DIGITALNI RACUNARI

1
DIGITALNI RACUNARI

• Nastavnik Doc.dr Novica Nosovic
• novica.nosovic_at_etf.unsa.ba
• Asistent Dušanka Stanic-Boškovic

2
Nastavni plan

• Semestar V IV
• Opterecenje P AV LV
• - prosjecno sedmicno 3 0 3
• - ukupno 90 0 90

3
SADRŽAJ

• Osnovni principi rada digitalnih racunara. Von
  Neumann-ov model. Funkcionalni dijelovi, odnos
  hardvera i softvera. Logicko projektovanje.
  Kombinacione strukture. Složena sekvencijalna
  kola. sabirnice i sistemi prekida. Procesor i
  njegovo funkcionisanje. Upravljacke funkcije
  procesora. Ogeledni procesor. Instrukcijski
  skup. Tipovi arhitekture procesora. Memorije i
  njihovo funkcionisanje. Periferne memorije.
  Funkcionisanje racunarskih sistema.
  Ulazno-izlazni sistemi i uredaji.

4
Poglavlja knjige

• Uvod
• Osnovni pojmovi digitalne tehnike, istorijat
  digitalnih racunara
• Brojni sistemi, operacije i kodovi
• Decimalni brojevi. binarni brojevi, konverzija
• Kompl. kodovi, brojevi sa predznakom, aritmeticke
  operacije sa njima
• Brojevi sa pokretnim zarezom
• Oktalni, heks, BCD, Grey, excess-3, alfanumericki
  ASCII..., paritet
• Primjeri zadataka za vježbu

5

• Boole-ova algebra
• Operacije i iskazi, Pravila, DeMorganova teorema
• Standardne forma Boole-ovih (logickih) izkaza
  (izraza)
• Tabele istine, Karnaugh-ove mape (do 5
  varijabli)
• Primjeri zadataka za vježbu
• Logicka kola
• Ne. i. ili. ni, nili, xor, xnor
• Kombinacione strukture
• Projektovanje ks, Osobine univerzalnosti NI i
  NILI kola
• I u ILI, ILI u I, HA, FA, ripple carry i LA
  carry, Koderi, dekoderi, konvertori,MUX/demux,
  party gen/check, barrell šifter, ALU
• Primjeri zadataka za vježbu

6

• Sekvancijalne strukture
• Tipovi automata, Memorijski elementi -
  Latch-evi, ivicom okidani F/F, M/S
• Projektovanje, Asinhroni brojaci,
  sinhroni/paralelni, naviše-naniže,
• Registri, shift ser/par, bidirekcionalni, Kružni
  brojac, Johnsonov brojac
• Primjeri zadataka za vježbu
• Sabirnice
• Sinhrone, asinhrone, serijske, paralelne,
  protokoli, arbitriranje, prekidi
• Primjeri zadataka za vježbu

7

• Memorijske strukture
• Bit-bajt-rijec, adresiranje, Vrste memorijskih
  komponenti, Pojektovanjememorijskih struktura,
  dekodiranje, Memorijski ciklusi, Keš memorija,
  Primjeri zadataka za vježbu
• Ogledni procesor
• put podataka, uloge registara, skup instrukcija,
  cilkus na putu podataka, mikroinstrukcija,
  mikroprogramiranje, mikroprogram, Primjeri
  zadataka za vježbu
• Blok-struktura personalnog racunara
• Procesori, sabirnice, memorije, U/I, Podsistem
  masovne memorije (FD, CD, DVD,HD, trake),
  Primjeri zadataka za vježbu

8
Obavezna literatura

• Osnove digitalnih racunara, dr Novica Nosovic,
  MAG Plus, Sarajevo, 2003. god.

9
Preporucena literatura

• Andrew S. Tanenbaum, "Structured Computer
  Organization", Prentice Hall, New Jersy,
  1976/84/90/99
• Thomas L. Floyd, Digital Fundamentals,
  Prentice-Hall, 1997
• Vincent P. Heuring, Harry F. Jordan, Computer
  Systems Design and Archtecture, Addison Wesley
  Longman, Inc., 1997

10
Pravila ponašanja

• Predavanja su obavezna (prostor?)
• Vježbe su obavezne
• Više od 3 neopravdana izostanka -gt PROBLEM!!!

11
OCJENJIVANJE

• Zadace 30
• Testovi 30
• Pismeni ispit 40
• ----------------------------------------
• Usmeni ispit (neuspjeh na usmenom povlaci ponovno
  polaganje pismenog dijela)

12
Nagrada za uspješne

• Nakon zanjeg testa, najuspješnijih 10 sticu
  pravo na seminarski rad umjesto pismenog dijela
  ispita!

13
RACUNARI

• analogni,
• digitalni (od lat. digitus, -i, m. - prst) i
• hibridni

14
Istorija
Tri vrste racunaljki abakusa (svi prikazuju
vrijednost 2074)
15

• Blaise Pascal (1623-1662)
• mehanizacija prenosa kod sabiranja

16

• Gottfried Wilhelm von Leibnitz (1646-1716)
• Dodao zupcanike za direktno množenje, 1671. g.

