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
3 слайд
Тема:
Устройство компьютера
4 слайд
Цель:
Дать основное представление о структуре и функциях аппаратной части персонального компьютера.
5 слайд
Задачи Лекции:
1.Рассмотреть архитектуру и основные принципы ЭВМ
2.Классифицировать ЭВМ
3. Рассмотреть структуру персонального компьютера.
4. Показать назначения основных блоков ЭВМ.
5. Рассмотреть иерархию памяти ЭВМ
6 слайд
План Лекции:
1. Архитектура ЭВМ. Классификация ЭВМ
2. Структура персонального компьютера. Назначение и функции основных блоков ЭВМ.
3. Характеристики процессора, шин и памяти.Иерархия памяти. Виртуальная память.
7 слайд
1. Архитектура ЭВМ. Классификация ЭВМ
8 слайд
Архитектура – это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств, из которых строится ЭВМ.
Основы учения об архитектуре ЭВМ заложил
выдающийся американский математик
Джон фон Нейман.
+
=
Основные принципы построения ЭВМ
ENIAC
1945 год…
9 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)
действие
начало
действие
условие
действие
ДА
Нет
10 слайд
Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера, к которым относятся: центральный процессор; основная память; внешняя память; периферийные устройства.
Устройство
вывода
Внутренняя
память
Процессор
Внешняя
память
Устройство
ввода
11 слайд
Процессор
Внешняя память
Устройство Ввода
Устройства Вывода
Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера, к которым относятся: центральный процессор; основная память; внешняя память; периферийные устройства.
Устройство
вывода
Внутренняя
память
Процессор
Внешняя
память
Устройство
ввода
12 слайд
Конструктивно персональные компьютеры выполнены в виде центрального системного блока,
к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства.
13 слайд
Электронная вычислительная машина, компьютер – комплекс технических средств, предназначена для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.
14 слайд
Классификация ЭВМ
По принципу действия
По этапам создания
По назначению
По размерам и функциям
15 слайд
По принципу действия
Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) — вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.
Аналоговые вычислительные машины (АВМ) — вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения)
Гибридные вычислительные машины (ГВМ) — вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.
16 слайд
По этапам создания
1-е поколение, 50-е гг.: ЭВМ на электронных вакуумных лампах;
2-е поколение, 60-е гг.: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах);
3-е поколение, 70-е гг.: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции;
4-е поколение, 80-е гг.: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах — микропроцессорах;
5-е поколение, 90-е гг.: ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров,
ЭВМ с параллельно-векторной структурой;
17 слайд
По назначению
Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.
Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами.
Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.
18 слайд
По размерам и функциям
СуперЭВМ
Имеет скалярные и векторные процессоры. Совместная работа процессоров основывается на различных архитектурах.
Большие ЭВМ
Мультипроцессорная архитектура, позволяющая
подключение нескольких сот рабочих мест.
МикроЭВМ
Центральный блок с одним или несколькими процессорами, монитор, акустическая система, клавиатура, устройство ввода, принтеры, жесткие и гибкие диски и пр.
Мини-ЭВМ
Однопроцессорная архитектура, разветвленная система периферийных устройств.
19 слайд
2. Структура персонального компьютера. Назначение и функции основных блоков ЭВМ.
20 слайд
Архитектура современных персональных компьютеров основана на
магистрально-модульном принципе.
Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию.
Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией.
Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной.
Системная шина выполняется в виде печатного мостика на материнской плате.
21 слайд
Структура персонального компьютера.
22 слайд
Устройство Ввода
Устройства Вывода
Системный блок
23 слайд
Системный блок
24 слайд
Микропроцессор
Микропроцессор — это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.
Центральный процессор содержит в себе:
Арифметико-логическое устройство;
Шины данных и шины адресов;
Регистры;
Счетчики команд;
Кэш — очень быструю память малого объема;
Математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.
Функции микропроцессора:
Основные характеристики Микропроцессора:
25 слайд
Системная плата
Порты
Процессор
Слоты контролеров
Слоты ОЗУ
Питание +12V
Разъемы накопителей
Системная плата обеспечивает связь между устройствами.
Основные блоки: разъемы для подключения устройств, шина для передачи сигналов между устройствами, набор микросхем для осуществления контроля.
26 слайд
К основным элементам конструкции накопителя на жестком диске относятся следующие:
диски;
головки чтения/записи;
механизм привода головок;
двигатель привода дисков;
печатная плата со схемами управления;
кабели и разъемы;
элементы конфигурации (перемычки и переключатели).
Накопитель на жёстких магнитных дисках (НЖМД) - энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство, предназначенное для хранения информации.
27 слайд
Оперативная память (ОЗУ) - память с произвольным доступом — это быстрое запоминающее устройство предназначенное для записи, считывания и хранения программ и данных.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется для кратковременного хранения переменной информации и допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций.
Статическое
ОЗУ
Динамическое ОЗУ
ОЗУ — это энергозависимая память, поэтому при выключении питания информация, хранившаяся в ОЗУ, теряется безвозвратно.
28 слайд
Внешние оптические устройства
Оптические устройства хранения информации предназначены для записи и считывания информации с внешних носителей (CD, DVD).
CD – 650 – 800 Mb. DVD – 1,2 – 12,4 Gb.
DVD (DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD-R, DVD+RW, DVD+R).
CD (CD-ROM, CD-R, CD-RW);
29 слайд
От производительности видеокарты зависит скорость и возможность компьютера работать с различной графикой.
Характеристикой является:
Объем память
Частота ЦП
Охлаждение
Марка
Модель
Видеокарта – устройство для передачи графической информации в цифровом или аналоговом виде на устройства вывода терминалы (дисплеи).
Видеокарта устанавливается в специальные слоты на системной плате.
30 слайд
Клавиатура и мышь – это устройства механического ввода информации в компьютер.
Устройства Ввода
Сканер – устройство оптического ввода информации.
С помощью СКАНЕРА можно переносить в компьютер текст и картинки (фотографии), также используют в магазинах для считывания штрих-кода товаров.
31 слайд
Основным устройством отображения вводимых и выводимых данных для персонального компьютера является Монитор.
LCD-монитор
CRT-монитор
Устройства Вывода
Принтер – устройство для вывода информации на бумагу.
Принтеры могут быть лазерными, струйными и матричными. Каждый использует свою технологию печати.
Наушники и колонки – предназначены для вывода звуковой информации.
32 слайд
3. Характеристики процессора, шин и памяти. Иерархия памяти. Виртуальная память.
33 слайд
Микропроцессоры – это программно-управляемое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессами этой обработки, выполненной в виде одной или нескольких интегральных схем с высокой степенью интеграции электронных компонентов.
34 слайд
Основные характеристики
Микропроцессора:
Производительность
Разрядность обрабатываемых данных и выполняемых команд
Число команд (микрокоманд)
Количество внутренних регистров
Объем адресной памяти
Наличием канала прямого доступа к памяти
Типом и числом входных и выходных шин и их разрядностью
Наличием и видом программного обеспечения
Способ управления
35 слайд
Функции микропроцессора:
Служит центральным устройством управления
Выполняет арифметико-логическое преобразование данных
Чтение и дешифрацию команд из основной памяти
Чтение данных из основной памяти и регистров адаптеров внешних устройств
Прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств
Обработку данных и их запись в основную память, и регистры адаптеров внешних устройств
Выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера
36 слайд
Обобщенная схема процессора
Схема процессора
АЛУ
УУ
Регистры
1. АЛУ Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.
2. УУ Устройство управления координирует взаимодействие различных частей компьютера.
3. Регистры Микропроцессорная память предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины.
Сопроцессор
37 слайд
Обобщенная структура процессора
Структура процессора
38 слайд
Разрядность микропроцессора
Нa основе аппаратных средств можно выделить следующие категории систем:
8-разрядиые
16-разрядные
32-разрядные
64-разрядные
шина ввода и вывода данных; (FSB)
шина адреса памяти;
внутренние регистры.
Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины
39 слайд
Основной функцией системной шины является передача информации между процессором и остальными устройствами ЭВМ.
Системная шина
Шина управления
Шина данных
Адресная шина
По этим шинам циркулируют управляющие сигналы, данные (числа, символы), адреса ячеек памяти и номера устройств ввода-вывода.
40 слайд
Память предназначена для записи, хранения, выдачи команд и обрабатываемых данных
Регистры
CMOS
КЭШ
Постоянная
Оперативная
Внешняя
Память
Внутренняя
Магнитные диски
CD, DVD
HDD
FDD
41 слайд
Пятиуровневая организация памяти
Структура памяти:
42 слайд
Регистровая память — наиболее быстрая (сверхоперативная). Она представляет собой несколько регистров общего назначения (РОН), которые размещены внутри процессора.
Регистры используются при выполнении процессором простейших операций:
пересылка,
сложение,
вычитание.
Регистры
Регистры
Регистры
Регистры
43 слайд
Энергозависимая память CMOS (КМОП-память) служит для запоминания конфигурации данного компьютера (текущего времени, даты, выбранного системного диска и т. д.).
Для непрерывной работы этого вида памяти на материнской плате ЭВМ устанавливают отдельный малогабаритный аккумулятор или батарею питания.
44 слайд
КЭШ или кэш-память - память, применяемая для хранения наиболее часто используемых данных.
Может быть программной и аппаратной.
Кэш-память первого уровня располагается внутри процессора, а кэшпамять второго уровня — вне процессора.
Этот вид памяти уменьшает противоречие между быстрым процессором и относительно медленной оперативной памятью.
45 слайд
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется для кратковременного хранения переменной информации и допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций.
В качестве запоминающих элементов в ОЗУ используются либо триггеры (статическое ОЗУ), либо конденсаторы (динамическое ОЗУ).
46 слайд
Технологии автоматического перемещения в основную память сегментов программ и данных, потребовавшихся для выполнения программы, называются технологиями управления виртуальной памятью.
В настоящее время все множество реализаций виртуальной памяти может быть представлено тремя классами.
Страничная виртуальная память организует перемещение данных между памятью и диском страницами — частями виртуального адресного пространства, фиксированного и сравнительно небольшого размера.
Сегментная виртуальная память предусматривает перемещение данных сегментами — частями виртуального адресного пространства произвольного размера, полученными с учетом смыслового значения данных.
Сегментно-страничная виртуальная память использует двухуровневое деление: виртуальное адресное пространство делится на сегменты, а затем сегменты делятся на страницы. Единицей перемещения данных здесь является страница.
47 слайд
Какие основные принципы заложил фон Нейман.
Какие основные логические узлы входят в архитектуру компьютера.
Понятие ЭВМ?
На какие группы классифицируются ЭВМ?
На каком принципе основана современная архитектура ЭВМ?
Что такое микропроцессор?
Какие компоненты входят в системный блок компьютера?
Для чего необходимо ОЗУ в компьютере?
Какие основные характеристики микропроцессора?
Какие функции выполняет микропроцессор?
На какие уровни делится современная иерархия памяти?
Что такое виртуальная память?
Контрольные вопросы:
???
48 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
49 слайд
Спасибо за Внимание!
Спасибо за Внимание!
Спасибо за Внимание!
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
С середины 60-х годов существенно изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При этом на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие — архитектура ЭВМ. Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач. Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации, а одним из главных компонентов архитектуры являются аппаратные средства.
6 664 075 материалов 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 профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс профессиональной переподготовки
600 ч.
Мини-курс
6 ч.
Мини-курс
3 ч.
Мини-курс
6 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.