Uniwersytet Otwarty AGH 7 listopada 2015 Spójrzmy przez okno: oto nasz świat. Pędzimy życie skrzętne, zapobiegliwe, staramy się żyć dostatniej, mieć więcej. [...] Wszyscy na swój sposób zapewniamy możliwie najlepsze warunki rozwoju i życia naszym dzieciom, wnukom. [...] Burzymy stare struktury społeczne i ekonomiczne, budujemy w ich miejsce nowe, nie oparte na tradycji, lecz na współczesnych pomysłach i poglądach. [...] Czy potrafimy - tacy, jacy jesteśmy - zrozumieć ludzi z minionych epok, którzy wyznawali inna zasadę świata [...]? Byli mieszkańcami profanum, [...] i z obszaru profanum tęsknie spoglądali w kierunku sacrum. Czy możemy to zrozumieć my, którzy sami przebywamy w sacrum, gdzie wdarliśmy się po śmierci bogów? Czy zauważyliśmy, odurzeni pozycją, jaką zajmujemy w kosmosie, jaką sami sobie przyznaliśmy, że już przed ponad stu laty narodzili się dwaj bożkowie, a może tylko demony - Interes i Wydajność? Za jakiś czas zechcą zająć miejsce opustoszałe po prawdziwych wielkich bogach archaicznych. Jaka wówczas będzie pozycja człowieka? Krzysztof Kowalski „Eros i kostucha” LSW Warszawa 1990 str 276 Mariusz KLPPER

Mariusz KLAPPER Uniwersytet Otwarty AGH 7 listopada 2015

Liczby binarne, bity, bajty

Notacja ósemkowa i szesnastkowa (heksadecymalna) Stosowanie zapisu ósemkowego i szesnastkowego pozwala zatem na skrócenie i uproszczenie zapisu liczb dwójkowych 000 -> > > > > > > > 7 Zamiast trzech cyfr w systemie dwójkowym można zapisać jedną liczbę ósemkową od 0 do 7: Zamiast czterech cyfr w systemie dwójkowym można zapisać jedną liczbę szesnastkową od 0 do F: > > > > > > > > > > > A > B > C > D > E > F W systemie ósemkowym mamy osiem cyfr: 0 do 7 W systemie szesnastkowym mamy szesnaście „cyfr”: 0 do 9 i A do F

Aby liczbę binarną (dwójkową) zapisać w systemie ósemkowym dzielimy tą liczbę od prawej do lewej strony na grupy po trzy cyfry binarne. Każdą z trzech cyfr binarnych zamieniamy na odpowiednią cyfrę ósemkową = W systemie szesnastkowym liczbę binarną dzielimy od prawej do lewej strony na grupy po cztery cyfry binarne i zapisujemy je jako „cyfry” szesnastkowe: E F 0 B = EF0B18345

1 kilobajt =1024 bajty 1 megabajt =1024 kilobajty 1 gigabajt =1024 megabajty 1 terabajt = 1024 gigabajty 1 petabajt = 1024 terabajty 1 eksabajt = 1024 petabajty KB MB GB TB PB EB Bajt, słowo maszynowe, rejestr Dane reprezentowane w komputerze jako liczby binarne grupowane są w jednostki odpowiadające cechom konstrukcyjnym komputera. Są one określane jako słowa maszynowe, rejestry i bajty

Ciąg bitów zapisany w słowie maszynowym może być interpretowany jako liczba, rozkaz maszynowy albo kod znaku graficznego. Najczęściej stosowane są słowa 32 i 64 bitowe, oraz bajt 8-bitowy

Zegar (taktowanie) Podstawowe bloki funkcjonalne komputera ZASILANIE Komórki adresowane liczbami Rejestry, akumulator, sumator, arytmometr, wskaźniki Rejestr rozkazu, licznik rozkazów, sterowanie ogólne

Rozkaz maszynowy Rozkaz maszynowy jest to liczba binarna umieszczona w pamięci operacyjnej komputera i traktowana przez procesor jako polecenie wykonania określonych działań. Rozkaz składa się co najmniej z dwóch części: - kodu rozkazu określającego działania jakie ma wykonać procesor - części adresowej określającej miejsce wykorzystywanych danych Listę rozkazów komputera definiują konstruktorzy komputera. Określa ona jednocześnie możliwości, jakie mają do dyspozycji programiści. Pojedynczy rozkaz zazwyczaj jest wykonywany w kilku krokach (cyklach maszynowych) taktowanych zegarem komputera zapis w pamięci komputera podział logiczny na rozkaz i adres zapis w postaci ósemkowej Przykładowy kod rozkazu „25” może np. oznaczać „prześlij zawartość arytmometru do pamięci operacyjnej pod adres zapisany w części adresowej”. Zatem przykładowy rozkaz spowoduje zapisanie zawartości arytmometru (np. wynik obliczeń) do pamięci operacyjnej pod adres ósemkowy

