Számítógépes alapismeretek 1. előadás Dr. Istenes Zoltán Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar Programozáselmélet és Szoftvertechnológiai Tanszék Programtervező Informatikus BSc 2008 / Budapest Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 1 / 24
Tartalom 1 "Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Furcsa, meghökkentő kérdések... és válaszok... "Számítógépek és sebességek" 2 A számítógépek fejlődése... Számítógép vs. számológép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 2 / 24
Tartalom "Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Furcsa, meghökkentő kérdések... és válaszok... 1 "Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Furcsa, meghökkentő kérdések... és válaszok... "Számítógépek és sebességek" 2 A számítógépek fejlődése... Számítógép vs. számológép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 3 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Furcsa, meghökkentő kérdések... és válaszok... Sok-sok NOP... Mennyi a sebesség különbség? 1 utasítás NOP 3 utasítás NOP NOP NOP 2 utasítás NOP NOP 4 utasítás NOP NOP NOP NOP Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 4 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Furcsa, meghökkentő kérdések... és válaszok... Tömbösszeadás... Lehet sebességkülönbség? soronként for i=1 to n for j=1 to m sum=sum+t(i,j) oszloponként for j=1 to n for i=1 to m sum=sum+t(i,j) Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 5 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Furcsa, meghökkentő kérdések... és válaszok... Meghökkentő ciklusok... mennyi idő alatt fut le? 1/16-ok... Program ciklus; var s:real; begin s:=0; while s<>1 do s:=s+1/16; End. 1/10-ek... Program ciklus; var s:real; begin s:=0; while s<>1 do s:=s+1/10; End. Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 6 / 24
Tartalom "Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" "Számítógépek és sebességek" 1 "Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Furcsa, meghökkentő kérdések... és válaszok... "Számítógépek és sebességek" 2 A számítógépek fejlődése... Számítógép vs. számológép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 7 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Számítógépek sebessége "Számítógépek és sebességek" Milyen gyors a leggyorsabb számítógép? Hány szorzást végez másodpercenként? Mennyivel gyorsabb egy otthoni gépnél? Miért gyorsabb? Miért nem gyorsabb? Hogyan lehetne gyorsabb? Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 8 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Számítógépek sebessége "Számítógépek és sebességek" Milyen gyors a leggyorsabb számítógép? Hány szorzást végez másodpercenként? Mennyivel gyorsabb egy otthoni gépnél? Miért gyorsabb? Miért nem gyorsabb? Hogyan lehetne gyorsabb? Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 8 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Számítógépek sebessége "Számítógépek és sebességek" Milyen gyors a leggyorsabb számítógép? Hány szorzást végez másodpercenként? Mennyivel gyorsabb egy otthoni gépnél? Miért gyorsabb? Miért nem gyorsabb? Hogyan lehetne gyorsabb? Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 8 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Számítógépek sebessége "Számítógépek és sebességek" Milyen gyors a leggyorsabb számítógép? Hány szorzást végez másodpercenként? Mennyivel gyorsabb egy otthoni gépnél? Miért gyorsabb? Miért nem gyorsabb? Hogyan lehetne gyorsabb? Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 8 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Számítógépek sebessége "Számítógépek és sebességek" Milyen gyors a leggyorsabb számítógép? Hány szorzást végez másodpercenként? Mennyivel gyorsabb egy otthoni gépnél? Miért gyorsabb? Miért nem gyorsabb? Hogyan lehetne gyorsabb? Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 8 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Számítógépek sebessége "Számítógépek és sebességek" Milyen gyors a leggyorsabb számítógép? Hány szorzást végez másodpercenként? Mennyivel gyorsabb egy otthoni gépnél? Miért gyorsabb? Miért nem gyorsabb? Hogyan lehetne gyorsabb? Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 8 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" "Számítógépek és sebességek" BlueGene/L - eserver Blue Gene Solution (IBM) Processzor típus: PowerPC 440 Processzor: 700 MHz (2.8 GFlops) Topológia, összeköttetés: 3D tórusz Operációs rendszer: CNK/Linux Processzorok: 212992 db (2008 február) Rpeak ("csúcs. sebesség"): 478200 GFLOPS Rmax ("max. sebesség"): 596378 GFLOPS FLOPS (Floating Point Operation per Seconds) = Lebegőpontos (számokon végzett) művelet másodpercenként 2007/11: TOP500 1.hely 2008/06: TOP500 2.hely http://top500.org Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 9 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" "Számítógépek és sebességek" BlueGene/L - eserver Blue Gene Solution (IBM) Processzor típus: PowerPC 440 Processzor: 700 MHz (2.8 GFlops) Topológia, összeköttetés: 3D tórusz Operációs rendszer: CNK/Linux Processzorok: 212992 db (2008 február) Rpeak ("csúcs. sebesség"): 478200 GFLOPS Rmax ("max. sebesség"): 596378 GFLOPS FLOPS (Floating Point Operation per Seconds) = Lebegőpontos (számokon végzett) művelet másodpercenként 2007/11: TOP500 1.hely 2008/06: TOP500 2.hely http://top500.org Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 9 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" "Számítógépek és sebességek" BlueGene/L - eserver Blue Gene Solution (IBM) Processzor típus: PowerPC 440 Processzor: 700 MHz (2.8 GFlops) Topológia, összeköttetés: 3D tórusz Operációs rendszer: CNK/Linux Processzorok: 212992 db (2008 február) Rpeak ("csúcs. sebesség"): 478200 GFLOPS Rmax ("max. sebesség"): 596378 GFLOPS FLOPS (Floating Point Operation per Seconds) = Lebegőpontos (számokon végzett) művelet másodpercenként 2007/11: TOP500 1.hely 2008/06: TOP500 2.hely http://top500.org Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 9 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" "Számítógépek és sebességek" BlueGene/L - eserver Blue Gene Solution (IBM) Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 10 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" "Számítógépek és sebességek" Roadrunner... (gyalogkakukk...) TOP500: 1, 2008/06 6480 AMD Opteron dual-core, 1.8GHz 12960 IBM Power XCell 8i, 3.2GHz 122400 "CPU" Infiniband összeköttetés Linux operációs rendszer memória: 103.6TiB sebesség: 1.7PetaFLOPS (csúcs), 1petaFLOPS (folyamatos) 1PetaFLOPS= 10 15 FLOPS (!) fogyasztás: 2.35MW ár: 133M$ méret: 296 rack szekrény, 560m 2 http://top500.org Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 11 / 24
"Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" "Számítógépek és sebességek" Két számítógép teljesítményének az összehasonlítása EDVAC 1 CRAY-1 változás évszám 1952 1976 24 év órajelciklus 2.000ns 12,5ns 160 mártixszorzás 100/s 130.000.000/s 1.300.000 az órajel növekedése: 160 "technológiai" azonos órajel mellett is 8000 növekedés! a 8000 növekedés: "felépítésbeli" ("architekturális") Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 12 / 24
Tartalom A számítógépek fejlődése... Számítógép vs. számológép 1 "Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Furcsa, meghökkentő kérdések... és válaszok... "Számítógépek és sebességek" 2 A számítógépek fejlődése... Számítógép vs. számológép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 13 / 24
A számítógépek fejlődése... Számológép vs. számítógép Számítógép vs. számológép számológép Főleg számtani műveletek végzésére alkalmas, gyakori, közvetlen emberi beavatkozást igénylő eszköz. számítógép Utasításlista (program) alapján adatokat manipuláló gép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 14 / 24
A számítógépek fejlődése... Számítógép vs. számológép Milyen "gépet" tudnánk mi most itt készíteni? Milyen számoló vagy számítógépet tudnánk mi most itt készíteni? "eszközhasználat" megengedett "külső" tudás nélkül Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 15 / 24
A számítógépek fejlődése... Számítógép-generációk Számítógép vs. számológép http://hu.wikipedia.org/wiki/számítógép http://en.wikipedia.org/wiki/computer http: //en.wikipedia.org/wiki/timeline_of_computing http://www.computerhistory.org/ http://oprendszer.elte.hu/architekturak/ segedanyag.html Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 16 / 24
Tartalom A számítógépek fejlődése... 1 "Miért érdekes, (fontos) ez a tárgy?" Furcsa, meghökkentő kérdések... és válaszok... "Számítógépek és sebességek" 2 A számítógépek fejlődése... Számítógép vs. számológép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 17 / 24
A számítógépek fejlődése... IBM PC - Personal Computer - személyi számítógép 1983 : XT, RAM 128kB, merevlemez 10MB 1984 : AT, Intel 80286 @ 6-25MHz, 16 bites 1988 : Intel 80368 @ 16-33MHz, 32 bites IBM PC (model 5150) gyártva : 1981-1987 processzor : 8 bites Intel 8088 @ 4.77 MHz memória : 16KB - 640KB op. rendszer : IBM BASIC / PC-DOS 2008 : Intel Core 2 Extreme @ 3200MHz, 64 bites, 4 processzor mag, 12MB gyorsítótár (cache) Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 18 / 24
A számítógépek fejlődése... IBM PC - Personal Computer - személyi számítógép 1983 : XT, RAM 128kB, merevlemez 10MB 1984 : AT, Intel 80286 @ 6-25MHz, 16 bites 1988 : Intel 80368 @ 16-33MHz, 32 bites IBM PC (model 5150) gyártva : 1981-1987 processzor : 8 bites Intel 8088 @ 4.77 MHz memória : 16KB - 640KB op. rendszer : IBM BASIC / PC-DOS 2008 : Intel Core 2 Extreme @ 3200MHz, 64 bites, 4 processzor mag, 12MB gyorsítótár (cache) Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 18 / 24
A számítógépek fejlődése... PC kompatibilis számítógép részegységek 1 monitor 2 alaplap 3 processzor 4 memória 5 bővítő kártyák 6 tápegység 7 optikai meghajtó 8 merevlemez 9 billentyűzet 10 egér Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 19 / 24
A számítógépek fejlo dése... Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 20 / 24
A számítógépek fejlo dése... további személyi számítógép típusok... laptop nettop netbook tablet "tábla" "házimozi" hordozható kicsi, olcsó érinto képernyo csendes Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 21 / 24
A számítógépek fejlődése... desktop - rack szerver - laptop - workstation modularitás választható gyártó bővíthetőség "PC" kompatibilitás!? Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 22 / 24
A számítógépek fejlődése... számítógépek és beágyazott rendszerek Hol vannak még "tágabb értelemben" vett számítógépek? beágyazott rendszerek : mobiltelefon, számológép, mp3, távirányító,... chip kártyák : diákigazolvány, telefonkártya, GSM SIM kártya,... érintkezés nélküli (RFID) : beléptetőkártya, bolti áruvédelem,... Általános célú számítógép - speciális célú számítógép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 23 / 24
A számítógépek fejlődése... számítógépek és beágyazott rendszerek Hol vannak még "tágabb értelemben" vett számítógépek? beágyazott rendszerek : mobiltelefon, számológép, mp3, távirányító,... chip kártyák : diákigazolvány, telefonkártya, GSM SIM kártya,... érintkezés nélküli (RFID) : beléptetőkártya, bolti áruvédelem,... Általános célú számítógép - speciális célú számítógép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 23 / 24
A számítógépek fejlődése... számítógépek és beágyazott rendszerek Hol vannak még "tágabb értelemben" vett számítógépek? beágyazott rendszerek : mobiltelefon, számológép, mp3, távirányító,... chip kártyák : diákigazolvány, telefonkártya, GSM SIM kártya,... érintkezés nélküli (RFID) : beléptetőkártya, bolti áruvédelem,... Általános célú számítógép - speciális célú számítógép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 23 / 24
A számítógépek fejlődése... számítógépek és beágyazott rendszerek Hol vannak még "tágabb értelemben" vett számítógépek? beágyazott rendszerek : mobiltelefon, számológép, mp3, távirányító,... chip kártyák : diákigazolvány, telefonkártya, GSM SIM kártya,... érintkezés nélküli (RFID) : beléptetőkártya, bolti áruvédelem,... Általános célú számítógép - speciális célú számítógép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 23 / 24
A számítógépek fejlődése... számítógépek és beágyazott rendszerek Hol vannak még "tágabb értelemben" vett számítógépek? beágyazott rendszerek : mobiltelefon, számológép, mp3, távirányító,... chip kártyák : diákigazolvány, telefonkártya, GSM SIM kártya,... érintkezés nélküli (RFID) : beléptetőkártya, bolti áruvédelem,... Általános célú számítógép - speciális célú számítógép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 23 / 24
A számítógépek fejlődése... számítógépek és beágyazott rendszerek Hol vannak még "tágabb értelemben" vett számítógépek? beágyazott rendszerek : mobiltelefon, számológép, mp3, távirányító,... chip kártyák : diákigazolvány, telefonkártya, GSM SIM kártya,... érintkezés nélküli (RFID) : beléptetőkártya, bolti áruvédelem,... Általános célú számítógép - speciális célú számítógép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 23 / 24
Összefoglalás A számítógépek fejlődése... hardver - szoftver szoros együttműködése otthoni gép - szuperszámítógép sebesség számológép - számítógép "PC" - nem "PC" általános - speciális célú számítógépek Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT) Számítógépes alapismeretek / 2008 24 / 24