Архитектура эвм кратко презентация

Обновлено: 02.07.2024

Презентация на тему: " Архитектура ЭВМ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭВМ. Понятия архитектуры и структуры ПК Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных." — Транскрипт:

1 Архитектура ЭВМ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭВМ

2 Понятия архитектуры и структуры ПК Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач. Структура компьютера это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

5 Структурная организация персонального компьютера

6 Принципы структурной организации (Нейман) информация представляется и обрабатывается в двоичной системе счисления машинные слова, представляющие данные и команды, различаются по способу использования, но не по способу кодирования машинные слова размещаются и хранятся в ячейках памяти компьютера под своими номерами, называемыми адресами слов последовательность команд определяет наименование производимых операций и слова, над которыми производятся эти операции порядок выполнения команд однозначно задается программой

7 Структурные элементы и связи но Нейману АЛУ (арифметико-логическое устройство) УУ (устройство управления) ЗУ (запоминающее устройство) УВВ (устройства ввода-вывода) внутренние связи предназначены для обмена информацией между устройствами компьютера

8 Классическая структура компьютера (Дж. фон Нейман)

9 Структура современных персональных компьютеров АЛУ и УУ объединены в единое устройство, называемое микропроцессором применение специализированных устройств – контроллеров, которым передается часть функций МП вместо отдельных линий связи между устройствами используется системная магистраль

10 Структура персонального компьютера МП – микропроцессор; ПП – постоянная память; ОП – оперативная память: ВК – видеоконтроллер; ПИ – последовательный интерфейс; И – интерфейсы других внешних устройств; К – контроллер; ЗК – звуковой контроллер: ИП – параллельный интерфейс; СА – сетевой адаптер; НГМД – накопитель на гибких магнитных дисках; НЖМД – накопитель на жестких магнитных дисках; НОД – накопитель на оптических дисках; НМЛ – накопитель на магнитной ленте; ПУ – печатающее устройство; БП – блок питания и УО – устройства охлаждения.

11 Структура персонального компьютера (IBM PC)

12 Состав персонального компьютера

13 Системный блок desktop tower

15 Аппаратное обеспечение компьютера основные устройства компьютера; монитор (или дисплей) – устройство вывода информации; клавиатура – устройство ввода информации; системный блок. дополнительные устройства компьютера. мышь; джойстик; трекбол; принтер; сканер; стример; графопостроитель; модем; стример; дисковод для компакт-дисков ; цифровые фотокамеры; графические планшеты (дигитайзеры) ; Ризограф; Звуковая карта ; Мультимедиа-шлем ; Сетевой адаптер. Сетевой фильтр и блок бесперебойного питания.

18 Оперативная память (ОЗУ или RAM)

19 Кэш-память сверхбыстродействующая память, которая является промежуточной между основной памятью и процессором

20 Постоянная память (ПЗУ или ROM)

23 Накопители на жёстких и гибких магнитных дисках накопители на гибких магнитных дисках накопители на жёстких магнитных дисках

№ слайда 1

Архитектура ЭВМ Содержание Понятие архитектуры ЭВМ Классическая архитектура ЭВМ. Принципы фон Неймана Схема ПК

№ слайда 2

Понятие архитектуры ЭВМ Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста. Понятие архитектуры не включает в себя технические детали организации ЭВМ, электронные схемы и т.д. Понятие архитектуры отражает движение информации в компьютере.

№ слайда 3

№ слайда 4

№ слайда 5

№ слайда 6

Принципы фон Неймана 1.Программное управление работой ЭВМ. Программа состоит из команд. Все команды образуют систему команд машины. Команды программы последовательно считываются из памяти и выполняются. Адрес очередной команды хранится в счетчике команд.

№ слайда 7

Принципы фон Неймана 2.Принцип хранимой программы. Команды представляются в числовой форме и хранятся в той же памяти, что и данные.