17

• Charles Babbage (1791-1871)
• bušene plocice za unos instrukcija i podataka
• 1823. godine -"Difference Engine"
• 1833.g. - Analytic Engine-racunar opšte namjene

18
difference engine

• f(n)n2n41
• d1(n)f(n)-f(n-1)2n
• d2(n)d1(n)-d1(n-1)2
• pa je
• f(n)f(n-1)d1(n)f(n-1)(d1(n-1)2)

19
(No Transcript)
20
automatska obrada podataka

• Herman Hollerith (1860-1929),
• 1937. g., Howard Aiken Harward Mark I
• Konrad Zuse (1910-1995),
• Alana Turinga (1912-1954),
• John Vincent Atanasoff (1903-1995)
• dr John Mauchly, Presper Eckert, ENIAC 1946.

21
ENIAC

• Electronic Numerical Integrator And Computer
• 18000 elektronskih cijevi 1500 releja
• zauzimao oko 130m2
• težak oko 30 tona
• trošio 140KW
• 5000 decimalnih sabiranja u sekundi
• 6000 višepozicionih prekidaca za programiranje

22
John von Neumann (1903-1957)
23
EDVAC

• Electronic Discrete Variable Automatic Computer
• racunar sa programom smještenim u memoriji
• Memorija mu se sastojala od 4096 40-bitnih rijeci
  
• dvije 20-bitne instrukcije ili 40-bitnu
  cjelobrojnu vrijednost sa predznakom
• Instrukcije - 8-bitni kod operacije i 12-bitna
  adrese rijeci u memoriji

24
EDVAC -gt IAS

• The Institute for Advanced Studies (nastavak
  projekta)
• ALU sa 40-bitnim registrom zvanim akomulator
• von Neumann je uveo i paralelnu binarnu
  aritmetiku ali ne i FP!!!?
• tokom 1950-tih, oštro protivio uvodenju
  asemblerskih jezika ...!?
• 10K rijeci jer je takve smatrao i više nego
  dovoljnim za tadašnji i sve buduce aplikacije
  ??!!

25
Whirlwind I (MIT)

• 16-bitni racunar
• namijenjen procesnom upravljanju u realnom
  vremenu
• memorija na bazi magnetnih jezgri
• smatra se prvim komercijalnim miniracunarom

26
EDSAC

• Electronic Delay Storage Automatic Calculator
• univerzitet u Manchesteru (Engleska)
• Maurice Wilkes sa Manchester-a glavni projektant
• akomulatorska mašina sa tipom skupa instrukcija
  koji je ostao popularan do pocetka 1970-tih
• 1951. pretstavio koncept mikroprogramiranja

27
UNIVAC-I

• UNIVersal Automatic Computer , 1951. god.
• prvi komercijalni elektronski digitalni racunar
• cijena 1.000.000
• radio 12 godina!!!
• prvi kupci??? (zna se)
• prva privatna firma koja je kupila - General
  Electric

28
IBM

• 1948 model IBM 604
• 1953. model IBM-701
• 1956 IBM-704 (4K 36-bitnih rijeci u memoriji od
  magnetnih jezgri i operacije sa pokretnom tackom
  realizovane u hardveru )
• 1958 IBM-709 zadnji model baziran na elektronskim
  cijevima
• paralelno 1954 manji i jeftiniji model IBM-650
  (planirano 200 a prodato 1800 sistema)

29
DEC

• Digital Equipment Corporation, 1957
• pravili manje i (mnogo) jeftinije sisteme
• uveli terminale 512x512 tacaka
• prvi primjerci poklonjeni MIT-u
• prve racunarske igre

30
PDP-11
31
Seymour Cray

• 1925-1996
• cuveni projektant superracunara
• 1964. CDC6600 (10x brži od savremenika)
• prva paralelna mašina

32
Intel

• Robert Noyce, Endy Grove i Gordon Moore 1968
• japanska firma Busicom tražila 12 integrisanih
  kola na jednoj štampanoj ploci (za kalkulator)
• nastao Intel 4004 prvi mikroprocesorski cip, sa
  2300 tranzistora i procesorskom snagom od oko
  60.000 operacija u sekundi (kao ENIAC!)
• 1972 Intel 8008
• 1974 Intel 8080 (1MIPS za 360)

33
personalni racunari

• veliki (IBM, DEC) ignorisali tržište racunara
  baziranih na 8-bitnim mikroprocesorima
• nepoznati Apple, Microsoft i Lotus postali
  giganti (!!??)
• Apple IIc, Macintosh
• Atari, Amiga, BBC, Sinclair, Commodore

34
IBM-PC

• 12. avgusta 1981, na velika vrata
• od 2495 (približno kao i Apple II)
• kompletna podrška dva operativna sistema
  (CP/M-86 ili IBM PC-DOS)
• u prvoj godini prodato 65000 komada !!!
• otvoreni dizajn !!!
• mali proizvodaci vecinom bankrotirali