ncü Bilgi İşleyen Makine Olarak Beyin Beyin 2005 Albert Long Hall, Boğazi



Benzer belgeler
Albert Long Hall, Boğazi

ENF 100 Temel Bilgi Teknolojileri Kullanımı Ders Notları 2. Hafta. Öğr. Gör. Dr. Barış Doğru

KBÜ. TBP111 Bilgisayar Donanımı. Öğr. Gör. Dr. Abdullah ELEN KARABÜK ÜNİVERSİTESİ.

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

BİLGİSAYAR MİMARİLERİ

Dr. Feza BUZLUCA İstanbul Teknik Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

Bilgisayarın Tarihi. Prof. Dr. Eşref ADALI www. Adalı.net

Bilgisayar Mühendisliğine Giriş. Yrd.Doç.Dr.Hacer KARACAN

Bilgisayar Mimarisi Nedir?

İŞLEMCİLER (CPU) İşlemciler bir cihazdaki tüm girdilerin tabii tutulduğu ve çıkış bilgilerinin üretildiği bölümdür.

Bilgisayar Donanımına Giriş

Bilgisayar Donanımı Dersi BİLGİSAYARIN MİMARI YAPISI VE ÇALIŞMA MANTIĞI

Optik Sürücüler CD/CD-ROM DVD HD-DVD/BLU-RAY DİSK Disket Monitör LCD LED Projeksiyon Klavye Mouse Mikrofon Tarayıcı

DONANIM. 1-Sitem birimi (kasa ) ve iç donanım bileşenleri 2-Çevre birimleri ve tanımlamaları 3-Giriş ve çıkış donanım birimleri

Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu Giriş

DERS NOTLARI. Yard. Doç. Dr. Namık AKÇAY İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

Bilgisayara Giriş Konular

GMB 103 Bilgisayar Programlama. 1. Bilgisayar Tarihi

ÜNİTE:1. Bilgisayara Giriş ÜNİTE:2. İşletim Sistemleri ÜNİTE:3. Ofis Yazılımları-Sözcük İşlemciler ve Belge Sistemleri ÜNİTE:4

BİLGİSAYAR NEDİR? Bilgisayar

Ham Veri. İşlenmiş Veri Kullanıcı. Kullanıcı. Giriş İşleme Çıkış. Yazılı Çizili Saklama. Doç.Dr. Yaşar SARI-ESOGÜ-Turizm Fakültesi

~BĠLGĠSAYAR DONANIMI~

ÜNİTE BİLGİSAYARIN TARİHİ GELİŞİMİ BİLGİSAYAR DONANIMI İÇİNDEKİLER HEDEFLER. Okt. Mustafa AKBUĞA

BİLGİSAYARIN TARİHÇESİ Tarihsel olarak en önemli eski hesaplama aleti abaküstür; 2000 yildan fazla süredir bilinmekte ve yaygın olarak

Bilgisayar Donanımı. Temel Birimler ve Çevre Birimler. Öğr.Gör.Günay TEMÜR / KAYNAŞLI MESLEK YÜKSEOKULU

Bilgisayarların Gelişimi

Ünite-2 Bilgisayar Organizasyonu.

Bilgisayara Giriş. Bilgisayarlar ilk geliştirilmeye başlandıklarından bugüne kadar geçen süre içerisinde oldukça değişmişlerdir.

Bilgisayar aldığı komutlar uyarınca veri işleyerek problem çözen otomatik elektronik aygıtların ortak adıdır.

Mikrobilgisayar Mimarisi ve Programlama

BİLGİSAYAR I BİLGİSAYAR İLE İLGİLİ TEMEL BİLGİLER

Cache-Hızlı Hafıza Birimi. Bilgisayar Sistemi Bilgisayarların Anakart Organizasyonu

Embedded(Gömülü)Sistem Nedir?

BĠLGĠSAYAR MÜHENDĠSLĠĞĠNE GĠRĠġ

GEÇMĐŞE BAKIŞ. Nilgün KARAKÜÇÜK. MMO Merkez. John Atanasoff ve Clifford Berry ilk elektronik bilgisayarı icat etti.

