara aparate electrice. În 1924 produce prima locomotivă electrică japoneză. A produs primul frigider japonez 1932, centrale telefonice, aparate de radio, microscoape electronice, televizoare calculatoare etc. În 1970 a lansat primele reţele de comunicaţii bazate pe fibre optice. A produs memorii DRAM, memorii DVD-RAM şi prima cameră video MPEG (1996).

ASC 38

IBM începe în 1911, când firma Hollerith Tabulating Machine (fondată de

Hermann Hollerith, realizatorul primelor tabulatoare cu ajutorul căror s-a

efectuat recensământul populaţiei în SUA, a fuzionat cu două firme mici,

producătoare de aparate de măsură şi înregistratoare electromecanice. Senumea

Computing-Tabulating-Recording Company (C-T-R). În anul 1920 lansează

prima maşină electrică de calcul din lume, iar în anul 1924 devine IBM

(International Business Machines). În anul 1946, împreună cu Universitatea

Harvard produce calculatorul MARK-1, care cântărea 5 tone şi realiza o adunare

pe secundă şi o înmulţire la 6 secunde. În anul 1957 a lansat primul limbaj de

nivel înalt: FORTRAN. O lungă perioadă de timp a dominat piaţa

calculatoarelor din întreaga lume.

1990 Microsoft lansează Widows 3.0.

1995 Windows 95.

1998 Windows 98.

. ASC 39

2001 Windos XP.INTEL (INTegrate ELectronics), fondată în anul 1986, de realizatorii primelor circuite integrate, cu scopul de a produce memorii pe baza circuitelor miniaturizate.În 1970-1971 a produs primele memorii RAM cu circuite integrate, apoi memoriile EPROM. Marele succes al firmei îl constituie microprocesoarele PENTIUM.

MICROSOFT, înfiinţată în anul 1975, într-o prăvălie din Albuquerque (New Mexico) de Bill Gates şi colegul său de şcoală Paul Allen. La început au produs interpretorul BASIC pentru primul PC lansat de IBM în anul 1980. În anul 1981 lansează MS-DOS obţinând exclusivitate de la IBM pentru dotarea IBM-PC. În anul 1985 lansează WINDOWS 1.0 etc. Deşi cifra de afaceri a lui IBM este de câteva ori mai mică decât a lui Microsoft, valoarea de piaţă a Microsoft este mai mare şi are cea mai mare capitalizare bursieră din lume.

NETSCAPE, fondată în 1993, a lansat primul program de navigare pe Internet, numit MOSAIC. Ulterior, numele companiei şi programului s-a schimbat în NETSCAPE COMMUNICATIONS

ASC 40

ORACLE, fondată în 1977, în California, având ca obiectiv realizarea de

baze de date relaţionale. Este cea mai mare producătoare de sisteme de

gestiune a bazelor de date şi instrumente derivate din acestea. După

Microsoft, este a doua mare companie producătoare de software.

TEXAS INSTRUMENTS, fondată în anul 1930, sub numele de Geophysical

Service, specializată în producerea de echipamente de explorare geologică,

i se dă numele actual în anul 1951. Produce primul circuit integrat (6

tranzistori pe o plăcuţă de siliciu) şi echipamente pentru sateliţi, nave

cosmice etc.

YAHOO(Yet Another Hierarchical Officious Oracle), înfiinţată în anul 1994

de doi doctoranzi de la Stanford : David Filo şi Jerry Young.

ASC 41

Il y a plusieurs millénaires, l'instrument de calcul était le BOULLIER

En 1622 apparut la Règle à Calcul

utilisant les propriétés des logarithmes.

En 1642, la machine à calculer de Pascal.

En 1672, la calculatrice de Leibniz faisait les 4 opérations

et extrayait les racines carrées.

En 1801, Joseph Marie Jacquard, ayant étudié seul la mécanique, équipe son métier à

tisser d'un mécanisme sélectionnant les fils de chaîne

à l'aide d'un programme inscrit sur des cartes perforées.

En 1890, Hermann Hollerith, pour faciliter le travail du recensement aux USA,

développe un équipement sur la base des cartons inventés par Jacquard.

En 1896, le succès de Hollerith est tel

qu'il fonde la Tabulation Machine Company,

qui s'unit avec deux autres entreprises pour former la

Computing Tabulation Recording Company.

En 1924, la CTRC change son nom en IBMC,

International Business Machine Corporation.

En 1943, IBM construit pour la Marine Américaine le Mark 1, totalement électromécanique

(17 m. de long, 2,5 m de haut et 5 tonnes de poids.

Utilisé à des fins militaires, le premier ordinateur automatique contenait

750.000 éléments reliés par environ 80 km de câbles.

En 1946, création de l'Ordinateur ENIAC. En 1948, Claude Shannon, développe

un système basé sur la numérotation binaire et introduit le concept de "bit".

Apparition du tambour

magnétique de mémoire.

Glossaire de numération binaire (langage des ordinateurs) :

- le bit (binary digit) qui peut valoir 0 ou 1 est la plus petite unité d'information manipulable

par l'ordinateur. En abrégé s'écrit "b"

- Le byte ou octet est composé de 8 bits. En abrégé s'écrit " B" ou "o".

Multiples : 1 kilo octet (Ko ou KB) = 210 octets soit 1.024 octets et 8.192 bits,

1 Méga octet (Mo ou MB) = 220 octets soit 1.048.576 octets

1 Giga octet (Go ou GB) = 230 octets soit 1.073.741.824 octets

1954. Calculateurs IBM 650

1956. Disque Dur de 5 MB

L'ère des Personal Computers.

Cassette à bande pour

archiver les données.

1967 - 1980

Disque 8 pouces de 79,7 KB

En 1969, en pleine “Guerre Froide”, entre USA et Union Soviétique, l'ARPA, “Advanced

Research Projects Agency”, sous-division du Département de la Défense des USA, crée un

réseau dans lequel les informations du gouvernement sont disséminées en plusieurs lieux,

pour ne pas les conserver dans un seul service, c'est l'embryon du réseau Internet.

Disque Dur en 1980 : 1 GB et 250 kg. Coût : 81.000 $

Ci-dessus PC de 1981.

En 1983, ARPANET change son protocole NCP (Network Control Protocol)

en TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).

En 1985 apparaît le FTP (File Transfert Protocol), procédure de transfert de fichier.

Le CERN, «Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire», lance l'idée et créé

le « World Wide Web », réseau qui relie les centres de recherche des Universités,

dans lequel se sont intégrés les utilisateurs à partir des années 90.

1981

disquette de 5”1/4

360 KB

1985

disquette de 3” ½

1,44 MB

1986

640 MB 2003

32 GB

Evolution en 20 ans des

capacités de stockage.

En 50 ans, passage du PC au “Portable”.

La nouvelle évolution de l'Humanité.

Un Empire sans Roi ni Reine qui ne connaît encore pas la force qu'il a.

La plus rapide conquête connue qui relie les peuples, les groupes et les individus,

indépendamment de la race, de l'espèce de la religion et des coutumes.

http://www.intel.com/

◦ Search for the Intel Museum

http://www.ibm.com

http://www.dec.com

Charles Babbage Institute

PowerPC

Intel Developer Home

ASC 67

Ce este arhitectura unui sistem de calcul ?

Termenul de arhitectură se referă, de regulă, la clădiri, nu la calculatoare.

Un arhitect este o persoană care proiectează.

Printre multiplele definiţii ale arhitecturii putem găsi că este “ structura unui

lucru oarecare “.

De aici se deduce că a vorbi de arhitectura unui calculator înseamnă că facem

referire la dispunerea componentelor acestuia şi la modul în care au fost ele

proiectate pentru a funcţiona împreună.

