F1 Introduktion och teknikhistoria

Transkript

1 F1 Introduktion och teknikhistoria EDAA05 Roger Henriksson Jonas Wisbrant I kursen får du en introduktion till de frågeställningar och problemområden som omfattas av D-programmet och ämnet datavetenskap och underlättar att förstå sammanhangen mellan kurserna. Kursen introducerar också flera av de arbetssätt som används inom programmet. En nyutvecklad kurs för höstterminen 2009/ Kursöversikt, HT1 Grunderna för digital teknik datarepresentation, logik, digitala grindar Roger Henriksson roger.henriksson@cs.lth.se E:4133B Jonas Wisbrant jonas.wisbrant@cs.lth.se E:2193 Föreläsningar Övningar Datorlaborationer Tentamen! 3 4

2 Kursöversikt, HT2 Den traditionella ingenjören D-programmets utformning och innehåll, rapportskrivning. Ingenjör Av ital. "encingnerius, ungefär krigsbyggmästare. Civilingenjör Ursprungligen en civil byggmästare, ungefär dagens väg-och-vatten-ingenjör. Jmf engelskans civil engineer. Temaföreläsningar Inspirationsföreläsningar Skriftlig rapport med muntlig presentation The Falkirk Wheel, Skottland, förbinder Union Canal med Forth-Clyde Canal. Höjdskillnad 35 meter Ingenjören och industrialiseringen Tidiga beräkningshjälpmedel Med industrialiseringen kom behovet av mekaniska, och så småningom elektriska, konstruktioner. Civilingenjören får nya roller. Abacus ( f.kr.) Räknesticka (William Oughtred, 1622) Ökande behov av beräkningar. Jacquardvävstol, uppfunnen Vävstolen kan genom att den styrs med hålkort skapa komplicerade vävmönster på helt maskinellt vis. Blaise Pascals räknemaskin (1642) 7 Mekanisk räknemaskin (Facit, 1954) 8

3 Tidiga datorer Elektronröret Den analytiska maskinen Charles Babbage, 1837 Aldrig färdigställd. Ada Byron världens första programmerare. Zuse Z3 Konrad Zuse, reläer Klockfrekvens: 5-10 Hz ENIAC, 1946 (Electronic Numerical Integrator And Calculator) elektronrör 9 10 Datorn i Sverige Transistorn Matematikmaskinnämnden ( ) Myntade ordet dator. John Bardeen Walter H. Brattain William B. Shockley Bell Laboratories, 1947 Nobelpris i fysik 1956 BARK 1950, Binär Automatisk ReläKalkylator BESK 1953, Binär Elektronisk SekvensKalkylator Världens snabbaste dator i några veckor... SMIL 1956, SifferMaskinen I Lund Grunden för miniatyrisering och pålitlighet. Ersatte efter hand de opraktiska elektronrören

4 Den integrerade kretsen Moore s lag Jack S Kilby Texas Instruments, 1958 Nobelpris i fysik 2000 Antalet transistorer på ett chip kommer att fördubblas ungefär vartannat år. Gordon Moore, Intel 1965 Intel 4004 Intel, 1971 Första en-chipsmikroprocessorn 1971 Intel 4004, 2300 transistorer 1978 Intel 8088, transistorer 1989 Intel 486, transistorer 2000 Intel Pentium 4, transistorer 2005 Intel Pentium D, transistorer Hastighet och minnesutrymme följer efter Transistorn och datorn En dators födelse The Soul of a New Machine Tracy Kidder Liber förlag, 1982 Vinnare av Pulitzerpriset PDP-8, 1965 Digital Equipment Corporation minidator IBM PC,

5 Moore s lag och framtiden På andra sida gränsen "It can't continue forever. The nature of exponentials is that you push them out and eventually disaster happens." Gordon Moore, 2005 Vi närmar oss de fysiska gränserna för miniatyriseringen. Räkneexempel: Senaste linjebredden: 32 nm (3,2x10-8 m) Kiselatomens diameter: 0,42 nm (4,2x10-10 m) 32 / 0,42! 76 Dvs dagens minsta detaljer på ett chip är bara 76 kiselatomer breda! Multiprocessorchip (multi core) flera processorkärnor på ett chip. Förutsätter att programmen kan parallelliseras Datorn som komponent Datorisering av teknisk utrustning De flesta datorer ser inte ut som datorer. Delkomponent i teknisk utrustning av olika slag. Produkter blir alltmer tekniskt komplexa......och mera datoriserade. En pågående process! 19 20

6 (Morgon)dagens D-ingenjörer (Morgon)dagens ingenjörer En stor andel av de produkter som tas fram inom svensk industri innehåller, eller kommer att innehålla, datorer i någon form. D-ingenjören måste därför, förutom behärska själva datorn i sig, ha en bred kunskap om sådant som finns runt omkring datorn. Matematik, fysik, elektronik, reglerteknik... Det är detta som särskiljer D-ingenjören från andra IT-utbildade