Donanımlar Hafta 1 Donanım

Bilgisayarların Tarihi Gelişimi

BLG2109 BİLGİSAYAR DONANIMI DERS 3. Öğr. Grv. Aybike ŞİMŞEK

Bilgisayara Giriş Konular

THE ORIGINS INTRODUCTION TO COMPUTER SCIENCES BY Z. CIHAN TAYSI

TEMEL BİLGİ TEKNOLOJİLERİ I

Giriş MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Elektronik Öncesi Kuşak. Bilgisayar Tarihi. Elektronik Kuşak. Elektronik Kuşak. Bilgisayar teknolojisindeki gelişme

CPU (Merkezi İşlem Birimi) Nedir?

8. MİKROİŞLEMCİ MİMARİSİ

MSC2018 BİLGİSAYAR UYGULAMALARI

Bilgisayar Bilimlerine Giriş 1 Dokuz Eylül Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü

MAK 1005 Bilgisayar Programlamaya Giriş. BİLGİSAYARA GİRİŞ ve ALGORİTMA KAVRAMI

T E M E L K AV R A M L A R. Öğr.Gör. Günay TEMÜR / Teknoloji F. / Bilgisayar Müh.

Mikroişlemcili Sistemler ve Laboratuvarı 1.HAFTA

BİH 605 Bilgi Teknolojisi Bahar Dönemi 2015

İşletim Sistemleri (Operating Systems)

İşletim Sistemlerine Giriş

TOSHIBA C55-C- 11RSatellite Ci5-5200U 2.20GHz 8GB 1TB 2GB 930M 15.6" INTEL CI5-5200U 2,2GHZ

Bilgisayarlar n Geli imi

Bilgisayar Temel kavramlar - Donanım -Yazılım Ufuk ÇAKIOĞLU

Konular MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Giriş. Bilgisayar Tarihi. Elektronik Kuşak. Elektronik Öncesi Kuşak

Bilgisayarlar Nasıl Çalışır?

Bilişim Teknolojileri ve Temel Kavramlar

MİKROBİLGİSAYAR SİSTEMLERİ. Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu

PORTLAR Bilgisayar: VERİ:

Bilgisayar en yavaş parçası kadar hızlıdır!

Mikrobilgisayar ve Assembler

INTEL İŞLEMCİLİ MASAÜSTÜ BİLGİSAYARLAR EYLÜL 2010 ÜRÜN KATALOĞU

Bilgisayar ve Donanım

Düşünelim? Günlük hayatta bilgisayar hangi alanlarda kullanılmaktadır? Bilgisayarın farklı tip ve özellikte olmasının sebepleri neler olabilir?

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Von Neumann Mimarisi. Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar 1

BLM 4811 MESLEKİ TERMİNOLOJİ II. Ders 2: Bilgisayarın ve Hesaplamanın Tarihi

Temel Bilgi Teknolojisi Kullanımı

MİKROİŞLEMCİ MİMARİLERİ

Bil101 Bilgisayar Yazılımı I. M. Erdem ÇORAPÇIOĞLU Bilgisayar Yüksek Mühendisi

Temel Bilgisayar Bilgisi

40. yıl INTEL CORE 2 DUO PC BİLGİSAYAR. Açıklama Intel Core 2 Duo 2.13 PC Bilgisayar (4 adet) Denklik/Onay

ANAKARTLAR. Anakartın Bileşenleri

EEM 306 Mikroişlemciler ve Lab. Doç.Dr. Mehmet SAĞBAŞ

MİKROİŞLEMCİLER 1 Ders 1

Merkezi İşlem Birimi Kavramı (CPU)

Bilgisayarın Tarihi ve Gelişimi

Bilgisayar Programlama. Giriş

BİLGİSAYARLARIN TARİHÇESİ VE GELİŞİMİ KİŞİSEL BİLGİSAYARLARIN ANA BİLEŞENLERİ DONANIM VE YAZILIM KAVRAMLARI

Mikrobilgisayar ve Assembler

BİLGİSAYARA GİRİŞ. Transistor: Elektronik devrelerde güçlendirici veya anahtar olarak kullanılan, yarı iletken temelli devre elemanıdır.

BİLGİ TEKNOLOJİLERİNE GİRİŞ

«Bilişim Teknolojisi» nedir?

Bilgisayar Mühendisliğine Giriş. Yrd.Doç.Dr.Hacer KARACAN

Temel Bilgi Teknolojileri -1

Bilgisayar Mühendisliğine Giriş

Anakart ve Bileşenleri CPU, bellek ve diğer bileşenlerinin bir baskı devre (pcb) üzerine yerleştirildiği platforma Anakart adı

Bilgisayar (Computer) Bilgisayarın fiziksel ve elektronik yapısını oluşturan ana birimlerin ve çevre birimlerin tümüne "donanım" denir.

