Презентация, доклад на тему Устройство компьютера

Ермагамбетова Гульмира Нурлановна

персонального компьютера.

4. Показать назначения основных блоков ЭВМ.

5. Рассмотреть иерархию памяти ЭВМ

функции основных блоков ЭВМ.

3. Характеристики процессора, шин и памяти.Иерархия памяти. Виртуальная память.

Основы учения об архитектуре ЭВМ заложил
выдающийся американский математик
Джон фон Нейман.

+

=

Основные принципы построения ЭВМ

ENIAC

1945 год…

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)

логических узлов компьютера, к которым относятся: центральный процессор; основная память; внешняя память; периферийные устройства.

взаимное соединение основных логических узлов компьютера, к которым относятся: центральный процессор; основная память; внешняя память; периферийные устройства.

через специальные разъемы присоединяются другие устройства.

обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

функциям

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.

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;

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.

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.

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.

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:

Основные блоки: разъемы для подключения устройств, шина для передачи сигналов между устройствами, набор микросхем для осуществления контроля.

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.

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.

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);

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.

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.

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.

управления процессами этой обработки, выполненной в виде одной или нескольких интегральных схем с высокой степенью интеграции электронных компонентов.

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

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

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

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

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.

диски

CD, DVD

HDD

FDD

общего назначения (РОН), которые размещены внутри процессора.

Регистры используются при выполнении процессором простейших операций:
пересылка,
сложение,
вычитание.

Регистры

Регистры

Регистры

Регистры

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.

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.

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).

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.

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:

???

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