Конспект архитектура компьютера 10 класс
Обновлено: 05.07.2024
Компьютер – это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации. В этом уроке рассматривается магистрально-модульный принцип построения компьютера, основные логические узлы компьютера, а также, какие устройства находятся на материнской плате, и многое другое.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Архитектура персонального компьютера"
На этом уроке мы с вами познакомимся с магистрально-модульным принципом построения компьютера, узнаем, что относится к основным логическим узлам компьютера, рассмотрим, какие устройства находятся на материнской плате, и многое другое.
Компьютер – это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.
К основным логическим узлам компьютера относятся центральный процессор, основная память, внешняя память, периферийные устройства.
Персональные компьютеры начали появляться благодаря развитию микропроцессоров в 1980-х годах.
Архитектура персонального компьютера – это логическая организация, структура и ресурсы, то есть средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определённый интервал времени.
В основе архитектуры современных персональных компьютеров лежит магистрально-модульный принцип. Давайте рассмотрим рисунок.
Итак, перед вами изображена архитектура персонального компьютера. На ней изображены функциональные блоки персонального компьютера, к которым относятся устройства ввода/вывода, внешние запоминающие устройства, центральный процессор, память и видеопамять. Все эти блоки соединены между собой информационной магистралью, которая называется системной шиной. Она состоит из трёх частей: шина данных, шина адреса, шина управления. Шина данных используется для передачи данных к функциональным блокам. Шина адреса предназначена для передачи адресов устройств, которым передаются данные. И последняя, шина управления используется для передачи управляющих сигналов, которые синхронизируют работу разных устройств. То есть через шину передаются все данные от одного устройства к другому.
Также на рисунке у нас есть такие элементы, как контроллеры. Контроллеры – это периферийные устройства, которые управляют внешними устройствами. Передача всех данных осуществляется через шину.
Также мы можем видеть на рисунке сплошные и пунктирные стрелки. Сплошными стрелками изображены направления потоков информации, а пунктирными – направление управляющих сигналов.
В этой архитектуре существует такое значительное достоинство, как принцип открытой архитектуры. То есть мы можем подключать к компьютеру новые устройства или заменять старые на более современные. Для каждого типа и модели устройства используется свой контроллер.
Например, если мы подключим компьютерную мышь через USB-порт, то она определится у нас на компьютере только после установки в операционную систему специальной программы для управления этим устройством. Такие программы называются драйверами устройств.
Таким образом, можно сформулировать следующее определение: открытая архитектура персонального компьютера – это архитектура, предусматривающая модульное построение компьютера с возможностью добавления и замены отдельных устройств.
Это то, что касается принципов обмена информацией между устройствами.
Материнская плата – это сложная многослойная печатная плата, являющаяся основой построения вычислительной системы.
Изначально дополнительные устройства (например, внутренний модем, сетевой адаптер беспроводной связи Wi-fi, звуковая плата и так далее) подключались к материнской плате с помощью слотов расширения и разъёмов.
В наше время такая необходимость отпала, так как большинство дополнительных устройств уже встроены в современные материнские (системные) платы.
Основными (несъёмными) частями материнской платы являются разъём процессора, разъёмы оперативной памяти, микросхемы чипсета, загрузочное ПЗУ, контроллеры шин и их слоты расширения, контроллеры и интерфейсы периферийных устройств.
Важнейшей частью материнской платы является чипсет. Чипсет – это набор микросхем, который связывает память, процессор, видеоадаптер, устройства ввода/вывода и другие элементы персонального компьютера, для выполнения совместных функций.
В современных компьютерах находятся две основные большие микросхемы чипсета: контроллер-концентратор памяти (северный мост) и контроллер-концентратор ввода/вывода (южный мост).
Давайте рассмотрим схему архитектуры персонального компьютера.
Северный мост отвечает за работу процессора с оперативной памятью и видеосистемой. От его параметров (тип, частота, пропускная способность) зависят параметры подключённых к нему устройств: системной шины, оперативной памяти, видеоадаптера. Северный мост подключается напрямую к центральному процессору через системную шину.
Южный мост обеспечивает работу с внешними устройствами и обычно подключается к центральному процессору через северный мост при помощи внутренней шины.
Все устройства компьютера соединены между собой шинами различных видов.
