Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Костанайский Государственный Университет
им. Ахмета Байтурсынова
Автор презентации: ст. преподаватель кафедры ИиМ
Ермагамбетова Гульмира Нурлановна
2 слайд
«Человек придает кибернетическим машинам способность творить и создает этим себе могучего помощника»
Ноберт Винер
3 слайд
Тема:
Основные понятия архитектуры ЭВМ
4 слайд
Цель:
Рассмотреть историю архитектуры ЭВМ и основные принципы архитектуры Фон-Неймана
5 слайд
Задачи Лекции:
1.Рассмотреть историю развития ЭВМ
2.Классифицировать поколения ЭВМ
3. Показать основные принципы фон Неймана
4. Показат ь схему устройства ЭВМ по принципу фон Неймана
6 слайд
План Лекции:
1. Обзор и история архитектуры ЭВМ. Поколения ЭВМ
2. Основные принципы архитектуры Фон-Неймана
7 слайд
1. Обзор и история архитектуры ЭВМ. Поколения ЭВМ
8 слайд
- 3 000 лет - _
V-VI
XVII
XX
XXI
Уровень развития ЭВМ, оп/с
История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 3 000 лет тому назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д.
9 слайд
История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 3 000 лет тому назад для счета использовалиь счетные палочки, камешки и т.д.
V-VI
XVII
XX
XXI
Уровень развития ЭВМ, оп/с
- 3 000 лет - _
10 слайд
История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 3 000 лет тому назад для счета использовалиь счетные палочки, камешки и т.д.
V-VI
XVII
XX
XXI
Уровень развития ЭВМ, оп/с
- 3 000 лет - _
11 слайд
Кости с зарубками
30 000 лет до н.э
«Вестоницкая кость», Чехия
12 слайд
Саламинская доска
300 лет до н.э
- бороздки – единицы, десятки, сотни, …
- количество камней – цифры
- десятичная система
о. Саламин, Эгейское море
13 слайд
Абак
V-VI век н.э
Суан-пан
Древний Рим.
Китай
- позволял лишь запоминать результат, а все арифметические действия должен был выполнять человек.
14 слайд
Узелковое письмо
VII век н.э
- узлы с вплетенными камнями
- нити разного цвета (красная – число воинов, желтая – золото
- десятичная система
Южная Америка
15 слайд
Счеты
XV-XVII век н.э
Соробан
Япония
Россия
16 слайд
Леонардо да Винчи
XV-XVII век н.э
- суммирующее устройство с зубчатыми колесами: - сложение 13-разрядных чисел
17 слайд
Вильгельм Шиккард
1623 год н.э
- сложение и умножение 6-разрядных чисел.
Суммирующие «счетные часы
Сгорела
Немецкий ученый, Первая механическая машина
18 слайд
V-VI
XVII
XX
XXI
Уровень развития ЭВМ, оп/с
История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 3 000 лет тому назад для счета использовалиь счетные палочки, камешки и т.д.
19 слайд
Блез Паскаль
1642 год н.э
(1623 - 1662) французский математик, физик, религиозный философ и писатель.
Механическая счетная машина
- сложение и вычитание 8-разрядных чисел
десятичная система
зубчатые колеса
20 слайд
Вильгельм Готфрид Лейбниц
1672 год н.э
Арифмометр «Феликс»
(1646 - 1716)
- Сложение, вычитание, умножения, деления и извлечения квадратного корня
Бинарные числа: 1 и 0
Десятичная система
21 слайд
Чарльз Бэббидж
1834 год
Аналитическая машина
- мельница» (автоматическое выполнение вычислений)
- «склад» (хранение данных)
- «контора» (управление)
- ввод данных и программы си перфокарт
-ввод программы «на ходу»
первый подробный проект автоматической вычислительной машины.
впервые предложил и частично реализовал, идею программно-управляемых вычислений
22 слайд
Ада Лавлейс
1834-1836 годы
Первая программа – вычисление чисел Бернулли (циклы, условные переходы)
Основные принципы программирования
(1815-1852)
23 слайд
Джордж Буль
1840-е годы
Разработал основы математической логики, логические операторы И, ИЛИ и НЕ.
(1815 - 1864)
24 слайд
Джон Томсон
1897 год
- Электронно-лучевая трубка
- Вакуумные лампы – диод, триод
25 слайд
V-VI
XVII
XX
XXI
Уровень развития ЭВМ, оп/с
26 слайд
М.А. Бонч-Бруевич
1918 год
- Триггер – устройство для хранения бита
27 слайд
Конрад Цузе
1937-1941 годы
электромеханические реле
(устройства с двумя состояниями)
- двоичная система
- использование булевой алгебры
- ввод данных с киноленты
Zuse I -
Zuse II -
Zuse III -
Colossus II
28 слайд
Дж. Атанасофф
1939-1942 годы
двоичная система
решение систем 29 линейных уравнений
первые электронные схемы отдельных узлов ЭВМ
электронная машина ABC
29 слайд
Говард Айкен
1944 год
Первый компьютер в США:
длина 17 м, вес 5 тонн
75 000 электронных ламп
3000 механических реле
сложение – 3 секунды,
деление – 12 секунд
профессор Гарвардского университета
(1815 - 1864)
30 слайд
I. 1945 – 1955
электронно-вакуумные лампы
II. 1955 – 1965
транзисторы
III. 1965 – 1980
интегральные микросхемы
IV. 1980-…
большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС)
Поколения компьютеров
31 слайд
I поколение (1945-1955)
ЭВМ первого поколения в качестве элементной базы использовали электронные лампы и реле.
элементарная база — лампы,
оперативная память на электронно-лучевых трубках и ферритовых сердечниках,
быстродействие до 10-20000 оп/сек.,
нет операционных систем
охлаждение,
однопрограммность.
ввод и вывод: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты
32 слайд
Джон фон Нейман
1945 год
Принципы фон Неймана
Принцип двоичного кодирования
Принцип программного управления
Принцип однородности памяти
Принцип адресности
33 слайд
Дж. Моучли и П. Эккерт
1943 - 1946 годы
Первый компьютер общего назначения на электронных лампах:
- длина 26 м, вес 35 тонн
- сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 с.
- десятичная система счисления
- 10-разрядные числа
ЭНИАК, ENIAC
34 слайд
Сергей Алексеевич Лебедев
1951 - 1952 годы
- МЭСМ – малая электронно-счетная машина
- 6 000 электронных ламп
- 3 000 операций в секунду
- двоичная система
- БЭСМ – большая электронно-счетная машина
- 5 000 электронных ламп
- 10 000 операций в секунду
35 слайд
II поколение (1955-1965)
Элементной базой второго поколения стали полупроводниковые транзисторы
элементарная база — полупроводниковые транзисторы
быстродействие 10000–100000 оп/сек
объем памяти — до 150 слов при длине слова до 50 двоичных разрядов
первые операционные системы
первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1959)
средства хранения информации: магнитные барабаны, магнитные диски
36 слайд
БЭСМ-6
1955-1966 годы
- 60 000 транзисторов
- 200 000 диодов
- 1 млн. операций в секунду
- память – магнитная лента, магнитный барабан
37 слайд
III поколение (1965-1980)
Элементной базой ЭВМ третьего поколения стали интегральные схемы , принадлежит американским ученым Д. Килби и Р. Нойсу.
элементарная база — интегральные схемы (ИС)
быстродействие 106–107 оп/сек
снижены габариты и энергопотребление ЭВМ
Оперативная память строилась на ИС и достигала объема 105–106 байт
Унифицировались периферийные устройства
Появился широкий выбор языков программирования
Многопрограммный и терминальный режимы операционных систем
38 слайд
Большие универсальные компьютеры
IBM/360 и IBM/370
1964-1970 годы
кэш-память
конвейерная обработка команд
операционная системаOS/360
1 байт = 8 бит (а не 4 или 6)
разделение времени
39 слайд
Компьютеры ЕС ЭВМ
ЕС-1020 и ЕС-1060
1971-1982 годы
ЕС-1020 20 тыс. оп/c
память 256 Кб
ЕС-1060 1 млн. оп/c
память 8 Мб
ЕС-1066 5,5 млн. оп/с
память 16 Мб
40 слайд
Серия PDP фирмы DEC
1970-1975 годы
меньшая цена
проще программировать
графический экран
СМ ЭВМ – система малых машин
до 3 млн. оп/c
память до 5 Мб
41 слайд
IV поколение (с 1980 г.)
Техника четвертого поколения породила качественно новый элемент ЭВМ – микропроцессор
Элементарная база — большие и сверхбольшие ИС (БИС и СБИС)
Быстродействие 107–108 оп/сек.
Оперативная память – до нескольких гигабайт
Многопроцессорные и персональные ЭВМ.
Специализированное программное обеспечение
Компьютерные сети
Мультимедиа (графика, анимация, звук)
42 слайд
1974 год
- комплект для сборки
- процессор Intel 8080
- частота 2 МГц
- память 256 байт
Альтаир-8800
(Э. Робертс)
43 слайд
1976 год
- комплект для сборки
- процессор Intel 8080
- частота 2 МГц
- память 256 байт
Стефан Возняк и Стивен Джобс
Apple-I
44 слайд
1974 годы
- тактовая частота 1 МГц
- память 48 Кб
- цветная графика
- звук
- встроенный язык Бейсик
- первые электронные таблицы VisiCalc
Apple-II
45 слайд
1983 год
- память 128 Кб
- 2 дисковода 5,25 дюйма с гибкими дисками
Apple-IIe
Lisa
- первый компьютер, управляемый мышью
46 слайд
1983-1985 годы
процессор Intel 8088
частота 4,77 МГц
память 64 Кб
гибкие диски 5,25 дюйма
IBM 5150
процессор Intel 80286
частота 8 МГц
винчестер 20 Мб
IBM PC AT
47 слайд
1985 год
процессор Motorolla 7 МГц
память до 8 Мб
дисплей до 4096 цветов
мышь
многозадачная ОС
4-канальный стереозвук
технология Plug and Play (autoconfig)
Amiga-1000
48 слайд
2006-2007 год
процессор - до 8 ядер
память до 16 Гб
винчестер(ы) до 4 Тб
MacPro
MacBook
монитор 15’’ или 17’’
Intel Core 2 Duo
память до 4 Гб
винчестер до 300 Гб
49 слайд
История развития Вычислительной техники насчитывает несколько десятков веков назад.
Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 2 000 лет тому назад для счета использовалиь счетные палочки, камешки и т.д.
V-VI
XVII
XX
XXI
Уровень развития ЭВМ, оп/с
50 слайд
Перспективы
Квантовые компьютеры
эффекты квантовой механики
параллельность вычислений
2006 – компьютер из 7 кубит
Оптические компьютеры
Биокомпьютеры
химическая реакция с участием ферментов
330 трлн. операций в секунду
51 слайд
II. Основные принципы архитектуры Фон-Неймана
52 слайд
Термин «архитектура» используется для описания принципа действия, конфигурации и взаимного соединения основных логических узлов ЭВМ.
Архитектура – это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств, из которых строится ЭВМ.
53 слайд
Основы учения об архитектуре ЭВМ заложил выдающийся американский математик Джон фон Нейман.
+
=
Основные принципы построения ЭВМ
ENIAC
1945 год…
54 слайд
Принципы фон Неймана
(«Предварительный доклад о машине EDVAC», 1945)
Принцип двоичного кодирования:
вся информация кодируется в двоичном виде.
Принцип программного управления:
программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти:
программы и данные хранятся в одной и той же памяти.
Принцип адресности:
память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.
55 слайд
В докладе фон Неймана, посвященном описанию ЭВМ, выделено пять базовых элементов компьютера, которые существуют и на сегодняшнее время:
- арифметико-логическое устройство (АЛУ);
- устройство управления (УУ);
- запоминающее устройство (ЗУ);
- система ввода информации;
система вывода информации.
Описанную структуру ЭВМ принято называть архитектурой фон Неймана.
Принципы фон Неймана
(«Предварительный доклад о машине EDVAC», 1945)
56 слайд
Устройство
ввода
Устройство
вывода
Внутренняя
память
Процессор
Внешняя
память
Схема устройства
Принципы фон Неймана
57 слайд
АЛУ и УУ
ЗУ
Устройство Ввода
Устройства Вывода
Принципы фон Неймана
58 слайд
Связи между устройствами компьютера согласно принципам фон Неймана (одинарные линии показывают управляющие связи, пунктир - информационные
Арифметическо-логическое устройство
Устройство управления
Внешние устройства
Оперативная память
Принципы фон Неймана
59 слайд
1.Информатика. Систематический курс. Учеб.для студентов эконом.спец.вузов/под ред.Макаровой.-3-е изд., - М.: Финансы и статистика, 2004.-с.13-40, 62-97
Угринович Н.Д. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений. Изд.2-е, испр.-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004, с.32-37
Макарова Н. В. Программа по информатике (системно – информационная концепция). – СПб.: Питер, 2004. – 64с.: ил.
Информатика и ИКТ. Учебник. 10 класс. Базовый уровень / Под ред. проф. Н. В. Макаровой. - СПб.: Питер, 2008. – 256с.
Журнал «Информатика и образование», 2006 – 2007гг.
Большая школьная энциклопедия, Т. 1. Естественные науки (автор – составитель раздела информатики Симонович С. В.). – М.: Русское энциклопедическое товарищество, 2004. – 704с.
Информатика и ИКТ. Подготовка к ЕГЭ / Под ред. проф. Н. В. Макаровой. - СПб.: Питер, 2007. – 160с.
Информатика и информационные технологии. Учебник для 10 – 11 классов / Н. Д. Угринович. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. – 512с.
Шелепаева А. Х. Поурочные разработки по информатике: базовый уровень. – М.: ВАКО, 2007. – 352с.
Литература
60 слайд
???
Кто и в каком году создал первую модель вычислительной машины?
Кто является разработчики аналитической, прообраза современной программно-управляемой, машины?
Назовите имя первого программиста.
Кто сформулировал основные принципы, лежащие в основе архитектуры вычислительной машины?
В каком году закончена разработка БЭСМ (Большой Электронной Счётной Машины)?
В каком году в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема (ИС)?
Перечислите признаки, отличающие одно поколение от другого.
В каком году под руководством Д. Эккерта и Д. Моучли была создана вычислительная машина ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)?
Контрольные вопросы:
61 слайд
Спасибо за Внимание!
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 1500 лет тому назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д. Начало развития технологий принято считать с Блеза Паскаля, который в 1642г. изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел. Его машина предназначалась для работы с 6-8 разрядными числами и могла только складывать и вычитать, а также имела лучший, чем все до этого, способ фиксации результата. Машина Паскаля имела размеры 36´13´8 сантиметров, этот небольшой латунный ящичек было удобно носить с собой. В 1812 году английский математик Чарльз Бэббидж начал работать над так называемой разностной машиной, которая должна была вычислять любые функции, в том числе и тригонометрические, а также составлять таблицы. Свою первую разностную машину Бэббидж построил в 1822 году и рассчитывал на ней таблицу квадратов, таблицу значений функции y=x2+x+41 и ряд других таблиц.
6 662 874 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Ермагамбетова Гульмира Нурлановна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Мини-курс
8 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.