Przykładowy cykl komputerowy wykonania rozkazu 25 Rozkaz, który ma zostać wykonany znajduje się w pamięci operacyjnej komputera w miejscu adresowanym zawartością rejestru procesora określanego jako licznik rozkazów Cykl wykonania rozkazu 25 wygląda następująco: Krok 1 -> wybranie w pamięci operacyjnej adresu wg licznika rozkazów Krok 2 -> przesłanie rozkazu z pamięci komputera do rejestru rozkazów Krok 3 -> wydzielenie kodu rozkazu i części adresowej Krok 4 -> przesłanie kodu rozkazu do procesora Krok 5 -> wybranie w pamięci operacyjnej adresu Krok 6 -> przesłanie danych z arytmometru do pamięci operacyjnej Krok 7 -> dodanie 1 do licznika rozkazów Po wykonaniu tego cyklu kroków komputer jest przygotowany do wykonania następnego rozkazu. Kolejne rozkazy programu sa pobierane i wykonywane automatycznie. Kroki wykonywania sekwencji programu są taktowane zegarem komputera

Przykłady technicznych realizacji układów dwustanowych Każdy z pokazanych układów elektronicznych znakomicie nadaje się do przetwarzania sygnałów dwustanowych

Podstawowe bramki logiczne 12

Sumator czterobitowy Przykładowy schemat logiczny rejestru komputera

Przykładowa lista rozkazów komputera

Przykład programu komputerowego

Przykładowa architektura mikroprocesora

Podstawy budowy komputerów

Obszary funkcjonalne procesora

Przykładowa płyta główna komputera

Oprogramowanie sterujące komputera BIOS, sterowniki, system operacyjny Aby komputer mógł współpracować z użytkownikiem musi zostać wyposażony w oprogramowanie zwane systemem operacyjnym

Procedury startu komputera -> Po włączeniu zasilania uruchamiany jest automatycznie program (wbudowany na stałe w komputer przez producenta), który realizuje początkowe procedury startu komputera (BIOS): == test techniczny sprawności układów i urządzeń komputera == odszukanie systemu operacyjnego na nośnikach zewnętrznych == wczytanie sekwencji ładującej system operacyjny (bootstrap) == uruchomienie wczytanego bootstrap’u (który jest programem) -> Bootstrap wczytuje do komputera cały system operacyjny z nośnika zewnętrznego -> Po wczytaniu systemu bootstrap inicjuje pracę systemu -> System operacyjny przygotowuje komputer do pracy: == sprawdza stan i dostępność urządzeń zewnętrznych == wczytuje potrzebne sterowniki urządzeń współpracujących == konfiguruje środowisko pracy komputera == ładuje wszystkie niezbędne parametry ustawienia == ustawia komputer w oczekiwanie na działania użytkownika

Gary Kidall CP/M Paul Allen i Bill Gates Steve Wozniak i Steve Jobs Microsoft Corporation 1978 APPLE

IBM MANIAC IBM ICL IBM PC 1981 ZX SPECTRUM ENIAC

Komputery w Polsce

DAWNIEJ…

Spójrzmy przez okno: oto nasz świat. Pędzimy życie skrzętne, zapobiegliwe, staramy się żyć dostatniej, mieć więcej. [...] Wszyscy na swój sposób zapewniamy możliwie najlepsze warunki rozwoju i życia naszym dzieciom, wnukom. [...] Burzymy stare struktury społeczne i ekonomiczne, budujemy w ich miejsce nowe, nie oparte na tradycji, lecz na współczesnych pomysłach i poglądach. [...] Czy potrafimy - tacy, jacy jesteśmy - zrozumieć ludzi z minionych epok, którzy wyznawali inna zasadę świata [...]? Byli mieszkańcami profanum, [...] i z obszaru profanum tęsknie spoglądali w kierunku sacrum. Czy możemy to zrozumieć my, którzy sami przebywamy w sacrum, gdzie wdarliśmy się po śmierci bogów? Czy zauważyliśmy, odurzeni pozycją, jaką zajmujemy w kosmosie, jaką sami sobie przyznaliśmy, że już przed ponad stu laty narodzili się dwaj bożkowie, a może tylko demony - Interes i Wydajność? Za jakiś czas zechcą zająć miejsce opustoszałe po prawdziwych wielkich bogach archaicznych. Jaka wówczas będzie pozycja człowieka? DZIĘKUJĘ ZA SPOTKANIE Uniwersytet Otwarty AGH 7 listopada 2015 Krzysztof Kowalski „Eros i kostucha” LSW Warszawa 1990 str 276 Mariusz KLPPER Zapraszam 14 listopada 2014 roku na rozważania o zagrożeniach prywatności w cywilizacji informacyjnej