Презентация по теме "Принципы построения электронной цифровой вычислительной машины"

• 1 слайд

  Раздел 1.
  Основные сведения об электронно-вычислительной технике
  ГБПОУ РО РКРИПТ
  преподаватель
  Самойлова Т.А.
  

• 2 слайд

  Тема 1.1.
  Принципы построения электронной цифровой вычислительной машины
  
  Структура и общие принципы построения компьютера.
  

• 3 слайд

  
  Принципы построения ЭВМ
  Двоичный способ представления информации
  Программный принцип работы
  Состав: центральный процессор, устройства памяти и устройства ввода-вывода информации
  

• 4 слайд

  Двоичный способ представления информации
  Информация представляется в двоичном коде, а физически воспринимается компьютером в виде электрических сигналов двух уровней: высокий уровень «ВУ.»- лог 1 и низкий уровень «НУ.» - лог 0.
  Двоичный принцип кодирования информации реализуется электронными элементами схем компьютера.
  Программный принцип работы
  Программа-это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки информации.
  Работа процессора заключается в автоматическом выполнении центральным процессором последовательности команд, называемой программой, которая во время выполнения находится во внутренней памяти, как и сами данные. В этом заключается программный принцип работы ЭВМ
  Состав устройств, необходимый для реализации этих принципов, получил наименование структуры фон Неймана в честь американского математика венгерского происхождения Джона фон Нейман, который и разработал эти принципы
  

• 5 слайд

  Структура Фон Неймана
  

• 6 слайд

  Классическая структура связей
  Все сигналы и коды между устройствами передаются по отдельным линиям связи
  

• 7 слайд

  Структурная схема современного ПК
  Назначение основных структурных блоков
  Системная магистраль
  Процессор
  Внутренняя память
  ОЗУ ПЗУ
  Контроллер
  Контроллер
  Контроллер
  
  
  ВУ
  
  
  ВУ
  
  
  ВУ
  

• 8 слайд

  МикроЭВМ строятся по магистральному принципу, блоки взаимодействуют между собой посредством системной магистрали. Это происходит благодаря использованию шинной структуры связей: все сигналы между устройствами передаются по одним и тем же линиям связи, но в разное время. Каждая отдельная функция компьютера реализуется одним или несколькими модулями – конструктивно и функционально законченных электронных блоков в стандартном исполнении. Организация структуры компьютера на модульной основе аналогична строительству блочного дома. Основными модулями компьютера являются память и процессор. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию.
  Архитектура, которая легко расширяется за счёт подключения к шине новых устройств, называют магистрально-модульной архитектурой
  

• 9 слайд

  ДОСТОИНСТВА МАГИСТРАЛЬНО-МОДУЛЬНОГО ПРИНЦИПА
  1) для работы с внешними устройствами используются те же команды процессора, что и для работы с памятью.
  2) подключение к магистрали дополнительных устройств не требует изменений в уже существующих устройствах, процессоре, памяти.
  3) меняя состав модулей можно изменять мощность и назначение компьютера в процессе его эксплуатации.
  Принцип открытой архитектуры – правила построения компьютера, в соответствии с которыми каждый новый блок должен быть совместим со старым и легко устанавливаться в том же месте в компьютере.
  В компьютере, построенному по такому принципу, можно заменить старые блоки на новые, в результате чего работа компьютера не только не нарушается, но и становится более производительной. Причем во всех разъемы для их подключения являются стандартными и не требуют никаких изменений в самой конструкции.
  

• 10 слайд

  Назначение структурных блоков
  Центральный процессор это устройство компьютера, которое осуществляет переработку информации. К этому относятся арифметические и логические операции над данными и координация действий всех устройств в соответствии с выполняемой программой. В его состав входят:
  
  АЛУ - арифметико-логическое устройство, непосредственно выполняет математические и логические информации над данными которые называют в вычислительной технике операндами.
  
