Evolució dels ordinadorsEvolució dels ordinadors

Generacions Generacions tecnològiquestecnològiques

ÍNDEXÍNDEX

Antecedents històrics Àbac Màquines mecàniques: els ordinadors de Charles Babbage Màquines electromecàniques: l’ordinador de Konrad Zuse Generacions tecnològiques Primera generació (1938-1954): vàlvules de buit Segona generació (1954-1964): transistors Tercera generació (1964-1972): circuits integrats Quarta generació (1972-1988): microprocessadors ¿Quinta generació? (1988- ): el microprocessador

com a element bàsic

Antecedents històricsAntecedents històrics

L’àbac: primer instrument per a calcular.

Càlcul d’operacions bàsiques Tablilla dividida en varies columnes. Cada una amb

un conjunt de comptes en una varilla. El seu orígen es remonta

als segles III o IV a. de C. Segueix en ús

Antecedents històricsAntecedents històricsMàquina aritmètica (1642) Desenvolupada per Blas Pascal (1642, als 18 anys) Constava d’un conjunt de rodes dentades, cada una d’elles

numerada del 0 al 9. Al passar una roda del 9 al 0 avançava una dent de roda la següent.

La màquina de Leibnitz (1671)

Perfecciona la de Pascal que solsament sumava i restava.Realitzava les quatre operacions aritmètiques. Basava la multiplicació en sumes succesives.

Màquines mecàniques

Charles Babbage (1791-1871)“Un dels pares de l’ordinador actual”“Adelantat” per la tecnologia de l’època

Màquines en diferències (1822-1833) 1ª Funcions de 2on grau amb 6 xifres2ª Funcions de 6è grau amb 18 xifres

PreguntaPregunta

Per què fins ara parlavem de Per què fins ara parlavem de màquines i a partir d’ara parlam màquines i a partir d’ara parlam d’ordinadors?d’ordinadors?

Que va canviar?Que va canviar?

Màquines mecàniques Màquina analítica (Babbage 1831)

Permet executar qualsevol operació sense intervenció humana en el procés de càlcul Consta d’una memòria, una unitat aritmètica, sistema

d’engranatges per transferir dades entre la memòria i la unitat aritmètica i un dispositiu per a introduir i extreure dades de la màquina Emprava targetes perforades per a programar-se Mai va arribar a construir-se completament

Màquines electromecàniques

Herman Hollerith (1860-1929). Cens dels Estats Units Targetes perforades Crea l’empresa (TMC) que dóna lloc a IBM

Konrad Zuse Construeix (1941) el primer calculador universal programable (Z3). Treballa en binari.

1ª Generació: vàlvules de buit

MARK-I Howard AikenOrdinador electromecànic. 1944 Evolució: Mark-II : màquina de relés Mark-III i Mark-IV: màquines de tubs de buit amb programa emmagatzemat.

Arquitectura Harvard

1ª Generació: vàlvules de buit

Velocitat de procés en ms.

Dissipació calorífica molt elevada

Mida molt gran i poca capacitat

Llenguatge màquina Monoprogramació Sense sistema operatiu

1ª Generació: vàlvules de buit

ABC: (Atanasoff-Berry-Computer 1937-42). Primer en emprar elements electrònics per a

resoldre problemes matemàtics: sistemes d’equacions lineals.

Primer en utilitzar el sistema binari en computació

Colossus: grup de científics anglesos ambAlan Turin (1943). Va ajudar a desxifrar el codi

enigma dels alemanys.

1ª Generació: vàlvules de buit

ENIAC : Electronic Numerical Integrator and Calculator.

Eckert i Mauchly (1941) 1er ordinador electrònic de propòsit general.

Programa cablejat Càlcul de taules de foc d’artilleria

Operatiu durant la II Guerra Mundial. Conegut al 1946

1ª Generació: vàlvules de buit

Característiques: 30 Tn 18.000 tubs de buit

100 Kw 100 Khz

Operacions: suma, resta, multiplicació i divisió (suma: 200μs)

20 registres de 10 dígits

Entrada/Sortida de dades: Targetes perforades

ENIAC : Electronic Numerical Integrator and Calculator.