Hız felaket mi? 32-Bit/64-Bit işlemciler üzerine örnek bir çalışma

x86 Ailesi Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

Sistem Gereklilikleri

ENF 100 TEMEL BİLGİ TEKNOLOJİLERİNİN KULLANIMI

DERS 3 MİKROİŞLEMCİ SİSTEM MİMARİSİ. İçerik

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü ALGORİTMA VE PROGRAMLAMA 1.HAFTA

Giris {\} /\ Suhap SAHIN

Bilgisayara Giriş. Öğr. Gör Fırat YÜCEL

Masaüstü Bilgisayarlar ve İş İstasyonları


BİLGİSAYAR MİMARİSİ. Komut Seti Mimarisi. Özer Çelik Matematik-Bilgisayar Bölümü

Transkript:

Bilgisayar ve Beynin Karşılaştırmalı Evrimi Bilgi Đşleyen Makina Olarak Beyin - 3 23-24 Aralık 2005 Boğ, Đstanbul M. Ufuk Çağlayan Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Boğ 24 Aralık 2005 Motivasyon Bilgisayar gelişiminde (evrimi?) ve beyin/sinir sistemi evriminde nerelerdeyiz? Bilgisayar birimleri ile beyin ve sinir sistemi arasında ne gibi spekülatif karşılaştırmalar yapabiliriz? Sayfa 1 / 39 Sayfa 2 / 39 Genel Bakış Bilgisayar Gelişimi Temel Birimler, Đşlemciler ve Bellek Beyin ve Sinir Sistemi Evrimi (kısacık) Nöron=Đşlemci? Veya, Beyin=Đşlemci? Bilgisayarların Gelişimi - 1 Mekanik Toplama/Çıkartma Makinaları : Schickard (1592-1635), Pascal (1623-1662), Leibniz (1646-1726) Babbage (1791-1871) Difference Engine ve Analytical Engine, Jacquard dokuma (1804, delikli kart), Hollerith (1890, delikli kart) Elektromekanik bilgisayarlar Zuse (Z1, 1936, röleli ve Z3, 1943 delikli 35mm film) Sayfa 3 / 39 Sayfa 4 / 39 Bilgisayarların Gelişimi - 2 Elektronik bilgisayarlar Atasanoff-Berry bilgisayarı (1939), ENIAC (1946, Mauchly & Eckert, U. Penn, 18000 tüp), Colossus (1943, Đngiliz, Enigma kod çözücü, 2400 tüp, Turing) Von Neumann Stored Program kavramı (1946), EDVAC tasarımı, IAS bilgisayar (1951) Manchester U. The Baby, ilk stored program bilgisayar (1948), ilk transistörlü bilgisayar (1953) Cambridge U. EDSAC (1949, Wilkes) Sayfa 5 / 39 Bilgisayarların Gelişimi - 3 Elektronik bilgisayarlar (devam) Tamamen transistörlü bilgisayarlar (~1950-1971): Ana bilgisayarlar (IBM 360, 370, CDC vb), mini bilgisayarlar (PDP-8, -11, vb) LSI ve VLSI işlemcili bilgisayarlar - Intel 4004, 1971 (ilk mikroişlemci), 8008, 1972 - Intel 8080, 1974 (6 micron, 6000 transistör) - Altair, ilk kişisel bilgisayar, Nisan 1974 - Binlerce farklı işlev, performans ve maliyette mikroişlemciler Sayfa 6 / 39 1

Temel Bilgisayar Birimleri En Temel Birim : NAND Kapı (Gate) Bir bit sayısal mantık ve bellek birimleri : AND, OR, NOT, NAND, Flip-Flop Đkili aritmetik toplama ve tersini alma birimleri Đkili AND, OR, NOT, XOR mantık işlem birimleri Register lar, sayaçlar, cep ve ana bellekler Đşlemciler Giriş/Çıkış birimleri Sayfa 7 / 39 Sayfa 8 / 39 2 transistor ile NAND Kapı Uygulaması NAND Kapıların Kullanımı Transistör, ~1cm Silicon atomları arası 0.235 nm Sayfa 9 / 39 Integer ve Floating Point toplayıcılar 4-64 bit integer, 32-256 bit floating point Mantık Đşlem Birimleri 4-64 bit AND, OR, NOT, XOR Aritmetik Mantık Birimi (ALU) Komut (instruction) Decoders Kontrol Mantık (Control Logic) Birimleri Sayfa 10 / 39 Flip-Flop : Temel Bellek Birimi NAND Kapı ile J-K Flip-Flop Flip-Flop un Temel Bellek Birimi Olarak Kullanımı Register lar (en hızlı bellek) 4-64 bit integer, 32-256 bit floating point Sayaçlar (Counters) 32-64 bit Timer, TOD, vb Cep (Cache) bellek (L1, L2, L3, daha yavaş) Ana (RAM) Bellek (çok daha yavaş) Örnek Hızlar: 1ns, 5ns, 60ns Sayfa 11 / 39 Sayfa 12 / 39 2