  УУ-устройство управления, формируя управляющие сигналы, осуществляет взаимодействие между всеми устройствами компьютера по программе, находящейся в программной области памяти
  
  Память компьютера -цифровые запоминающие устройства осуществляют запись, хранение и выдачу данных в виде цифрового кода
  

• 11 слайд

  Внутренняя
  ПАМЯТЬ
  Внешняя
  Оперативная
  Кэш-
  память
  Постоянная
  Магнитная
  Оптическая
  Флэш-память
  Компакт-диски(CD)
  DVD
  Жесткие магнитные диски
  Гибкие магнитные диски
  Магнитные ленты
  

• 12 слайд

  ВУ подключаются к магистрали посредством контроллеров
  Контроллер - управляющее устройство связи. Принимает или передает данные, преобразовывает информацию, сигнализирует о готовности к работе, ошибках
  ВУ (внешние устройства) это аппаратура, которая позволяет вводить информацию в компьютер или выводить её из него 
  

• 13 слайд

  Структура и состав аппаратного и программного обеспечения современного персонального компьютера
  

• 14 слайд

  Системный блок
  Монитор
  Клавиатура
  «Мышь»
  
  Аппаратное обеспечение ПК
  

• 15 слайд

  Структура современного ПК
   материнская или системная плата (Motherboard)
  обеспечивает связь между всеми устройствами ПК, посредством передачи сигнала от одного устройства к другому.
  На материнской плате располагаются процессор, модули оперативной памяти, контроллеры устройств. Для размещения этих устройств на материнской плате предусмотрены разъёмы : sockets – гнезда для процессоров; slots – разъемы под оперативную память и платы расширения;.
  

• 16 слайд

   CPU (Central Processing Unit) - центральный процессор
  Главными характеристиками микропроцессора являются его тактовая частота (измеряется в МГц и ГГц) и разрядность, которые определяют его производительность.
  это устройство компьютера, которое осуществляет переработку информации. К этому относятся арифметические и логические операции над данными и координация действий всех устройств в соответствии с выполняемой программой.
  

• 17 слайд

    RAM (Random Access Memory) — оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);
  
  Оперативная память сконструирована на полупроводниковых микросхемах и способна к хранению информации только во время работы ЭВМ в отличие от устройств на магнитных носителях. Работает в режимах записи, хранения и считывания информации.
  Модули памяти различаются между собой по размеру, быстродействию, информационной емкости.
  Объем одного модуля 128, 256, 512, 1024 Mb, 2Гб, 4Гб, 8Гб, 16Гб
  

• 18 слайд

  ROM (Read Only Memory) — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
  Разновидность внутренней полупроводниковой памяти. Работает только в режиме считывания информации. Хранит неизменную информацию, которая заносится в неё изготовителем, и сохраняется постоянно, независимо от того, включен или выключен компьютер. В современных компьютерах используются различные виды полупостоянной памяти PROM (программируемая), EPROM (перезаписываемая) и т.д.
  

• 19 слайд

     корпус (case) — защищает компоненты ПК от внешнего воздействия, содержит блок питания и вентиляторы
  Tower
  Desktop
  На поверхности корпуса расположены кнопки включения и перезагрузки, разъёмы для подключения внешних устройств, лицевые панели дисководов, вентиляционные отверстия.
  

• 20 слайд

  видеоадаптер — устройство сопряжения компьютера с монитором
  Для преобразования содержимого памяти в видеосигнал применяется знакогенератор – ПЗУ, в котором записано построчное растровое изображение каждого символа. Современные видеокарты имеют встроенный графический сопроцессор, что существенно ускоряет формирование изображения
  Изображение, формируемое на экране монитора, хранится в видеопамяти адаптера, собственной оперативной памяти 2, 4, 8, 64, 128, 256, 512 Мбайт, 1 Гб, 2Гб и т.д
  

• 21 слайд

    винчестер или накопитель на жёстком магнитном диске, обозначенный в документации как HDD (Hard Disk Drive);
  
  
  энергонезависимое, перезаписываемое внешнее запоминающее устройство, предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе компьютера: операционной системы, программ, документов, игр, и т.п.
  
  Винчестеры различаются емкостью и временем доступа к информации.
  емкость 80, 120, 200, 250, 300, 320, 400, 450, 1024 Gb
  время доступа 8 мс (мили = 10-6)
  
  

• 22 слайд

   дисковод —накопитель на гибких магнитных дисках, FDD (Floppy Disk Drive);
  устройство, управляющее считыванием и записью информации на гибкие магнитные диски, или просто дискеты, позволяют переносить информацию с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, хранящейся на винчестере.
  Емкость 1,44 Мб.
  

• 23 слайд

  ZIP DRIVE
  Ip-накопитель, ZIP-дисковод. Популярный в конце прошлого века накопитель со сменным гибким носителем для архивирования данных – относительно дешёвой 3,5-дюймовой дискетой в пластиковом корпусе ёмкостью 100 или 250 Мбайт. Разработан фирмой Iomega.
  

• 24 слайд

  Внешний жесткий диск
  
  Внешний жесткий диск – накопитель HDD USB
  
  Подключается к ноутбуку или настольному компьютеру
  при помощи интерфейса USB 2,0. Windows XP распознает
  его как обычный жесткий диск.
  

• 25 слайд

  мультимедиа-компоненты
  CD-ROM
  DVD-ROM
  акустические колонки
  Blue-ray привод
  

• 26 слайд

  26
  Главное отличие DVD от CD в том, что на них можно записать значительно больше информации и воспроизвести ее со значительно большей скоростью
  

• 27 слайд

  В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно. Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском (до 0,32 мкм) и увеличить плотность записи данных
  
  

• 28 слайд

  устройства коммуникаций — модем, сетевая карта.
  
  внешний
  внутренний
  широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную или кабельную сеть
  

• 29 слайд

  устройства ввода
  клавиатура
  мышь
  Тачпад
  дигитайзер
  сканер
  Трекбол
  

• 30 слайд

  устройства вывода
  
  монитор
  принтер
  плоттер
  

• 31 слайд

  31
  Мониторы ЭЛТ (CRT)
  Видимый размер монитора по диагонали – 15’’, 17’’, 19’’, 21’’
  Основные стандарты мониторов – VGA, SVGA, XGA, SXGA, UXGA, каждый стандарт характеризуется разрешением и глубиной цвета. Разрешение экрана – число точек или элементов изображения вдоль одной строки и количеством горизонтальных строк. 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024, 1880х1440.
  Шаг зерна – расстояние между точками на экране (0,21 – 0,28 мм)
  Частота регенерации (смены кадров) – от 72 Hz.
  

• 32 слайд

  Тачскрин
  ПК с тачскрином от HP
  
  Shuttle XP19 - монитор и тачскрин
  
  

• 33 слайд

  33
  Мониторы ЖК (LCD) +
  ЖК – жидко-кристаллические
  LCD – Liquid Crystal Display
  при сравнимом размере диагонали видимой области 14’’ LCD  15’’ ЭЛТ
  бликов на экране в 3 и более раз меньше (меньше коэффициент отражения).
  не создает вредного для здоровья излучения в диапазоне низких частот
  мерцание практически отсутствует и частоты регенерации 60 Гц достаточно.
  малый вес и габариты.
  потребляет в 3-4 раза меньше электроэнергии.
  

• 34 слайд

  34
  Плазменные панели
  (PDP - Plasma Display Panel )
  Более сочные цвета в более широком диапазоне.
  Широкий угол обзора.
  Больше контрастность, чем у LCD, больше яркость, чем у CRT.
  Могут достигать больших размеров (с диагональю от 32" до 50") с минимальной толщиной.
  

• 35 слайд

  35
  Матричные
  (игольчатые) принтеры
  Последовательные, ударные.
  Головка принтера оснащена 9, 18 или 24 иголками
  Преимущества
  Нетребовательность к качеству бумаги, печать на нестандартной бумаге
  Наличие оттисков (важно для официальных документов), возможность печати под копирку
  Простота и надежность
  Дешевизна расходных материалов
  
  Недостатки
  Не печатают графику
  Относительно высокий уровень шума
  Относительно низкая скорость печати
  Относительно низкое качество печати (150 dpi)
  Только монохромная печать
  

• 36 слайд

  36
  Струйные принтеры (Ink Jet)
  Принцип действия
  Изображение формируется из микрокапель ( ~ 50 мкм) чернил, которые выдуваются из сопел картриджа. Каждая строка цветного изображения проходится как минимум 4 раза (CMYK). Количество сопел обычно от 16 до 64, но есть печатающие головки с сотнями сопел.
  
  Преимущества
  Высокое качество графики даже для самых дешевых моделей.
  Низкая стоимость принтера (продается ниже себестоимости).
  Наличие принтеров больших форматов (от А4 до А0 (плоттер)).
  
  Последовательные, безударные
  

• 37 слайд

  37
  Струйные принтеры (Ink Jet)
  Недостатки
  Низкая экономичность. Затраты на чернила уже в первый год как минимум в 5 раз превысят стоимость устройства, при объемах печати в 10–15 страниц в день. Непроизводительный расход чернил на прочистку головок. Низкая емкость картриджей.
  Требователен к бумаге.
  Низкая стойкость отпечатков (быстро выцветают и смываются).
  Относительно низкая надежность.
  Относительно низкая скорость печати.
  
  Последовательные, безударные
  

• 38 слайд

  38
  Лазерные принтеры
  Преимущества
  Высокая надежность
  Относительно невысокая цена копии
  Высокая скорость печати (до 24 страниц/ мин.)
  Высокое качество печати
  Недостатки
  Монохромная печать (высокая цена принтера и копии для качественной цветной печати)
  Слабая механическая стойкость слоя краски
  

• 39 слайд

  Flash-накопитель
  накопители на базе флэш-памяти - особого вида энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Устройство подключается к компьютеру через порт USB 2.0 и автоматически распознается операционной системой в качестве внешнего жесткого диска
  

• 40 слайд

  Электронные интерактивные доски
  Интерактивная доска - это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Достаточно только прикоснуться к поверхности доски, чтобы начать работу на компьютере
  

• 41 слайд

  ТВ-ТЮНЕР
  ТВ-тюнер принимает телевизионный сигнал в различных форматах вещания ( PAL, SECAM, NTSC ) с показом на компьютере. Внешние ТВ-тюнеры подключаются через USB-порт, внутренние вставляются в слот ISA
  

• 42 слайд

  Веб- камера
  миниатюрное портативное устройство, которое обеспечивает передачу видеосигнала на компьютер через USB-порт, широко применяется для организации онлайн конференций
  

• 43 слайд

  Программное обеспечение
  SOFT
  Программное обеспечение (ПО) включает компьютерные программы и данные, предназначенные для решения определённого круга задач и хранящиеся на магнитных
  носителях
  По назначению подразделяется на
  системное
  прикладное
  инструментальное
  программные средства защиты
  

• 44 слайд

  Системное ПО
  операционные системы
  сервисные программы (утилиты, антивирусные средства)
  программы технического обслуживания(тестовые программы, программы контроля)
  инструментальное ПО (трансляторы, ассемблеры)
  
  
  

• 45 слайд

  Прикладное ПО
  офисные приложения
  системы проектирования и производства
  корпоративные информационные системы
  ПО для глобальных сетей
  научное ПО и обучающие программы
  мультимедиа
  

• 46 слайд

  Основные характеристики(ресурсы ЭВМ)
  производительность
  тактовая частота
  надежность
  объём оперативной памяти
  разрядность процессора
  потребляемая мощность
  вес и габариты
  цена
  
  

• 47 слайд

  1. Сформулируйте общие принципы построения ЭВМ.
  2. В чем заключается принцип программного управления ЭВМ?
  3. В чем заключается магистрально-модульный принцип построения ЭВМ?
  4. Что такое принцип открытой архитектуры и в чем заключаются его основные преимущества?
  5. Какие устройства входят в состав центрального процессора? Поясните их назначение.
  6. Какие устройства входят в состав памяти машины? Что  такое ПЗУ, ОЗУ, ВЗУ?
  7.В каких режимах работают микросхемы RAM?
  8.В каких режимах работают микросхемы ROM?
  9. Дайте определение контроллера.
  
  Контрольные вопросы и задания
  

Краткое описание документа:

Презентация по теме "Принципы построения электронной цифровой вычислительной машины" предназначена для студентов специальностей 15.02.07 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)», 11.02.02 «Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники (по отраслям)» и 11.02.01 «Радиоаппаратостроение» при изучения дисциплины «Вычислительная техника».

В работе рассматриваются следующие вопросы:

Структура и общие принципы построения ЭВМ. Назначение структурных блоков

Принцип открытой архитектуры, особенности магистрально-модульной структуры

Структура и состав аппаратного и программного обеспечения современного персонального компьютера

Презентация содержит контрольные вопросы.