1ª Generació: vàlvules de buit

ENIAC

1ª Generació: vàlvules de buit

EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

Eckert-Mauchly-von Neumann

Primer informe sobre EDVAC:J. von Neumann. 1945Bases de laArquitectura von Neumann- Programa emmagatzemat- Tubs de buit- Aritmètica binària- 5 unitats: Entrada Memòria UAL Control Sortida

1ª Generació: vàlvules de buit

UNIVAC I - Remington-Rand Co. (Eckert-Mauchly Computer Co.)

•1er ordinador comercial amb èxit. 1951

•48 sistemes •250.000 $

2ª Generació: transistors Menor mida, menor dissipació

de calor, major fiabilitat Primers llenguatges d’alt

nivell: FORTRAN COBOL ALGOL

Germen del primer Sistema Operatiu: processament per lots

2ª Generació: transistors

Memòria de ferrita

Extensió dels ordinadors comercials Generalització de les memòries de ferrita

2ª Generació: transistors Exemples: - Innovadors, amb poca repercusió comercial: UNIVAC LARC IBM STRETCH (o 7030) Burroughs D-825 ATLAS - Comercials: CDC 1604 i 3600 IBM 1410 PDP 1 de DEC Sèrie 1100 d’Univac

3ª Generació: circuits integrats Menor mida, más econòmics, menor consum d’energia

Primera família d’ordinadors, compatibles a nivell d’ arquitectura: IBM360

Arquitectura d’ordinadors: “El que ha d’entendre un programador per escriure un programa correcte,

independientment del temps, per a aquest ordinador”

Superordinadors: 6600 de Control Data (Seymour Cray, 1963). Miniordinadors: PDP-8 i PDP-11

Sistemes Operatius: multiprogramació i temps compartit.

Llenguatges: llenguatges d’alt nivell estructurat (Dijkstra, 1968)

3ª Generació: circuits integrats

IBM 360 Amdahl, Blaauw i Brooks (1964)

•MP amb nuclis de ferrita•UCP amb CI de MSI i SSI•Joc d’instruccions CISC•Registres de propòsit general•Instruccions registre-memòria i memòria-memòria•Memòria cau•Protecció de memòria•Multiprogramació

3ª Generació: circuits integrats

CDC 6600 -

Control Data Co. - Cray

Considerat el primer superordinador

Segmentació en les unitats funcionals

3ª Generació: circuits integrats

MP i UCP amb CI de MSI i SSI Memòria cau Miniordinadors PDP-8 - Paraules de 12 bits -12.000 u. venudes PDP-11 - Paraules de 16 bits

PDP - DEC (1964)

4ª Generació: microprocessadors

PC (4ª gen.)PC (4ª gen.) 16 bits: Intel 8086-88, Motorola 68000 i Z-8000 32 bits: Intel 80386,

Motorola 68030 Ordinadors personals i

estacions de treball

Microprocessadors i memòries de semiconductor. 1971: 1er microprocessador, INTEL 4004 (4 bits) 8 bits: Intel 8080-85, Motorola 6800 i Zilog Z-80

Memòria de semiconductors

4ª Generació: microprocessadors

AltresAltres aplicacions: electrodomèstics, equips de música i video, etc.

Arquitectura RISC (MIPS R2000, SPARC) Superordinadors: ordinadors paral·lels Llenguatges de programació: C i Ada Sistemes Operatius. Estandarització: UNIX Interfícies gràfiques Generalització de les xarxes d’ordinadors

¿5ª Generació?: microprocessadors

El microprocessador com a element bàsic La computació massivament paral·lela La comunicació i les connexions entre

ordinadors com a cosa generalitzada. Internet. Correu electrònic. World Wide Web....

Els ordinadors actuals

Integrats amb milions de transistors

Velocitats > GHz UAL i UC :

Microprocessador o CPU Memòria Principal (capacitat

> Giga) Unitat d’ E/S en chipsets Diversitat i compatibilitat de

perifèrics (ports USB) Interconnectivitat de

sistemes