№ слайда 8

Принципы фон Неймана 3.Принцип условного перехода. Можно нарушить естественную последовательность команд в программе. Используется в командах безусловного и условного переходов

№ слайда 9

Принципы фон Неймана 4.Использование двоичной системы счисления для представления информации в ЭВМ. Ее просто реализовать технически для выполнения арифметических и логических операций. Ранее ЭВМ обрабатывали числа в десятичном виде.

№ слайда 10

Принципы фон Неймана Принцип иерархичности ЗУ. 1 уровень — Быстродействующее ОЗУ — небольшой емкости для операндов и команд, участвующих в счете в данный момент, 2 уровень — внешнее ЗУ большей емкости. Иерархичность ЗУ в ЭВМ это компромисс между емкостью и быстрым доступом к данным.

№ слайда 11

Принципы фон Неймана Фон Нейман предложил структуру ЭВМ. Она использовалась в первых двух поколениях ЭВМ. Стрелки отражают движение информации.

№ слайда 12

Схема фон Неймана

№ слайда 13

Устройства Процессор. Программно-упраляемое устройство, обрабатывает данные и управляет работой компьютера. Состоит из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ). УУ управляет работой компьютера, взаимодействием компонентов друг с другом. АЛУ исполняет арифметические и логические операции.

№ слайда 14

Устройства Оперативное запоминающее устройство. Хранит информацию, с которой компьютер работает в данное время: программу, исходные данные, промежуточные и конечные результаты счета. Эта память небольшого объема, энергозависима.

№ слайда 15

Устройства Внешнее запоминающее устройство. Это были магнитные устройства для долговременного хранения информации. Большего объема, более медленные. Магнитные барабаны, ленты, диски.

№ слайда 16

Магнитный барабан 1 электродвигатель 2 цилиндр барабан 3 магнитные головки 4 дорожки 5 ось магнитного барабана 6 станина корпус

№ слайда 17

№ слайда 18

Устройства ввода информации. Перфокарты, перфоленты, клавиатура.

№ слайда 19

№ слайда 20

№ слайда 21

Устройства вывода информации. АЦПУ, дисплей, принтер.

№ слайда 22

Разработанная фон Нейманом архитектура оказалась фундаментальной. Его идеи используются и в современных компьютерах. Исключение составляют системы параллельных вычислений, где отсутствует счетчик команд. Новые архитектурные решения очевидно будут использованы в машинах 5 поколения

№ слайда 23

3. Схема микрокомпьютера 4 поколения В архитектуре персональных машин реализован магистрально модульный принцип: Все устройства выполнены в виде самостоятельно работающих модулей Для связи всех устройств компьютера используют шину, магистраль, по которой передаются данные, адреса и управляющие сигналы.

№ слайда 24

Эту архитектуру еще называют открытой, так как систему легко пополнить новыми периферийными устройствами.

№ слайда 25

Схема ПК 4 поколения

№ слайда 26

Компонеты PC Системная плата — ядро системы. Главная деталь, с ней все соединяется, она управляет всеми устройствами системы. Содержит следующие компоненты: Гнездо процессора; Преобразователи напряжения питания процессора; Набор микросхем системной логики; Кэш-память второго уровня; Гнезда памяти; Разъемы (слоты) шины; ROM BIOS; Батарея для питания часов; CMOS; Микросхема ввода-вывода.

№ слайда 27

Внешний вид системной платы asus P5LD2 C

№ слайда 28

Набор микросхем системной логики – основа системной платы, управляет ЦП, шиной процессора, кэш-памятью второго уровня, оперативной памятью, шиной PCI, ISA, ресурсами системы. Определяет возможности системной платы, поддерживаемые типы процессоров, памяти, плат расширения, дисководов и т.д.

№ слайда 29

Процессор intelr pentiumr 4 3000E 1Mb 800MHz 478 pin

№ слайда 30

Процессор. Двигатель компьютера. Эта микросхема выполняет команды программного обеспечения. Содержит миллионы транзисторов, которые выгравированы на кристалле кремния. Оперативная память. Системная память, память с произвольным доступом. Это основная память, в которую записываются программы и данные, используемые процессором во время обработки.

№ слайда 31

№ слайда 32

Модули памяти относятся к одному из двух типов: SIMM (Single Inline Memory Module) — одиночный встроенный модуль памяти и DIMM (Dual Inline Memory Module) — двойной встроенный модуль памяти.

№ слайда 33

Корпус. Внутри корпуса размещается системная плата, источник питания, дисководы, платы адаптеров и другие компоненты системы. Источник питания. От источника питания напряжение подается к каждому отдельному компоненту. Преобразует напряжение переменного тока в постоянное 3,3, 5 и 12 в.

№ слайда 34

Дисковод гибких дисков. Накопитель на жестких дисках. Главный носитель информации в системе. Накопитель CD-ROM. Накопители CD-ROM и DVD-ROM (Digital Versatile Disc — цифровой универсальный диск) устройсва со сменными носителями информации большой емкости с оптической записью информации. На них распространяется дистрибутивное ПО.

№ слайда 35

Клавиатура. Основное устройство, с его помощью пользователь управляет системой. Мышь. Координатно указательное устройство. Видеоадаптер. Управляет отбражением информации на мониторе. Состоит из видеочипа – набор микросхем системной логики, оперативной видеопамяти, цифроаналогового преобразователя, BIOS. Видеочип упрвляет отображением информации на экране, записывает данные видеопамять. ЦАП читает данные из видеопамяти и преобразует их из цифровой формы в аналоговые сигналы управления монитором. BIOS содержит первичный драйвер, кторыйпозволяет монитору работать во время загруки в текстовом режиме. Затем с диска загружается более совершенный драйвер, который позволяет работать дисплею в сложном видеорежиме.

№ слайда 36

№ слайда 37

Монитор. Мониторы клссифицируют по трем параметрам: Размер по диагонали от 14 до 21 дюйма; Разрешающая способность от 640х480 до 1600х1200 пикселей. Сначала размер по горизонтали, затем по вертикали. Каждый пиксель монитора состоит из 3-х элементов-точек, по одной для каждого цвета красного, синего и зеленого. Частота регенерации изображения от 60 о 100 гц. Она показывает как часто дисплей повторно отображает содержание видеопамяти. Частота регенерации и разрешающая способность определяются видеоадаптером.

№ слайда 38

Устройства ввода-вывода подключаются через контроллеры внешнего устройства. Это специализированный процессор, который управляет периферийным устройством, имеет собственную систему команд. Например, контролер дисковода умеет позиционировать головку на нужную дорожку диска, читать и записывать сектор и т.д.

№ слайда 39

Наличие интеллектуальных внешних устройств изменило принцип обмена информацией. ЦП дает задание на обмен информацией контроллеру, а далее контролер сам производит обмен без участия ЦП. Стали возможны прямые информационные связи между устройствами, передача данных из внешних устройств в ОЗУ и наоборот. Этот режим называется прямым доступом к памяти.

№ слайда 40

мы упрощенно предполагали, что все устройства взаимодействуют через общую шину. При увеличении количества устройств, основная магистраль перегружается, тормозит работу компьютера. В состав ЭВМ включаются дополнительные шины: для обмена процессора с памятью, для связи с быстрыми внешними устройствами, для связи с медленными устройствами. Для режима прямого доступа к памяти требуется высокоскоростная шина данных ОЗУ.

№ слайда 41

Вопросы Дайте определение архитектуры Сформулируйте принципы фон Неймана Нарисуйте схему фон Неймана, опишите устройства Какие два принципы заложены в архитектуру ПК Нарисуйте схему ПК, перечислите компоненты схемы

№ слайда 42

Перечислите и опишите компоненты системной платы Опишите компоненты системного блока Опишите периферийные устройства Что такое контроллер? ПО каким параметрам классифицируют мониторы? Что означает прямой доступ к памяти?

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Преподаватель информатики Хмелевская И.Н.

Содержание Понятие архитектура ЭВМ. Принципы Джона фон Неймана. Память. Магистрально- модульный принцип. Процессор. Периферийные устройства.

Архитектура — это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов. Понятие архитектуры ЭВМ

Архитектура ЭВМ- это описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя

Американский математик Джон фон Нейман в 1946 г. совместно с Г. Голдстайном и А. Берксом предложил идею принципиально новой ЭВМ. Выдвинутые идеи актуальны и сегодня. Классическая архитектура ЭВМ. Джон фон Нейман СОДЕРЖАНИЕ

1.Программное управление работой ЭВМ. Программа состоит из команд. Все команды образуют систему команд машины. Команды программы последовательно считываются из памяти и выполняются. Адрес очередной команды хранится в счетчике команд. 2.Принцип хранимой программы. Команды представляются в числовой форме и хранятся в той же памяти, что и данные. 3.Принцип условного перехода. Можно нарушить естественную последовательность команд в программе. Используется в командах безусловного и условного переходов 4.Использование двоичной системы счисления для представления информации в ЭВМ. Принципы фон Неймана

Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов — битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом. Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байтов. Память Основное назначение памяти– хранение информации

ВЗУ (внешние запоминающие устройства) предназначена для долговременного хранения информации пользователя. Ее можно обновлять, удалять Этот вид памяти не предназначен для хранения информации пользователя. Она используется самой системой и обеспечивает ее функционирование

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации. Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах).

относится к несменным дисковым магнитным накопителям. Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (около 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (7200 об./мин). Жесткий диск (HDD — Hard Disk Drive)

УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ FLASH -ПАМЯТИ Flash-память- это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах. Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти достигает 16 Гбайт.

Оперативная память (ОЗУ— память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

Или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью. Кэш-память (от англ. caсhe – тайник)

В нее данные занесены при изготовлении компьютера. Обозначается ROM - Read Only Memory. Хранит: программы для проверки оборудования при загрузке операционной системы; программы начала загрузки операционной системы; программы по выполнению базовых функций по обслуживанию устройств компьютера; Программа настройки конфигурации компьютера - Setup. Позволяет установить характеристики: типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет, режимы работы с RAM,запрос пароля при загрузке и т.д; Постоянная память – BIOS (Basic Input-Output System).

Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино процессор, память и периферийные устройства. Магистраль состоит их трех шин: Шина данных (по ней будет передана необходимая информация); Шина адреса (на ней устанавливается адрес требуемой ячейки памяти или устройства, с которым будет происходить обмен информацией. Шина управления (регулирует весь процесс передачи

Процессор Процессор - это главная микросхема компьютера, его "мозг". Он разрешает выполнять программный код, находящийся в памяти и руководит работой всех устройств компьютера. Чем выше скорость работы процессора, тем выше быстродействие компьютера. Процессор имеет специальные ячейки, которые называются регистрами. В регистрах помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. (обрабатывать)— устройство или программа, целью которых является обработка (процесс) чего-то (объекта, процесса).

Ядро процессора - это основное вычислительное устройство компьютера. Именно здесь обрабатываются все данные, поступающие в процессор. Сопроцессор - дополнительный блок, входящий в устройство компьютера, который предназначен для особо сложных математических вычислений. Он активно применяется при работе с графическими или мультимедийными программами. Кэш-память - буферная память - это некоторый накопитель для данных. На любом кристалле процессора располагаются:

Периферийные устройства ПК Периферийными называют устройства подключаемые к компьютеру извне. Обычно эти устройства предназначены для ввода и вывода информации. Принтер Сканер Модем DVD-карта и спутниковая антенна Веб-камера

Принтер служит для вывода информации на бумажный носитель (бумагу). Существуют три типа принтеров: матричный струйный лазерный

Сканеры Ручной сканер для компьютера похож на сканер, используемый в супермаркетах для считывания штрих-кода.. Планшетный сканер выглядит и работает примерно также, как и ксерокс - приподнимается крышка, текст или рисунок помещается на рабочее поле, и информация считывается Ручные Планшетные. Сканеры бывают двух типов: служат для автоматического ввода текстов и графики в компьютер.

Веб-камера цифровая фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет. Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций - это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger. С помощью этих устройств и локальных сетей, можно в любой момент устроить совещание со своими сотрудниками.

Краткое описание документа:

"Описание материала:

Понятие архитектуры ЭВМ
Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста. Понятие архитектуры не включает в себя технические детали организации ЭВМ, электронные схемы и т.д. Понятие архитектуры отражает движение информации в компьютере.

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Принципы фон Неймана
1.Программное управление работой ЭВМ. Программа состоит из команд. Все команды образуют систему команд машины. Команды программы последовательно считываются из памяти и выполняются. Адрес очередной команды хранится в счетчике команд.

Слайд 7

Принципы фон Неймана
2.Принцип хранимой программы. Команды представляются в числовой форме и хранятся в той же памяти, что и данные.

Слайд 8

Принципы фон Неймана
3.Принцип условного перехода. Можно нарушить естественную последовательность команд в программе. Используется в командах безусловного и условного переходов

Слайд 9

Принципы фон Неймана
4.Использование двоичной системы счисления для представления информации в ЭВМ. Ее просто реализовать технически для выполнения арифметических и логических операций. Ранее ЭВМ обрабатывали числа в десятичном виде.

Слайд 10

Принципы фон Неймана
Принцип иерархичности ЗУ. 1 уровень — Быстродействующее ОЗУ — небольшой емкости для операндов и команд, участвующих в счете в данный момент, 2 уровень — внешнее ЗУ большей емкости. Иерархичность ЗУ в ЭВМ это компромисс между емкостью и быстрым доступом к данным.

Слайд 11

Принципы фон Неймана
Фон Нейман предложил структуру ЭВМ. Она использовалась в первых двух поколениях ЭВМ. Стрелки отражают движение информации.

Слайд 12

Слайд 13

Устройства
Процессор. Программно-упраляемое устройство, обрабатывает данные и управляет работой компьютера. Состоит из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ). УУ управляет работой компьютера, взаимодействием компонентов друг с другом. АЛУ исполняет арифметические и логические операции.

Слайд 14

Устройства
Оперативное запоминающее устройство. Хранит информацию, с которой компьютер работает в данное время: программу, исходные данные, промежуточные и конечные результаты счета. Эта память небольшого объема, энергозависима.

Слайд 15

Устройства
Внешнее запоминающее устройство. Это были магнитные устройства для долговременного хранения информации. Большего объема, более медленные. Магнитные барабаны, ленты, диски.

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

3. Схема микрокомпьютера 4 поколения
В архитектуре персональных машин реализован магистрально модульный принцип: Все устройства выполнены в виде самостоятельно работающих модулей Для связи всех устройств компьютера используют шину, магистраль, по которой передаются данные, адреса и управляющие сигналы.

Слайд 24

Эту архитектуру еще называют открытой, так как систему легко пополнить новыми периферийными устройствами.

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Слайд 38

Слайд 39

Слайд 40

Слайд 41

Вопросы
Дайте определение архитектуры Сформулируйте принципы фон Неймана Нарисуйте схему фон Неймана, опишите устройства Какие два принципы заложены в архитектуру ПК Нарисуйте схему ПК, перечислите компоненты схемы

Слайд 42

Благодарим за оценку!

Мы будем признательны, если Вы так же поделитесь этой презентацией со своими друзьями и подписчиками.

Читайте также: