Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Архитектура компьютеров
§ 8
1
2 слайд
Архитектура компьютера
2
Под архитектурой компьютера понимают общие положения создания и работы компьютера (т. е. принципы организации аппаратуры) и базовую систему команд (фактически восприятие аппаратуры с точки зрения программы).
Все преобразования сигналов (вычисления) происходят в логических устройствах пошагово. Шаги задаются специальным устройством — тактовым генератором.
В современных компьютерах чаще всего взаимодействие осуществляется с помощью шины — устройства, обеспечивающего
прямой обмен между двумя компонентами компьютера.
Шина — это набор проводников, обеспечивающих обмен сигналами между отдельными устройствами, и микросхемы, которые обеспечивают управление работой этого набора проводников
3 слайд
Архитектура компьютера
3
В современных компьютерах чаще всего взаимодействие осуществляется с помощью шины — устройства, обеспечивающего
прямой обмен между двумя компонентами компьютера.
Шина — это набор проводников, обеспечивающих обмен сигналами между отдельными устройствами, и микросхемы, которые обеспечивают управление работой этого набора проводников.
Шины
Параллельные
Последовательные
4 слайд
Архитектурные решения.
Шинно-модульный принцип
4
Системная шина
Шина команд
Шина адреса
Шина данных
ПК состоит из отдельных частей – модулей, которые являются относительно самостоятельными устройствами ПК (например, процессор, оперативная память, контроллер, дисплей, принтер, сканер и т.д.).
Для работы ПК как единого механизма необходимо осуществлять обмен данными между различными устройствами, за что отвечает системная (магистральная) шина, основной канал взаимодействия процессора с различными устройствами.
5 слайд
Получение данных из оперативной памяти
5
1. Процессор формирует адрес памяти и задает место получения
данных — регистр процессора.
2. Процессор устанавливает на шине адреса адрес памяти.
3. Процессор устанавливает команду чтения ячейки памяти
с записью в заданный регистр на шине команд (реализуется
Как сигнал на специальной линии).
4. Процессор устанавливает на шине команд флаг готовности.
5. На следующем такте контроллер памяти «обнаруживает»
на шине команд свою команду. Он получает данные из
памяти и устанавливает их на шине данных.
6. Контроллер памяти устанавливает на шине команд флаг готовности.
7. На следующем такте процессор «фиксирует» данные.
Шина данных применяется для передачи произвольных данных,
шина адреса — для указания места их размещения, а шина команд — для указания и инициации действия.
6 слайд
Используемые архитектуры
Фон-неймановская архитектура
Гарвардская архитектура
6
Используется в подавляющем большинстве привычных компьютеров, начиная с персональных
Используется там, где мы компьютеров не замечаем, например в микрокомпьютерах для носимых или встроенных устройств,
в станках,
в системах управления,
в автоматизирован-ных станциях наблюдения
7 слайд
Фон-неймановская архитектура
7
1 Для представления (кодирования) данных и команд используется двоичная система счисления.
2 И данные, и программы хранятся в едином устройстве (памяти) с произвольным доступом.
3 Память представлена в виде ячеек фиксированного размера, каждая ячейка имеет адрес — номер, определяющий ее положение.
4 Все команды выполняются последовательно, т. е. следующая команда выполняется после завершения предыдущей.
8 слайд
Фон-неймановская архитектура
8
В компьютере, реализующем эту схему, как правило, используются:
1) арифметико-логическое устройство, выполняющее вычисления;
2) устройство управления — извлекающее команды из памяти;
3) устройства ввода и вывода, подающие данные;
4) память — устройство, хранящее данные и команды и обеспечивающее доступ к ним во время работы.
Процессор
9 слайд
Реализации архитектуры фон Неймана
9
Шина ISA (Industry Standard Architecture)
Контроллер -
устройство взаимодействия, контролирующее работу подключаемого к шине устройства.
10 слайд
Реализации архитектуры фон Неймана
10
Архитектура PCI
(Peripheral component interconnect )
– локальная шина
Взаимодействие организуется с помощью отдельных микросхем — мостов. Микросхемы-мосты обеспечивают взаимодействие устройств, работающих с разной скоростью, дополнительно используя делители частоты шины.
11 слайд
Персональный компьютер
11
12 слайд
Системный блок
12
13 слайд
Реализации архитектуры фон Неймана
13
14 слайд
Материнская плата
14
15 слайд
PCI Express
15
Компьютерная шина, использующая программную модель шины PCI и высокопроизводительный физический протокол, основанный на последовательной передаче данных.
16 слайд
Реализации архитектуры фон Неймана
16
Схема чипсета Intel H67 Express
Чипсетом называют набор микросхем, спроектированных для совместной работы.
17 слайд
Реализации архитектуры фон Неймана
17
PCI Express в производительном сервере
Архитектура PCI Express позволяет:
1 Наращивать мощности сервера или проводить ремонт, заменяя блоки без отключения.
2 Обеспечить максимально быстрый обмен данными, в котором ни одно устройство не препятствует другим.
3 «Горячую» замену устройств, т. е. замену любого устройства без выключения компьютера при соблюдении процедуры.
4 Управление питанием.
5 контроль четности передаваемых данных для борьбы с ошибками передачи.
6 Гарантированную полосу пропускания, т. е. конкуренция устройств не приводит к падению скорости.
18 слайд
Гарвардская архитектура
18
Универсальные промышленные модульные архитектуры выгодны и эффективны в тех случаях, когда есть техническая возможность (и необходимость) обеспечивать работу и взаимодействие отдельных частей — модулей. В реальном же мире часто возникают ситуации, когда вычислительная техника очень узко специализирована и выполняет строго заданные функции в рамках одного устройства. В таком случае гораздо важнее обеспечить высокую надежность, низкое энергопотребление и маленькие размеры.
! Идея хранения данных и программ в физически разных устройствах.
В современных системах эта архитектура реализуется на едином кристалле-микросхеме, что делает их очень компактными и быстрыми. Такое техническое исполнение называется однокристальной ЭВМ или микропроцессором.
19 слайд
Микропроцессор
19
Микропроцессор (MPU — Micro Processor Unit) содержит функционал компьютерного центрального процессора (CPU — Central Processing Unit) на одном полупроводниковом кристалле.
По своей сути — это микрокомпьютер, который используется для выполнения арифметических и логических операций, управления системами, хранения данных и прочих.
Микропроцессор обрабатывает данные, поступающие с входных периферийных устройств и передает обработанные данные на выходные периферийные устройства.
20 слайд
Микропроцессор
Микропроцессоры с полным набором команд (Complex Instruction Set Computer, CISC-архитектура).
Микропроцессоры с сокращенным набором команд (Reduced Instruction Set Computer, RISC-архитектура).
Микропроцессоры с минимальным набором команд (Minimal Instruction Set Computer, MISC-архитектура)
Микропроцессоры специального назначения (ASIC — Application Specific Integrated Circuit).
20
21 слайд
Система, основанная на микропроцессоре
21
22 слайд
Система, основанная на микропроцессоре
22
Микроконтроллер не что иное, как микропроцессорная система со всеми опорными устройствами, интегрированными в одном чипе.
Микроконтроллер (МК) —это микросхема, предназначенная для программного управления электронными схемами.
МК выполняется на
одном кристалле.
На нём расположено как вычислительное устройство,
так и ПЗУ и ОЗУ.
Кроме этого, в составе
МК чаще всего находятся
порты ввода/вывода, таймеры, АЦП, последовательные и параллельные интерфейсы.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Презентация к уроку информатики в 10 классе.
Учебник Калинина, Самылкиной (углубленный).
Тема "Архитектура компьютеров"
Презентация выполнена для проведения урока по теме "Архитектура компьютера".
В презентации рассмотрены такие вопросы как понятие архитектуры компьютеров, шины, архитектурные решения, шинно-модульный принцип, последовательность получения данных их оперативной памяти, шина адреса, данных и команд, фон-неймановская и гарвардская архитектура, процессор, контроллер, чипсет, шина, микропроцессор, микроконтроллер, различные варианты реализации фон-неймановской архитектуры компьютера - PCI, PCI Express...
6 625 716 материалов в базе
«Информатика (углублённый уровень)», Калинин И.А., Самылкина Н.Н.
§ 8. Архитектура компьютеров
Больше материалов по этой темеНастоящий материал опубликован пользователем Малашевская Елена Анатольевна. 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 материалВаша скидка на курсы
40%Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.