slama.dev

Principy Počítačů

17. 1. 2020; lecture notes

Úvodní informace

Tato stránka obsahuje moje poznámky z přednášky Pavla Ježka z roku 2019/2020. Pokud by byla někde chyba/nejasnost, nebo byste rádi někam přidali obrázek/text, tak stránku můžete upravit pull requestem (případně mi dejte vědět, např. na mail).

Zjednodušené schéma počítače

Harvardská architektura
  • vymyšlena na univerzitě v Harvardu
  • CPU – vykonává instrukce
  • kódová paměť – uchovává instrukce; je pouze pro čtení
  • datová paměť – uchovává data, se kterými pracujeme

Historie

Charles Babbage (1837)

  • mechanický stroj analytical engine
    • z dnešního pohledu plnohodnotný počítač
    • byl Turingovsky úplný!
    • nebyl nikdy fyzicky postaven
    • měl usnadnit počítání tehdy komplexního systému daní v Británii

Ada Lovelace

  • dcera G. G. Byrona
  • finančně Babbage podporovala
  • příběhy o ní jako programátorce (psaní programů, ladění bugů) jsou vesměs nesmysl, ale:
    1. napsala manuál stroje
    2. napadlo ji, že by se mohlo pracovat i s jinými informacemi než s čísly (texty, obrazy, hudba…)

Kódování informace v počítači

  • pojďme si zakódovat čísla 0,1,2,,10000000, 1, 2, \ldots, 1 000 000

Analogový přenos

  • kódování 1=1V1 = 1V, 2=2V2 = 2V by nešlo, jelikož se musí čekat na bouřku
    • 0=0V0 = 0V, 1000000=5V1 000 000 = 5V zní rozumněji
  • v praxi zní skvěle, ale v realitě řada problémů, jelikož napětí ovlivňuje:
    • délka vodiče
    • teplota vodiče
    • elektromagnetické pole, které je vodičem jak generováno, tak přijímáno
ztrátovost analogového přenosu

Digitální přenos

  • problém je v intervalech, které se překrývají… co je odtáhnout od sebe?
  • pouze 2 hodnoty – logická 1 a logická 0
  • jednotka bit (BInary digiT, značíme bb)
  • funguje s rozumným šumem (100procentní ale není)
digitální přenos
Sériový přenos
  • způsob přenosu více bitů informace: pošleme je za sebou