Быстродействие процессора, оперативной памяти и периферийных устройств существенно различаются. Быстродействие устройства, в свою очередь, зависит от тактовой частоты обработки данных, которая обычно измеряется в мегагерцах, и разрядности. Разрядность – это количество битов данных, обрабатываемых за один такт. Такт – это промежуток времени между подачами электрических импульсов, которые синхронизируют работу устройств компьютера.
Пропускная способность шины – это скорость передачи данных между устройствами, которые она соединяет. А исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что скорость передачи данных различных шин будет также отличаться. Рассмотрим формулу для вычисления пропускной способности шины (измеряется в битах в секунду). Она равна произведению разрядности шины и частоты шины. Разрядность измеряется в битах, частота – в герцах, в свою очередь, 1 герц равен 1 такту в секунду.
Например, для быстрой работы компьютера пропускная способность шины оперативной памяти должна совпадать с пропускной способностью шины процессора.
Как говорилось ранее, Северный мост связан с процессором системной шиной. Например, если разрядность системной шины составляет 64 бита, а частота – 1066 МГц, то пропускная способность будет равна:
64 · 1066 = 68 224 Мбит/с ≈ 66,6 Гбит/с ≈ 8 Гбайт/с.
Перейдём к частоте процессора. Тактовая частота процессора показывает, сколько процессор может произвести вычислений в единицу времени. Из этого следует вывод, что чем больше частота, тем больше операций в единицу времени может выполнить процессор. Тактовая частота современных процессоров составляет от 1 до 4 ГГц. Рассмотрим формулу. Тактовая частота равна произведению внешней или базовой частоты на определённый коэффициент. Коэффициент зависит от характеристик процессора. Например, процессор Intel Core i7 920 использует частоту шины 133 МГц и множитель 20. Значит, тактовая частота будет равна:
133 · 20 = 2660 МГц.
Шина памяти соединяет оперативную память и северный мост, и, соответственно, служит для передачи данных между этими устройствами.
Частота шины памяти может быть больше частоты системной шины.
Следующая шина, которую мы рассмотрим, – PCI Express. Она соединяет видеоплату с северным мостом.
Так как в наше время очень быстро развивается компьютерная графика, то потребность в скорости передачи данных от видеоплаты к оперативной памяти и процессору возрастает. Наибольшее распространение получила шина PCI Express – это ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств. Её пропускная способность может достигать до 32 гигабайт в секунду.
К самой же видеоплате с помощью аналогового разъёма VGA (графический адаптер) или цифрового разъёма DVI (цифровой видеоинтерфейс) подключается монитор или проектор.
Жёсткие диски, CD-дисководы, DVD-дисководы подключаются к южному мосту при помощи шины SATA – это последовательная шина подключения накопителей.
Скорость передачи данных по ней может достигать 300 Мбайт в секунду.
Для подключения периферийный устройств (принтера, клавиатуры, сканера и других), которые имеют USB-выход, к южному мосту используется шина USB – это универсальная последовательная шина.
Её пропускная способность достигает 60 Мегабайт в секунду. При помощи шины USB к компьютеру можно одновременно подключить до 127 периферийных устройств.
При увеличении производительности процессора происходит увеличение производительности самого компьютера.
Увеличение производительности процессора происходит за счёт увеличения частоты. Но, как говорится, всему есть свой предел. При увеличении частоты процессора происходит также увеличение тепловыделения, которое не может быть не ограниченным. Выделение процессором теплоты Q пропорционально потребляемой мощности P, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты.
Поэтому для того, чтобы увеличить производительность процессора, начали увеличивать количество ядер процессора (арифметических логических устройств).
В 2005 году был создан первый двухъядерный микропроцессор. Это сделали практически одновременно две фирмы – Intel и AMD. Такая архитектура позволяет производить на персональном компьютере параллельную обработку данных, что существенно увеличивает его производительность. Можно сказать, что в архитектуре находятся 2 центральных процессора, работа которых согласована между собой, и они объединены между собой, например, контроллером. За счёт этого поток данных идёт не к одному центральному процессору, а разделяется на два. И увеличивается быстродействие компьютера.
В настоящее время количество ядер в микропроцессорах достигает 8.
А сейчас пришло время подвести итоги урока.
Сегодня мы с вами познакомились с магистрально-модульным принципом построения компьютера. Рассмотрели, какие устройства находятся на материнской плате. А также подробно ознакомились с архитектурой персонального компьютера.
Внимание Скидка 50% на курсы! Спешите подать
заявку
Профессиональной переподготовки 30 курсов от 6900 руб.