Basit Đşlemci (CPU) Temel Yapıları Đşlemci Gelişimi : Son 30 yıl 6 mikron 0.8 mikron CPU 0.13 mikron Sayfa 13 / 39 0.09 mikron=90nm Sayfa 14 / 39 Pentium 4 Đşlemci, 3.73GHz, 2MB L2 cache 90nm, 169M transistör Athlon ve Pentium 4 Đşlemci Sayfa 15 / 39 Sayfa 16 / 39 Modern Mikroişlemcilerin Özellikleri 64 bit aritmetik işlemler 4-20 seviyeli mikrokomut pipeline lar Komut seviyesinde paralel işlemler ve birden fazla (2-8) ALU, olası komut yollarında paralel işlemler Çok daha fazla sayıda (256) register lar ve büyük cep (Cache) bellek (Itanium, 9MB L2) Daha geniş bellek veriyolu (>256 bit) Bilgisayarlar-Dış Dünya Đlişkisi Elektromekanik Anahtarlar (klavye, fare, vb) Floppy, harddisk, vb Optoelektronik Yarı-iletken ışık kaynakları (LED, LCD, Laser diyot) Yarı-iletken ışık algılayıcılar (ışığa hassas direnç, diyot ve transistörler) Diğer : CRT, mikrofon, hoparlör, basınç/ısı algılayıcılar, vb Sayfa 17 / 39 Sayfa 18 / 39 3

Beyin Evrimi - 1 Beyin ve sinir sistemi evriminin nasıl olduğunu anlamaya çalışan, farklı bilim alanlarından binlerce araştırıcı Geleneksel yaklaşım : Beynin karşılaştırmalı anatomi ve fizyolojisine odaklanma Modern yaklaşım : Genetik ve kognitif özelliklere odaklanma Sayfa 19 / 39 Sayfa 20 / 39 Beyin Evrimi - 2 Beyin vs Bilgisayar - 1 Đnsanda (ve insansılarda) son 3-4 milyon yılda beyin hacminin yaklaşık 400ml den yaklaşık 1400ml ye artması Nöron sayılarında artış? Cf. Paralel işlemci/işlem birimi sayısı? Đşlemcilerde transistör sayısı? Beyinde reorganizasyon, yapısal değişiklikler, yeni bölümler (cerebral cortex?) Sayfa 21 / 39 Sayfa 22 / 39 Beyin vs Bilgisayar - 2 Beyin vs Bilgisayar - 3 Beyin ~= 100 giga nörons (işlemci?) Nöron başına binlerce bağlantı: ~1000-10000? Statik/Dinamik bağlantılar..! Beyindeki yapısal birimlerin (işlemci) sayısı: ~100-1000? 100M nöron/yapısal birim? Yapısal birimler bazında : 100M**1000 bağlantı? En karmaşık paralel bilgisayarlar: 10K CPU? Đşlemci (CPU) : Bir nörondan daha karmaşık? Yazılım Faktörü Yazılım, işlemcinin belleğinde ve yapılacak işlerin bir planı Statik/Dinamik bağlantılara yol açtığı varsayılabilir..! Đşlemci (CPU) + Yazılım = Beyin? Sayfa 23 / 39 Sayfa 24 / 39 4

Bilgi veđletişimđçin Prof. Dr. M. Ufuk Çağlayan Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Boğaziçi Universitesi Bebek, Đstanbul 34342 Tel : +90 (212) 359 6698 Faks: +90 (212) 287 2461 E-posta : caglayan@boun.edu.tr Web: http://www.cmpe.boun.edu.tr/~caglayan Sayfa 25 / 39 5