Din aceste raţiuni, proiectanţii de calculatoare şi chiar utilizatorii acestora

folosesc adeseori expresia “ arhitectura calculatoarelor “.

ASC 69

Arhitectura se refera la acele atribute ce sunt vizibile

programatorului ◦ Setul de instructiuni, numarul de biti utilizati pentru reprezentarea

datelor, mecanisme de I/E, tehnici de adresare

◦ e.g. Este sau nu este implementata o instructie de inmultire?

Organizarea se refera la cum sunt implementate aceste

facilitati ◦ Semnale de control, interfete, tehnologii de memorii

◦ e.g. Este o unitate hardware pentru inmultire sau inmultirea se ralizeaza

prin adunari repetate

ASC 70

Familiile Intel x86 au aceeasi arhitectura de baza

Familia sistemele IBM/370 prezinta aceasi arhitectura

Aceasta asigura compatibilitatea codurilor

◦ Cel putin de sus in jos

Organizarile difera intre diferite versiuni

ASC 71

Structura este data de modul in care componentele sunt

legate intre ele

Functia este data de operarea fiecarei componente

individuale ca si parte din structura data

ASC 72

Functiile unui computer sunt:

◦ Procesare date

◦ Memorare date

◦ Mutare Date

◦ Control

ASC 73

Vedere functionala a unui computer:

ASC 74

Data

Movement

Apparatus

Control

Mechanism

Data

Storage

Facility

Data

Processing

Facility

Muatea datelor ◦ e.g. De la tastatura la ecran

ASC 75

Data

Movement

Apparatus

Control

Mechanism

Data

Storage

Facility

Data

Processing

Facility

Memorarea ◦ e.g. Donloadarea datelor Internet pe disc

ASC 76

Data

Movement

Apparatus

Control

Mechanism

Data

Storage

Facility

Data

Processing

Facility

Processing from/to storage ◦ e.g. updating bank statement

ASC 77

Data

Movement

Apparatus

Control

Mechanism

Data

Storage

Facility

Data

Processing

Facility

Processing from storage to I/O ◦ e.g. printing a bank statement

ASC 78

Data

Movement

Apparatus

Control

Mechanism

Data

Storage

Facility

Data

Processing

Facility

ASC 79

Computer

Main

Memory

Input

Output

Systems

Interconnection

Peripherals

Communication

lines

Central

Processing

Unit

Computer

ASC 80

Computer Arithmetic

and

Login Unit

Control

Unit

Internal CPU

Interconnection

Registers

CPU

I/O

Memory

System

Bus

CPU

ASC 81

CPU Arithmetic

and

Login Unit

Control

Unit

Internal CPU

Interconnection

Registers

Control

Unit

ALU

Registers

Internal

Bus

Control Unit

Date iniţiale

rezultate ale testelor

comenzi

instrucţii

I OM

ALU

Crezultate CPU

83 ASC

Această caracteristică implică

anumite particularităţi

structurale:

separarea registrelor şi a

logicii de comandă de

memorie,

existenţa unui numărător de

adrese şi a unui registru de

instrucţii şi

existenţa unor posibilităţi de

introducere şi extragere a

datelor.

Aducerea instrucţiei din

memorie

Aducerea operanzilor

din memorie

Execuţia instrucţiei

1

2

argument

implicit

3

84 ASC

Structura unui calculator simplu cu extinderea posibilităţilor de adresare

Formatul cuvântului instrucţie cu referire la memorie

RA

M A

ALU

NA

RI

MP4096 x 12

0

0

0

0 0

11

11

1111

2

O P I P A D R0 1 2 3 4 5 1 1

85 ASC

Registru RA(0 - 11), registrul adresei

NA(0 - 11), numărător de adrese

M(0 - 11), registrul memoriei

A(0 - 11), registrul acumulator

RI(0 - 11); registrul instrucţiei

subregistru RA(AP) = RA(0 -4) adresa paginii

RA(ADR) = RA(5 - 11): adresa în pagină

subregistru M(OP) = M(0 -2), partea de cod

M(I) = M(3), I = 0 adresare directă

I = 1 adresare indirectă

M(P) = M(4), P = 0 pagina 0

P = 1 pagina curentă

M(ADR) = M(5 - 11); partea de adresă

memorie MP(RA) = MP(0 - 4095, 0-

11);

decodificator D(0 - 7) = RI;

D(0), D(1), ...,D(5);

instrucţii cu referire la

memorie

D(6) şi D(7); Instr. fără referire la

memorie

orologiu P(0 - 7);

O P I P A D R0 1 2 3 4 5 1 1

86 ASC

RA NA

M MP(RA)

NA incr(NA)

RI M(OP)

RA(ADR) M(ADR)RA(AP) 0

RA(ADR) M(ADR)

M MP(RA)

M incr(M)

MP(RA) M

RA M

M(P) =0

(RA) < 8

M(I) = 1

D(6)+D(7)=1fără referire la

memorie

da

da

da

da

nu

nu

nu

nu

O P I P A D R0 1 2 3 4 5 1 1

87 ASC

P(0): RA NA;

P(1): M MP(RA);

P(2): RI M(OP);

: RA(ADR) M(ADR);

: RA(AP) 0, RA(ADR) M(ADR);

P(3) (D(6) + D(7)): fără referire la memorie

P(4) M(I): M MP(RA);

P(5): dacă (RA < 8) atunci M incr(M);

P(6): dacă (RA < 8) atunci MP(RA) M;

P(7): RA M;

sfârşit

PMDDP 763

PMDDP 763

88 ASC

Principalele elemente din structura calc. IRIS-50 care participă la calculul adresei operandului

RA

M A

ALU

NA

I

MP131 072 x (2 x 8)

(256 Kocteţi)

14

14

4

14 14

30

30

3131

15

0

3

J MR 16 x 32

89 ASC

I

15

D0 1 2 3 4 5 6

B Q X F7 8 9 16 31

RA NA

M(16 - 31) MP(RA)

A (NA, 0)

J M(16 - 19)

I M(20 - 31)

RA adn(A, 2)

A adn(A, 4)

M(16 - 31) MP(RA)

NA A(14 - 30)

A MR(1, J(B)) A 0

ZB = 1

I(0) = 1

I(X) = 1

RA adn(A, M)

A adn(A, M)

M(16 - 31) MP(RA)

RA adn(A, 2)

J M(16, 19)

M(16 - 31) MP(RA)

A MR(1, J(B)) A 0

ZB = 1

J(0 -3) I(Q)

M MR(J)

RA adn(A, M)

Execuţieda

da

da

da nu

nu

nu

nu

RA adn(A, M)

90 ASC

PDP-12

A B

M6 5 5 3 6 x 1 6

R A

N A

I

A L U

A R

A B U S B B U S

R8 x 1 6

R 0

R 1

R 7

O B U S

120 1 2 3 4 5

COP MA

107 86 13 1511

AA MB AB

91 ASC

Aducerea instrucţiei

RA R(AA)

A R(AA) RA NA

RA adn(M(RA), R(AA))

NA incr(NA)

instr. cu

adresã

modul de

adres.

registru indexat

indirect

R(AA) incr(R(AA))

A M(RA)

postincrem.

Aducerea operandului al doilea

Execuţia instrucţiei

R(AB) B M(RA) B

Instrucţie următoare

memor. rez.

(MB)

registre memorie

da

da

nu

da

aducerea primului

operand (A)

120 1 2 3 4 5

COP MA

107 86 13 1511

AA MB AB

92 ASC

WWW Computer Architecture Home Page

CPU Info Center

ACM Special Interest Group on Computer Architecture

IEEE Technical Committee on Computer Architecture

Intel Technology Journal

Manufacturer’s sites

◦ Intel, IBM, etc.

ASC 96

comp.arch

comp.arch.arithmetic

comp.arch.storage

ASC 97