Курсы для всех от 3000 руб. от 1500 руб.
Повышение квалификации 36 курсов от 1500 руб.
Лицензия №037267 от 17.03.2016 г.
выдана департаментом образования г. Москвы
Урок для 10 класса "Архитектура компьютера"
Архитектура компьютера(10 кл)
Познакомить учащихся с архитектурой ПК.
Выделить основные составляющие ПК.
Рассмотреть, что находится на материнской плате.
Познакомить учащихся с внешними носителями памяти.
Развивать интерес к строению ПК.
Воспитать бережное отношение к ПК.
Что представляет собой ПК.
– это универсальное техническое средство для работы с информацией.
Универсальность его состоит в том, что компьютер предназначен для автоматизации основных информационных процессов: передачи, обработки и хранения информации.
Основой его конструкции являются электронные элементы и электронные схемы, т.е. на сегодняшний день компьютер – электронное по своей конструкции устройство.
Компьютеры, которые вы видите, называются персональными (ПК). Они характеризуются малыми габаритами , предназначены для персональной работы пользователя.
( Компьютер – это универсальное техническое средство для работы с информацией. Персональные компьютеры (ПК) характеризуются малыми габаритами, предназначены для персональной работы пользователя)
Важным для понимания устройства и принципов работы компьютера является понятие архитектуры.
II . Архитектура компьютера – это общее описание его структуры и функций.
Какие устройства входят в состав ПК?
В м инимальный состав компьютера входят системный блок, монитор, клавиатура, . Многие современные программы рассчитаны на применение мыши, поэтому в настоящее время мышь является неотъемлемым элементом компьютерной системы.
Какое устройство в компьютере – основное?
Рассмотрим основные компоненты системного блока.
Системный блок содержит:
системная (материнская) плата,
дисководы гибкого и оптического дисков,
жесткий диск (винчестер),
(Архитектура компьютера – это общее описание его структуры и функций. В минимальный состав компьютера входят системный блок, монитор, клавиатура, . Системный блок содержит:
системная (материнская) плата,
дисководы гибкого и оптического дисков,
жесткий диск (винчестер),
1) . Материнская плата .
Материнская плата и есть компьютер, его сердце. Она влияет на производительность компьютера в целом.
Основные компоненты материнской платы:
микросхемы ОЗУ, ПЗУ, кэш-памяти
разъемы для установки плат расширения (слоты), подключения накопителей (винчестера, дисководов),
наборы микросхем (Chipset) для управления обменом данными между всеми компонентами компьютера,.
Центральный п роцессор – центральный блок компьютера, предназначенный для обработки информации и управления работой компьютера в целом.
Кроме центрального процессора в компьютерной системе могут присутствовать и другие процессоры: процессор клавиатуры, математический сопроцессор, процессор принтера и т.д.
Центральный процессор (мозг компьютера) – это микросхема или блок микросхем. Он состоит из двух частей: АЛУ и УУ.
АЛУ – арифметико-логическое устройство предназначено для обработки информации, выполнения арифметических и логических операций над данными.
УУ – устройство управления управляет работой компьютера.
(Центральный процессор – центральный блок компьютера, предназначенный для обработки информации и управления работой компьютера в целом. Он состоит из двух частей: АЛУ и УУ.
АЛУ – арифметико-логическое устройство предназначено для обработки информации, выполнения арифметических и логических операций над данными.
УУ – устройство управления управляет работой компьютера.)
Системная шина (магистраль).
Шина - так называется совокупность токопроводящих линий, по которым обмениваются информацией устройства компьютера. Конструктивно системная шина выполнена заодно с материнской платой.
По магистрали происходит обмен информацией между процессором и памятью и их связь с периферийными устройствами.
Системная шина имеет следующие компоненты:
Шина данных служит для передачи обрабатываемых данных.
Шина адреса служит передачи адресов ячеек внутренней памяти или адреса устройств внешних устройств.
Шина управления служит для передачи управляющих сигналов во все блоки компьютера.
Шина - так называется совокупность токопроводящих линий, по которым обмениваются информацией устройства компьютера.
По магистрали происходит обмен информацией между процессором и памятью и их связь с периферийными устройствами.
Системная шина имеет следующие компоненты:
Шина данных служит для передачи обрабатываемых данных.
Шина адреса служит передачи адресов ячеек внутренней памяти или адреса устройств внешних устройств.
Шина управления служит для передачи управляющих сигналов во все блоки компьютера.
