1. Evolució dels ordinadors Generacions tecnològiques

2. ÍNDEX 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

3. Antecedents històrics L’à bac : 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

4. Antecedents històrics Màquina 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.

5. 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 2 on grau amb 6 xifres 2ª Funcions de 6 è grau amb 18 xifres

6. Pregunta Per què fins ara parlavem de màquines i a partir d’ara parlam d’ordinadors? Que va canviar?

7. 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

8. 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.

9. 1ª Generació: vàlvules de buit MARK-I Howard Aiken Ordinador electromecànic. 1944 Evolució: Mark-II : màquina de relés Mark-III i Mark-IV: màquines de tubs de buit amb programa emmagatzemat. Arquitectura Harvard

10. 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

11. 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 amb Alan Turin (1943). Va ajudar a desxifrar el codi enigma dels alemanys.

12. 1ª Generació: vàlvules de buit ENIAC : Electronic Numerical Integrator and Calculator . Eckert i Mauchly (1941) 1 er ordinador electrònic de propòsit general. Programa cablejat Càlcul de taules de foc d’artilleria Operatiu durant la II Guerra Mundial. Conegut al 1946

13. 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 .

14. 1ª Generació: vàlvules de buit ENIAC

15. 1ª Generació: vàlvules de buit EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Eckert-Mauchly-von Neumann Primer informe sobre EDVAC: J. von Neumann. 1945 Bases de la Arquitectura von Neumann - Programa emmagatzemat - Tubs de buit - Aritmètica binària - 5 unitats: Entrada Memòria UAL Control Sortida

16. 1ª Generació: vàlvules de buit UNIVAC I - Remington-Rand Co. (Eckert-Mauchly Computer Co.) 1 er ordinador comercial amb èxit. 1951 48 sistemes 250.000 $

17. 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

18. 2ª Generació: transistors Memòria de ferrita Extensió dels ordinadors comercials Generalització de les memòries de ferrita

19. 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

20. 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)

21. 3ª Generació: circuits integrats IBM 360 A mdahl, 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

22. 3ª Generació: circuits integrats CDC 6600 - Control Data Co. - Cray Considerat el primer superordinador Segmentació en les unitats funcionals

23. 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)

24. 4ª Generació: microprocessadors 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: 1 er microprocessador, INTEL 4004 (4 bits) 8 bits: Intel 8080-85, Motorola 6800 i Zilog Z-80 Memòria de semiconductors

25. 4ª Generació: microprocessadors Altres 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

26. ¿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....

27. 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