Разъемы плат расширения (слоты).
На материнской плате находятся разъемы для плат, управляющих различными устройствами ПК.
Основные виды плат расширения: видеокарта,
Разъемы, с помощью которых к системному блоку подключаются периферийные (внешние) устройства.
Микросхемы ОЗУ и ПЗУ .
Запоминающие устройства (ЗУ) предназначены для хранения программ и всех видов данных.
ОЗУ (640Кбайт – 128Мбайт) – оперативное запоминающее устройство (используется только во время работы компьютера). К нему процессор постоянно обращается в ходе выполнения программы. Информацию можно как считывать, так и записывать. Но после выключения ПК содержание оперативной памяти стирается – энергозависимое устройство . Для ускорения вычислений информация из наиболее часто используемых участков ОЗУ помещается в сверхбыстродействующие микросхемы памяти –кэш-память. Отсутствие кэш-памяти может на 20 -30% снизить общую производительность компьютера.
( Запоминающие устройства (ЗУ) предназначены для хранения программ и всех видов данных.
ОЗУ(640Кбайт – 128Мбайт) – оперативное запоминающее устройство (используется только во время работы компьютера). Информацию можно как считывать, так и записывать. Но после выключения ПК содержание оперативной памяти стирается ( энергозависимое устройство ))
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство. Информация записывается на заводе – изготовителе, возможно только считать её, записать в ПЗУ ничего нельзя. При выключении ПК информация сохраняется - энергонезависимое устройство.
(ПЗУ – постоянное запоминающее устройство , записать в ПЗУ ничего нельзя. При выключении ПК информация сохраняется - энергонезависимое устройство.)
Т.е. ОЗУ временно хранит информацию, а в ПЗУ её нельзя записывать и менять.
2) . Внешняя память (ВЗУ).
Зачастую, информацию надо сохранять на длительный срок, изменять её, переносить с одного компьютера на другой. Для этого существует внешняя память. Для внешней памяти основным является понятие носителя внешней памяти – материального объекта, способного хранить информацию . В качестве носителя информации используются: магнитная лента,
магнит но-оптические диски,
( Носитель внешней памяти – материального объект, способный хранить информацию : магнитная лента,
Все вы представляете магнитную ленту (магнитофонная кассета). Информация записывается вдоль ленты , и из-за этого – трудности работы с ней, т. к. для поиска нужной информации надо перематывать ленту (В больших организациях используются магнитофоны- стримеры).
Из-за того, что магнитные ленты такие неудобные в использовании, их применение ограничено.
Делятся на гибкие магнитные диски (съемные) и жесткие магнитные диски (несъемные). Они покрыты тонким магнитным слоем. На них размечены концентрические дорожки, разбитые на сектора. Чтение информации осуществляется по следующему принципу: намагниченный участок -1, не намагниченный - 0.
( Делятся на гибкие магнитные диски (съемные) и жесткие магнитные диски (несъемные). Они покрыты тонким магнитным слоем. На них размечены концентрические дорожки, разбитые на сектора. Чтение информации осуществляется по следующему принципу: намагниченный участок -1, не намагниченный - 0.)
Гибкие магнитные диски бывают диаметра 5,25(1,2 Мбайт) дюйма и 3,5 дюйма(1.44мбайт ) , 5.25 сейчас практически не используются(легко погнуть, попадает пыль). Внутри тонкий, гибкий диск, который нельзя гнуть, поэтому он находится в пластиковом конверте. Используется для переноса информации с одного ПК на др. и для хранения резервной копии программ и данных.
( Гибкие магнитные диски бывают диаметра 5,25(1,2 Мбайт) дюйма и 3,5 дюйма(1.44мбайт ) )
Жесткий магнитный диск – винчестер. Исп. для хранения информации постоянно необходимой при работе за ПК.
На жесткий диск устанавливают операционную систему, там же хранят документы различного типа – от текстов до видеоклипов.
Жесткие диски не предназначены для переноса информации с одного компьютера на др., но теоретически он может быть переустановлен на др. ПК. Но это не делают без особой необходимости.
Емкость ЖМД колеблется от 20 до 400Гбайт.
(Жесткий магнитный диск – винчестер. Исп. для хранения информации постоянно необходимой при работе за ПК. Емкость ЖМД колеблется от 20 до 400Гбайт)
Лазерные диски ( CD - ROM , CD - R , CD - RW , DVD ).
CD-ROM предназначен только для считывания инф ормации (500 – 700Мбайт),
Запись ее производится вне компьютера в лабораторных условиях. На поверхность диска лазерным лучом большой мощности наносится дорожка с микроскопическими впадинами. Удобен для хранения мультимедийной информации.
По мере совершенствования технологии создания CD возникла необходимость в увеличении емкости оптических носителей информации. Появились DVD диски (4.7 – 17Гбайт).
CD-R – для однократной записи и многократного воспроизведения,
CD-RW – для многократной записи и многократного воспроизведения.
Считывание информации с лазерного диска происходит под воздействием лазерного луча. Светочувствительный элемент фиксирует луч, отраженный от плоского участка (считывается 1), луч, попавший во впадину, рассевается и не попадает на элемент (считывается 0). Дорожка оптического диска непрерывна и имеет форму спирали.
Емкость CD > 600Мб .
(CD-ROM предназначен только для считывания информации (500 – 700Мбайт), CD-R – для однократной записи и многократного воспроизведения. CD-RW – для многократной записи и многократного воспроизведения. Емкость CD > 600Мб.)
представляют собой многослойные диски, запись и чтение данных на которые основаны как на магнитных, так и на оптических св ойствах(20Мбайт – 7Гбайт).
– это устройства, выполненные на микросхемах (кристаллах), не имеющие подвижных частей. Они основаны на кристаллах электрически перепрограммируемой флеш-памяти, допускает до 1млн. циклов перезаписи .
Сегодня на уроке мы узнали, что у ПК выделяют 3 основных составляющих и в последнее время мышь также становится неотъемлемой его частью.
Как расшифровываются эти аббревиатуры?
Это внутренняя память компьютера.
Какие вы знаете внешние носители памяти?
1 Организационная часть.(5-7 мин.)
2 Контрольная работа(25 мин)
3 Изучение нового материала(45 мин)
4 Просмотр презентации(10 мин.)
4 Подведение итогов урока(5 мин.)
привитие студентам интереса к специальностиПрограммиста.
Развивающие:
расширение кругозора студентов;
формирование общеучебных умений: слушать объяснение преподавателя, вести конспект.
Здоровьесберегающая:
оптимальное сочетание форм и методов, применяемых на уроке;
Информационные:
использование компьютера и других технических средств;
проверка знаний в виде тестов;
Технология проблемная и исследовательская:
последовательная постановка перед обучающимися проблем;
Дифференцированного подхода в обучении:
раскрытие индивидуальности, её развитие, проявление и обретения избирательности и устойчивости к социальным воздействиям
Тип урока: комбинированный урок.
Структура (этапы) урока:
Организационный момент - 1 мин
Объяснение темы и цели урока. – 3 мин
Изучение нового материала - 25 мин
Закрепление полученных знаний - 14 мин
Итог урока - 2 мин
Методы обучения, использованные на уроке:
По источнику знаний:
иллюстрации (презентация, картинки);
По характеру познавательной деятельности учащихся:
Материальная база, оборудование урока:
мультимедийный проектор с экраном;
презентация, созданная с помощью приложения MicrosoftPowerPoint (Приложение1);
раздаточный материал (Приложение2);
Организационный момент: приветствие,проверка готовности к уроку, проверка отсутствующих.(1 мин)
Объяснение темы и цели урока.(3 мин)
А значит целью нашего урока будет - познакомиться с архитектурой компьютера, составом современного компьютера;
Мотивация урока: Сегоднянаша жизнь тесно связана с компьютерами. Они окружают нас всюду: и дома, и в школе, и на работе. Многие задачи нашей повседневной жизни мы можем решить с помощью этого современного помощника. А как же он устроен и как он работает? Сегодня мы сможем узнать об этом.
Изучение нового материала.(25 мин)
Демонстрируется презентация к уроку АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА
Еще при создании первых ЭВМ знаменитый математик Джон Фон Нейман описал, как должен быть устроен компьютер, чтобы он был универсальным и эффективным устройством для обработки информации:
арифметико – логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;
устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;
запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных;
внешнее устройство для ввода – вывода. (2 слайд)
Современные компьютеры отличаются от этой схемы.
Конструктивно современные ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы подключаются внешние устройства: дополнительные устройства памяти, клавиатура, дисплей, принтер и так далее. (3 слайд)
Связь между устройствами компьютера отражается функциональной схемой (рисунок 1).
Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопитель на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контролерами – адаптерами внешних устройств.
На системной плате (материнской) размещаются: генератор тактовых импульсов; блоки (микросхемы) внутренней памяти; адаптеры клавиатуры, дисковых накопителей; контролер прерываний; таймер и другое. (4 слайд)
Процессор – является основным устройством для выполнения команд.
Сопроцессор – дополняет возможности центрального процессора и расширяет набор команд.
Генератор тактовых импульсов – генерирует последовательность электрических импульсов. (5 слайд)
Рисунок 1. (6 слайд)
Промежуток между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик ПК и во многом определяет скорость его работы, потому что каждая операция в ПК выполняется за определенное количество тактов. (7 слайд)
Порт ввода–вывода – аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК. (8 слайд)
Системная шина – это основная интерфейсная (обеспечивающая взаимодействие) система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. (9 слайд)
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
между микропроцессором и основной памятью;
между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств;
Все блоки, а точнее, их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаться к шине единообразно: непосредственно или черезконтролеры адаптеры. (10 слайд)
4. Закрепление материала.(14 мин)
Студентам раздаются тесты для выполнения работы. Необходимо закрепить знания, полученные на уроке, ответить на вопросы теста.
Вопросы: (11 слайд)
Что собой представляет современный компьютер?
Как знаменитый математик Джон Фон Нейман описывал компьютер?
Какназывается основное устройство для выполнения команд?
Какое устройство дополняет возможности центрального процессора и расширяет набор команд?
Какое устройство генерирует последовательность электрических импульсов?
Что определяет такт работы машины (ПК)?
Что выполняет системная шина в компьютере?
Выставление оценок, подведение итогов и Домашнее задание.(2 мин)
Приложение 1
Приложение 2
Что собой представляет современный компьютер?
а) Конструктивно современные ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы подключаются внешние устройства;
б) Конструктивно современные ПК выполнены в виде большого блока, который подключается к внешним устройствам;
в) Конструктивно современные ПК выполнены в виде блока, который через разъемы подключает внешние устройства
Как знаменитый математик Джон Фон Нейман описывал компьютер?
а) Компьютер состоит из арифметико – логического устройства, устройства управления, запоминающего устройства, внешнего устройства для ввода – вывода;
б) Компьютер состоит из внутренних и внешних устройств;
в) компьютер состоит из внутренних, внешних и подключаемых устройств.
Какназывается основное устройство для выполнения команд?
б) процессор;
в) генератор тактовых импульсов;
Какое устройство дополняет возможности центрального процессора и расширяет набор команд?
а) сопроцессор;
в) генератор тактовых импульсов;
Какое устройство генерирует последовательность электрических импульсов?
в) генератор тактовых импульсов;
Что определяет такт работы машины (ПК)?
а) Промежуток между всеми импульсами;
б) Промежуток между соседними импульсами;
в) Промежуток между тактами;
Что выполняет системная шина в компьютере?
а) обеспечивает сопряжение и связь всех его устройств между собой;
Данная методическая разработка открытого урока поможет изучить основные понятия, обобщить и систематизировать знания обучающихся об устройстве компьютера, назначении его устройств. Урок носит комбинированный характер. Методы обучения применяются объяснительно-иллюстративный, словесный, наглядный. Индивидуальная, фронтальная, элементы исследовательской деятельности, научная обоснованность материала, связь с другими дисциплинами - такие формы организации познавательной деятельности организованы.Методическая разработка открытого урока
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
ГБПОУ Уфимский колледж радиоэлектроники,
телекоммуникаций и безопасности
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
открытого урока
Разработала: Хайфуллина Э. И.,
первой квалификационной категории
- изучить основные понятия, о бобщить и систематизировать знания обучающихся об устройстве компьютера, назначении его устройств ;
развивающая
- развивать творческое воображение, познавательный интерес у обучающихся;
воспитывающая
- воспитать аккуратность, внимательность, дисциплинированность, усидчивость, информационную культуру.
Методы обучения: объяснительно-иллюстративный , словесный, наглядный.
Тип урока: комбинированный.
Формы организации познавательной деятельности: индивидуальная, фронтальная, элементы исследовательской деятельности, научная обоснованность материала, связь с другими дисциплинами.
Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение урока:
2. Рабочие карточки.
Оборудование: ПК, экран, проектор , раздаточный материал с кратким конспектом урока.
I. Организационный момент – 2 '
1.1 Организационная часть.
1.2 Целевая установка.
II. Актуализация знаний – 5 '
III. Объяснение новой темы – 25 '
IV. Закрепление темы – 6 '
V. Итоги урока – 6 '
VI. Домашнее задание – 1 '
Выучить конспект урока, подготовить доклад об устройствах ввода и вывода информации.
Конспект урока
1. Организационный момент (2 мин) .
Преподаватель : Здравствуйте, ребята, присаживайтесь. Настройтесь на активную работу. Староста, пожалуйста, скажите, кто отсутствует сегодня на занятии.
2. Актуализация знаний (5 мин).
Для того чтобы проверить ваши знания, я загадаю вам загадки:
1. «Что за чудо-агрегат
Может делать все подряд –
Верно - компьютер!
2. Будь предельно осторожен,
Ведь со мной работать сложно.
Нужно навыки иметь,
Что бы мною овладеть.
Сколько символов и букв
Убегает из под рук,
Лишь легонько прикоснешься,
Посмотри на монитор.
Хоть на букву ошибешься
И прервется разговор.
Ответ: клавиатура.
3. Хоть по объему и мала,
Информацию хранит она.
Знаем все устройство это,
Ответ: дискета.
4. Если ЭТО отключить,
То компьютер замолчит.
Тугоухий, как медведь –
Ничего не сможет спеть.
Ответ: колонки.
5. На столе он перед нами,
На него направлен взор,
Ответьте на следующие вопросы:
1. От имени какого математика произошло слов АЛГОРИТМ. (Аль Хорезми)
2. Изобретатель системы кодирования информации, использующий два символа: точку и тире. (Морзе).
3. Сколько бит в 3 байтах?(24)
4. Последовательность действий, направленная для достижения конкретной цели. (Алгоритм)
5. Что общего между папирусом, берестяной грамотой, книгой и дискетой? (Хранение информации).
Преподаватель : Молодцы, ребята!
3. Объяснение новой темы (25 мин).
Сегодня на уроке мы познакомимся с историческим материалом об архитектуре компьютеров, с применением этих знаний в различных областях наук, с основными понятиями архитектуры компьютера, а в конце урока каждый из вас проверит свои знания, сделав задание.
(слайд 8) Эпиграфом к нашему уроку являются слова “Лучший пророк для будущего – прошлое”.
(слайд 9) С давних времен люди стремились облегчить свой труд. С этой целью создавались различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека. Компьютер был изобретен в середине XX века для увеличения возможностей интеллектуальной работы человека, т.е. работы с информацией.
(слайд 10) Из истории науки и техники известно, что идеи многих изобретений человек подглядел в природе.
Например, еще в XV веке великий итальянский ученый и художник Леонардо да Винчи изучал строение тел птиц и использовал эти знания для конструирования летательных аппаратов.
(слайд 11) Русский ученый Николай Егорович Жуковский, основоположник науки аэродинамики, также исследовал механизм полета птиц.
Обучающиеся : с человека.
Только человек постарался передать компьютеру не физические, а интеллектуальные способности, т.е. возможность работы с информацией.
ž По своему назначению компьютер — это универсальное техническое средство для работы с информацией.
ž По принципам своего устройства компьютер — это модель человека, работающего с информацией.
Вспомнив полученные ранее знания, сравните, каким образом человек работает с информацией и как это делает компьютер, заполнив следующую таблицу в своих тетрадях.
Процессор
Устройства памяти
Прием (ввод) информации
Органы чувств
Устройства ввода
Передача (вывод) информации
Речь, двигательная система
Устройства вывода
Ребята, а в чем сходство человека и компьютера?
Обучающиеся дают ответы .
Имеются четыре основных компонента информационной функции человека:
ž получение информации;
ž запоминание информации;
ž процесс мышления;
ž передача информации.
Компьютер включает в себя устройства, выполняющие эти функции мыслящего человека:
ž устройства ввода,
ž устройства запоминания (память),
ž устройство обработки (процессор),
ž устройства вывода.
Работая с информацией, человек пользуется не только теми знаниями, которые помнит, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. У компьютера тоже есть два вида памяти: оперативная (внутренняя) и долговременная (внешняя) память.
Схема устройства компьютера
Схема устройства компьютера впервые была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом, который сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.
Принципы фон Неймана
1. Принцип двоичного кодирования.
Для представления данных и команд используется двоичная система счисления.
2. Принцип однородности памяти.
Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления — чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
3. Принцип адресуемости памяти.
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка; память внутренняя.
4. Принцип последовательного программного управления.
Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой, в последовательности, определяемой программой.
5. Принцип жесткости архитектуры
Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.
Таким образом, компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.
Архитектура современных персональных ЭВМ основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить её модернизацию.
Магистраль включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии.
Магистрально-модульное устройство компьютера видим на слайде (зарисовать).
Далее рассмотрим логическую схему системной платы.
Процессор - это мозг компьютера, который находится на материнской плате и управляет работой всех частей компьютера, в том числе и периферийных устройств.
В настоящее время производительность процессоров повышается за счет усовершенствования его архитектуры:
1. в структуру процессора вводится кэш-память
2. вместо одного ядра используют 2 или 4, которые параллельно выполняют вычисления.
Память компьютера - предназначена для хранения информации.
Внутренняя память расположена внутри системного блока и предназначена для кратковременного хранения информации.
Внешняя память расположена снаружи системного блока и предназначена для долговременного хранения информации.
Виды внутренней памяти:
1. ПЗУ ( ROM ) – постоянное запоминающее устройство.
2. ОЗУ ( RAM ) – оперативное запоминающее устройство.
Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти и предназначена для временного хранения информации (пока компьютер включен).
Постоянная память ПЗУ предназначена для хранения программ для запуска компьютера ( BIOS ). В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего - ни данных, ни программ, т.к. она хранит информацию пока компьютер включен, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения. Поэтому и необходима постоянная память.
Внешняя память предназначена для долговременного хранения информации.
Устройства внешней памяти : винчестер, CD ( DVD )-диск и флэш.
Винчестер - устройство памяти большой емкости. Он представляет собой набор пластин (металлических дисков), покрытые магнитным материалом – платтером, соединенных между собой при помощи шпинделя (вала) и помещенных в твердый металлический корпус.
Характеристики винчестера:
• Емкость - количество информации, помещающееся на диске.
• Быстродействие – временем доступа к данным, скоростью чтения и записи информации.
• Интерфейс (способ подключения) — типом контролера, к которому должен присоединяться винчестер.
v Описание архитектуры компьютера предполагает рассмотрение функционального назначения устройств без какой-либо технической конкретизации;
v Выполнение заданных функций каждым устройством компьютера позволяет функционировать системе в целом;
v Управление компьютером осуществляется благодаря процессору, который обрабатывает команды данной программы;
v Для долговременного хранения информации используются устройства внешней памяти;
v Для ускорения работы компьютера используется внутренняя память, созданная для быстрого доступа.
Более подробно мы рассмотрим устройства обработки данных и внутренней памяти на следующих занятиях.
4. Закрепление знаний (6 мин).
Итак, сегодня мы с вами узнали, что такое архитектура компьютера. Подробнее познакомились с составными частями компьютера.
Что вам понравилось на уроке? А какие любопытные факты вам запомнились?
Для того чтобы узнать, как вы усвоили этот материал, я раздам вам задание, на решение которого вам выделяется 5 мин времени.
5. Итоги урока (6 мин).
А теперь выставление оценок за ваши ответы и работу на уроке.
Напоследок, хочется вам сообщить:
Служа науке, он терпел лишенья,
Был рок его тревожен и суров,
Он злой судьбою избран был мишенью
Скорей ударов, нежели даров.
С тех пор, когда влекомый блеском таинств,
Присущих математике, решил
Ступить на многотрудный путь, пытаясь
Достичь математических вершин.
Кому оно посвящено? Каков вклад этого человека в развитие ВТ?
Ответ: Речь идет об английском ученом Ч. Беббидже, главным делом жизни которого, по его словам, были вычислительные машины, над созданием которых он работал более 50 лет. Беббидж сконструировал аналитическую машину – прообраз современных компьютеров, которую в то время не смогли построить.
2. Кто автор этих строк и какое они имеют отношение к информатике?
Мы почитаем всех нулями,
А единицами себя.
Ответ: А. С. Пушкин, двоичная система счисления.
6. Домашнее задание (1 мин).
Вашим домашним заданием будет подготовить доклад об устройствах вывода информации.
Спасибо за урок. До свидания!
РАБОЧАЯ КАРТОЧКА ПО ТЕМЕ:
Задание: расставь цифры, соответствующие устройствам персонального компьютера.
1. колонки
9. внутренняя память (ОЗУ или ПЗУ)
10. внешняя память
Ответ:
Читайте также: