Чем управляет процессор информатика 4
Инструмент проще, чем машина. Зачастую инструментом работают руками, а машину приводит в действие паровая сила или животное.
Компьютер тоже можно назвать машиной, только вместо паровой силы здесь электричество. Но программирование сделало компьютер таким же простым, как любой инструмент.
Процессор — это сердце/мозг любого компьютера. Его основное назначение — арифметические и логические операции, и прежде чем погрузиться в дебри процессора, нужно разобраться в его основных компонентах и принципах их работы.
Тактирование процессора
Быстродействие компьютера определяется тактовой частотой его процессора. Тактовая частота — количество тактов (соответственно и исполняемых команд) за секунду.
Частота нынешних процессоров измеряется в ГГц (Гигагерцы). 1 ГГц = 10⁹ Гц — миллиард операций в секунду.
Чтобы уменьшить время выполнения программы, нужно либо оптимизировать (уменьшить) её, либо увеличить тактовую частоту. У части процессоров есть возможность увеличить частоту (разогнать процессор), однако такие действия физически влияют на процессор и нередко вызывают перегрев и выход из строя.
Конспект урока "Средство управления"
На прошлых уроках мы с вами изучили много нового и интересного. Узнали, что такое управление. Разобрались, чем отличается управляющий объект от объекта управления. Выяснили, что цель управления – это то, что хочет изменить или сохранить управляющий объект, воздействуя на объект управления, другими словами, ожидаемый результат управления. А управляющее воздействие – это информация, которую получает объект управления с помощью своих органов чувств или сигнала от управляющего объекта.
Сегодня на уроке мы узнаем, что такое средство управления и научимся находить его в различных ситуациях.
Чтобы понять, что такое средство управления, рассмотрим такую ситуацию.
В школе проходил футбольный турнир между учащимися 4-х классов. Во время первого тайма Петя из 4 «А» толкнул Васю из 4 «Б». Просвистел судейский свисток, и Пете показали жёлтую карточку за нарушение правил. Учащийся из 4 «А» отправился на скамейку запасных.
Построим таблицу, которую мы сделали на прошлом уроке, но добавим в неё ещё одну строку. В первом столбце этой строки запишем «средство управления».
Давайте проанализируем ситуацию.
Учащийся Петя нарушил правила во время матча. Судья, чтобы на него обратили внимание, просвистел в свисток и показал жёлтую карточку Пете, тем самым дал знать игроку, что за нарушение он отправляется на скамейку запасных.
Итак, в данной ситуации управляющим объектом является судья.
Объектом управления – Петя и остальные игроки, так как после свистка судьи игра приостанавливается.
Цель управления – показать жёлтую карточку игроку за нарушение правил.
Управляющее воздействие – звуковой сигнал.
А с помощью чего судья оказал управляющее воздействие?
С помощью свистка, значит, он и есть средство управления.
На прошлом уроке мы рассматривали ситуацию, в которой Алиса с мамой искали подарок для старшей сестры Алисы – Лизы. Они ходили по рынку и услышали крик продавца о том, что он продаёт кожаные браслеты. Алиса с мамой заинтересовались и пошли в павильон продавца.
Вспомним схему, которую мы составили.
Ребята, а с помощью чего продавец создал управляющее воздействие?
С помощью голоса.
Давайте дополним нашу схему, добавив в неё новый элемент.
От схемы отступим вниз немного места и нарисуем прямоугольник с закруглёнными углами, точно такой же, как тот, на котором есть надпись «управляющее воздействие». От схемы отступим вниз немного места и нарисуем прямоугольник с надписью «средство управления».
Только здесь будет надпись – «средство управления». От этого прямоугольника вверх рисуем стрелку к прямоугольнику с надписью «управляющее воздействие».
Как вы уже, наверное, поняли, в прямоугольник с надписью «средство управления» мы записываем «голос продавца».
Средством управления могут быть самые разнообразные объекты: свисток, рука, фара машины, табличка, звонок и так далее.
Так что же такое средство управления?
Это всё то, с помощью чего управляющий объект может создать управляющий сигнал, то есть управляющее воздействие.
Давайте составим таблицу, в которой перечислим некоторые виды управляющего воздействия и несколько примеров средств управления для каждого вида. То есть представим взаимосвязь управляющего воздействия и средства управления.
Колокол, свисток, звонок, голос, громкоговоритель.
Электронное табло, дорожные знаки, вывески, объявления.
Ребята, а вы знаете, что это за такая информация?
Тактильная информация (её ещё можно называть осязательной) – это информация, которая воспринимается человеком с помощью кожи, например, пальцев.
Кто же может пользоваться такой информацией?
Люди с плохим зрением и совсем незрячие. Существует даже рельефно- точечный тактильный шрифт, называемый шрифтом или азбукой Брайля. Его используют для чтения и письма люди, потерявшие зрение или плохо видящие.
К средствам управления тактильного управляющего воздействия можно отнести рукопожатие, объятие, специальные устройства на стенах или поручнях для плохо видящих людей.
Давайте проверим, как хорошо вы усвоили новую тему. Выполните следующие задания.
Помогите Ване правильно заполнить схему.
Проверьте, правильно ли вы выполнили задание.
Управляющий объект – светофор.
Объекты управления – пешеходы и водители.
Цель управления – безопасность дорожного движения.
Управляющее воздействие – зрительная информация о цвете светового сигнала.
Средство управления – световой сигнал светофора.
Помогите Маше с домашним заданием. Найдите в предложениях ошибки и исправьте их.
Давайте проверим, насколько правильно вы выполнили задание, и ещё раз повторим информацию, с которой вы ознакомились сегодня и на прошлых уроках.
Разметка на дороге – это зрительная информация.
Табличка «закрыто» на двери магазина – это зрительная информация.
Управляющий объект – это объект, который управляет.
Объект управления – это объект, на который оказывается управляющее воздействие.
Управляющее воздействие – это информация, которую получает объект управления с помощью своих органов чувств или сигнала от управляющего объекта.
Средство управления – это всё то, с помощью чего управляющий объект может создать управляющий сигнал.
Свет маяка – это зрительная информация.
Шрифт Брайля – это тактильная информация.
Вот и подошла к концу наша встреча. Но расстаёмся мы, я надеюсь, ненадолго. До свидания, ребята. До новых встреч.
Центральный процессор является основным и самым главным элементом системы. Благодаря нему выполняются все задачи связанные с передачей данных, исполнением команд, логическими и арифметическими действиями. Большинство пользователей знают, что такое ЦП, но не разбираются в принципе его работы. В этой статье мы постараемся просто и понятно объяснить, как работает и за что отвечает CPU в компьютере.
Получите невероятные возможности
Выполнение инструкций
Инструкции хранятся в ОЗУ в последовательном порядке. Для гипотетического процессора инструкция состоит из кода операции и адреса памяти/регистра. Внутри управляющего устройства есть два регистра инструкций, в которые загружается код команды и адрес текущей исполняемой команды. Ещё в процессоре есть дополнительные регистры, которые хранят в себе последние 4 бита выполненных инструкций.
Ниже рассмотрен пример набора команд, который суммирует два числа:
- LOAD_A 8 . Это команда сохраняет в ОЗУ данные, скажем, . Первые 4 бита — код операции. Именно он определяет инструкцию. Эти данные помещаются в регистры инструкций УУ. Команда декодируется в инструкцию load_A — поместить данные 1000 (последние 4 бита команды) в регистр A .
- LOAD_B 2 . Ситуация, аналогичная прошлой. Здесь помещается число 2 ( 0010 ) в регистр B .
- ADD B A . Команда суммирует два числа (точнее прибавляет значение регистра B в регистр A ). УУ сообщает АЛУ, что нужно выполнить операцию суммирования и поместить результат обратно в регистр A .
- STORE_A 23 . Сохраняем значение регистра A в ячейку памяти с адресом 23 .
Вот такие операции нужны, чтобы сложить два числа.
Все данные между процессором, регистрами, памятью и I/O-устройствами (устройствами ввода-вывода) передаются по шинам. Чтобы загрузить в память только что обработанные данные, процессор помещает адрес в шину адреса и данные в шину данных. Потом нужно дать разрешение на запись на шине управления.
У процессора есть механизм сохранения инструкций в кэш. Как мы выяснили ранее, за секунду процессор может выполнить миллиарды инструкций. Поэтому если бы каждая инструкция хранилась в ОЗУ, то её изъятие оттуда занимало бы больше времени, чем её обработка. Поэтому для ускорения работы процессор хранит часть инструкций и данных в кэше.
Если данные в кэше и памяти не совпадают, то они помечаются грязными битами (англ. dirty bit).
Работа процессора
Стандартные средства Windows позволяют отследить нагрузку на процессор, посмотреть все выполняемые задачи и процессы. Осуществляется это через «Диспетчер задач», который вызывается горячими клавишами Ctrl + Shift + Esc.
В разделе «Быстродействие» отображается хронология нагрузки на CPU, количество потоков и исполняемых процессов. Кроме этого показана невыгружаемая и выгружаемая память ядра. В окне «Мониторинг ресурсов» присутствует более подробная информация о каждом процессе, отображаются рабочие службы и связанные модули.
Сегодня мы доступно и подробно рассмотрели принцип работы современного компьютерного процессора. Разобрались с операциями и командами, важностью каждого элемента в составе ЦП. Надеемся, данная информация полезна для вас и вы узнали что-то новое.
Мы рады, что смогли помочь Вам в решении проблемы.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.
Опишите, что у вас не получилось. Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.
Память (ОЗУ)
ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, англ. RAM) — это большая группа этих самых регистров, соединённых вместе. Память у такого хранилища непостоянная и данные оттуда пропадают при отключении питания. ОЗУ принимает адрес ячейки памяти, в которую нужно поместить данные, сами данные и флаг записи/чтения, который приводит в действие триггеры.
Прим. перев. Оперативная память бывает статической и динамической — SRAM и DRAM соответственно. В статической памяти ячейками являются триггеры, а в динамической — конденсаторы. SRAM быстрее, а DRAM дешевле.
Устройство управления
Устройство управления (УУ) помогает процессору контролировать и выполнять инструкции. УУ сообщает компонентам, что именно нужно делать. В соответствии с инструкциями он координирует работу с другими частями компьютера, включая второй основной компонент — арифметико-логическое устройство (АЛУ). Все инструкции вначале поступают именно на устройство управления.
Существует два типа реализации УУ:
- УУ на жёсткой логике (англ. hardwired control units). Характер работы определяется внутренним электрическим строением — устройством печатной платы или кристалла. Соответственно, модификация такого УУ без физического вмешательства невозможна.
- УУ с микропрограммным управлением (англ. microprogrammable control units). Может быть запрограммирован для тех или иных целей. Программная часть сохраняется в памяти УУ.
УУ на жёсткой логике быстрее, но УУ с микропрограммным управлением обладает более гибкой функциональностью.
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.
Два основных компонента процессора
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Кто, кем и зачем управляет"
Помните меня? Я робот Иннокентий!
Сегодня мы с вами узнаем такой термин в курсе информатики, как «управление».
Управление присутствует в жизни каждого человека. Люди управляют собой, другими людьми, а также техническими устройствами или другими неживыми объектами.
В классе учительница управляет учениками. Директор управляет подчинёнными.
Ребята, как вы думаете, компьютер управляет человеком? Или человек компьютером?
Человек управляет компьютером через программы, которые для него создаёт человек.
Управление не происходит просто так. Оно необходимо для достижения какой-либо цели.
Самолёт не полетит, пока пилот не узнает, куда надо лететь. Подчинённые не поймут, что надо делать, пока директор не объяснит им, какую работу необходимо сделать и не отдаст распоряжение о выполнении.
Управление бывает спонтанным, то есть человек, не задумываясь что-то делает. Но управление бывает и продуманным. Перед тем как кем-то или чем-то управлять, человек собирает и проводит анализ данных, чтобы затем принять решение.
Далее на уроках мы с вами будем более подробно изучать управление. И сегодня мы поговорим о том, кто, кем и зачем управляет.
В мире не найдётся человека, который бы никогда никем и ничем не управлял. Как уже было сказано, люди постоянно управляют собой или же другими людьми. Часто им приходиться управлять техническими устройствами.
Например, на кухне. Мы управляем посудомоечной машиной, … кофеваркой, микроволновой печью, миксером, стиральной машиной, газовой плитой.
Управление – это особое отношение между объектами.
Вы же помните, что объекты могут находиться в таких отношениях, как «ближе», «дальше», «дороже», «меньше» и многих других. Но эти отношения не показывают взаимодействие между объектами.
А вот управление – это отношение, при котором один объект намеренно, то есть специально, с конкретной целью оказывает воздействие на другой объект.
Чтобы стало более понятно, рассмотрим такой пример.
Маша говорит Саше:
– У тебя есть дома мячик?
– Да, – отвечает Саша.
– Тогда сходи, пожалуйста, домой и возьми мячик. Будем играть в игру волейбол, – сказала Маша.
Как вы думаете, кто и кем здесь управляет?
А кем она управляет?
А какая цель в этом управлении?
Чтобы Саша принесла мячик.
Давайте рассмотрим ещё один пример. Но для этого вспомним сказку «Красная шапочка». Посмотрите на рисунок и ответьте на вопросы: кто, кем и с какой целью (то есть зачем) управляет?
Ответ запишем в таблице. В ней 3 строки и 2 столбца.
В первой строке первого столбца запишем «Кто (что) управляет?». Во второй строке этого же столбца – «Кем управляет?». А в третьей строке первого столбца – «Цель управления». Такой таблицей мы будем пользоваться неоднократно.
Кто управляет? Мама.
Кем управляет? Дочкой, то есть Красной Шапочкой.
А с какой целью? Чтобы Красная Шапочка отнесла пирожки бабушке.
Ребята, а на картинке есть ещё управление кем-то или чем-то?
Есть. Мама управляет метлой.
Добавим в таблицу ещё один столбик и запишем.
Кто управляет? Мама.
Чем управляет? Метлой.
Зачем? Чтобы подмести пол.
Значит, чтобы понять, кто кем управляет, необходимо понять, на какие объекты и отношения между ними мы обратили внимание.
Как вы думаете, может ли неживой объект управлять человеком?
Чтобы перейти дорогу, вы ищите разметку «зебра», то есть место, где можно переходить дорогу.
Когда вы переходите дорогу, вами управляет светофор. Вы ждёте зелёный свет, чтобы начать движение по дороге.
Ну что же, давайте сейчас поиграем. Посмотрите на картинку и подумайте: «Кто, кем и зачем управляет?».
Женщина управляет швейной машинкой, для того чтобы пошить изделие.
Мужчина управляет шлангом, чтобы полить цветы.
О, это же наш знакомый профессор Знатоков!
Профессор Знатоков управляет ручкой, чтобы что-то записать в блокноте.
Но тут можно сказать ещё, что профессор Знатоков управляет блокнотом, чтобы в нём сделать запись.
Мальчик управляет лопатой, чтобы выкопать картошку.
Мальчик управляет шариком, чтобы надуть его.
Девушка управляет гитарой, чтобы сыграть на ней мелодию.
Также можно сказать, что девушка управляет струнами, чтобы они выдавали звук.
Давайте поиграем ещё в одну игру. Правильно сопоставьте объекты и то, чем или кем управляет этот объект.
Но прежде, чем выполнять задание, обратите внимание на слово «кинолог». Возможно, это слово кому-то неизвестно. Это никак не связано с кино.
Кинолог – это специалист по разведению и воспитанию собак.
Ну что же, приступайте!
Давайте проверим, правильно ли вы выполнили задание.
Скрипач управляет смычком.
Повар управляет ложкой.
Кинолог управляет собакой.
Мальчик управляет самокатом.
Футболист управляет мячом.
Водитель управляет машиной.
Как интересно! Я надеюсь, вы разобрались, кто, кем и зачем управляет.
А теперь давайте повторим сегодняшний материал.
Управление – это отношение, при котором один объект намеренно, то есть специально, с конкретной целью воздействует на другой объект.
Управлять можно собой, другими людьми, живыми и неживыми объектами. Неживые объекты могут управлять нами.
В процесс управления входит тот объект, который управляет, и тот, которым управляют, а также цель управления.
Ответ на вопросы: «Кто, кем и зачем управляет?» зависит от того, на какие объекты и отношения между ними мы обратили внимание.
Вот и закончился наш сегодняшний урок. Я надеюсь, вам было интересно и познавательно. А я прощаюсь с вами. До новых встреч, ребята.
Компьютер – это вещь хорошая и полезная, если им пользоваться в меру, конечно. А что такое компьютер? Из каких основных частей он состоит, почему компьютер – это система? Зачем ему нужны компьютерные программы и какими они бывают? На все эти вопросы с радостью ответит и всё продемонстрирует профессор Знатоков.
Хранение информации — регистры и память
Как говорилось ранее, процессор выполняет поступающие на него команды. Команды в большинстве случаев работают с данными, которые могут быть промежуточными, входными или выходными. Все эти данные вместе с инструкциями сохраняются в регистрах и памяти.
Арифметико-логическое устройство
Это устройство, как ни странно, выполняет все арифметические и логические операции, например сложение, вычитание, логическое ИЛИ и т. п. АЛУ состоит из логических элементов, которые и выполняют эти операции.
Большинство логических элементов имеют два входа и один выход.
Ниже приведена схема полусумматора, у которой два входа и два выхода. A и B здесь являются входами, S — выходом, C — переносом (в старший разряд).
Схема арифметического полусумматора
Как работает компьютерный процессор
Перед тем, как разобрать основные принципы работы CPU, желательно ознакомиться с его компонентами, ведь это не просто прямоугольная пластина, монтируемая в материнскую плату, это сложное устройство, образующееся из многих элементов. Более подробно с устройством ЦП вы можете ознакомиться в нашей статье, а сейчас давайте приступим к разбору главной темы статьи.
Регистры
Регистр — минимальная ячейка памяти данных. Регистры состоят из триггеров (англ. latches/flip-flops). Триггеры, в свою очередь, состоят из логических элементов и могут хранить в себе 1 бит информации.
Прим. перев. Триггеры могут быть синхронные и асинхронные. Асинхронные могут менять своё состояние в любой момент, а синхронные только во время положительного/отрицательного перепада на входе синхронизации.
По функциональному назначению триггеры делятся на несколько групп:
- RS-триггер: сохраняет своё состояние при нулевых уровнях на обоих входах и изменяет его при установке единице на одном из входов (Reset/Set — Сброс/Установка).
- JK-триггер: идентичен RS-триггеру за исключением того, что при подаче единиц сразу на два входа триггер меняет своё состояние на противоположное (счётный режим).
- T-триггер: меняет своё состояние на противоположное при каждом такте на его единственном входе.
- D-триггер: запоминает состояние на входе в момент синхронизации. Асинхронные D-триггеры смысла не имеют.
Для хранения промежуточных данных ОЗУ не подходит, т. к. это замедлит работу процессора. Промежуточные данные отсылаются в регистры по шине. В них могут храниться команды, выходные данные и даже адреса ячеек памяти.
Принцип действия RS-триггера
Взаимодействия с памятью
ПЗУ (Постоянное запоминающее устройство) может хранить в себе только неизменяемую информацию, а вот ОЗУ (Оперативная память) используется для хранения программного кода, промежуточных данных. С этими двумя видами памяти взаимодействует процессор, запрашивая и передавая информацию. Взаимодействие происходит с использованием подключенных внешних устройств, шин адресов, управления и различных контролеров. Схематически все процессы изображены на рисунке ниже.
Если разобраться о важности ОЗУ и ПЗУ, то без первой и вовсе можно было бы обойтись, если бы постоянное запоминающее устройство имело намного больше памяти, что пока реализовать практически невозможно. Без ПЗУ система работать не сможет, она даже не запустится, поскольку сначала происходит тестирование оборудования с помощью команд БИОСа.
Команды (инструкции)
Команды — это фактические действия, которые компьютер должен выполнять. Они бывают нескольких типов:
- Арифметические: сложение, вычитание, умножение и т. д.
- Логические: И (логическое умножение/конъюнкция), ИЛИ (логическое суммирование/дизъюнкция), отрицание и т. д.
- Информационные: move , input , outptut , load и store .
- Команды перехода: goto , if . goto , call и return .
- Команда останова: halt .
Прим. перев. На самом деле все арифметические операции в АЛУ могут быть созданы на основе всего двух: сложение и сдвиг. Однако чем больше базовых операций поддерживает АЛУ, тем оно быстрее.
Инструкции предоставляются компьютеру на языке ассемблера или генерируются компилятором высокоуровневых языков.
В процессоре инструкции реализуются на аппаратном уровне. За один такт одноядерный процессор может выполнить одну элементарную (базовую) инструкцию.
Группу инструкций принято называть набором команд (англ. instruction set).
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.
Выполняемые операции
Операция представляет собой одно или несколько действий, которые обрабатываются и выполняются компьютерными устройствами, в том числе и процессором. Сами операции делятся на несколько классов:
- Ввод и вывод. К компьютеру обязательно подключено несколько внешних устройств, например, клавиатура и мышь. Они напрямую связаны с процессором и для них выделена отдельная операция. Она выполняет передачу данных между CPU и периферийными девайсами, а также вызывает определенные действия с целью записи информации в память или ее вывода на внешнюю аппаратуру.
- Системные операции отвечают за остановку работы софта, организовывают обработку данных, ну и, кроме всего, отвечают за стабильную работу системы ПК.
- Операции записи и загрузки. Передача данных между процессором и памятью осуществляется с помощью посылочных операций. Быстродействие обеспечивается одновременной запись или загрузкой групп команд или данных.
- Арифметически-логические. Такой тип операций вычисляет значения функций, отвечает за обработку чисел, преобразование их в различные системы исчисления.
- Переходы. Благодаря переходам скорость работы системы значительно увеличивается, ведь они позволяют передать управление любой команде программы, самостоятельно определяя наиболее подходящие условия перехода.
Все операции должны работать одновременно, поскольку во время активности системы за раз запущено несколько программ. Это выполняется благодаря чередованию обработки данных процессором, что позволяет ставить приоритет операциям и выполнять их параллельно.
Получите невероятные возможности
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.
Конспект урока "Компьютер как система"
Согласитесь, ребята, что компьютер – это вещь хорошая и полезная, если им пользоваться в меру, конечно. Я знаю некоторых мальчиков и девочек, которые сидят аж по несколько часов, не отрываясь от монитора. Так делать нельзя. Я думаю, вы это помните. Ведь мы уже изучали с вами и как нужно правильно сидеть за компьютером, и как часто нужно делать перерывы – каждые пять минут.
И упражнения разные тоже рассматривали.
Ну а сегодня давайте вспомним, что такое компьютер, из каких основных частей он состоит, почему компьютер – это система, зачем ему нужны компьютерные программы и какими они бывают.
Компьютер – это электронное устройство, созданное руками человека. У компьютера много разных функций, то есть он может удовлетворять разные информационные потребности человека. Ведь человеку необходимы сведения о том, что происходит сейчас в окружающем его мире. Эти сведения могут пригодиться ему для принятия решений и совершения каких-либо действий. Мы можем смело утверждать, что компьютер – это искусственный источник информации.
Компьютер предназначен для получения, обработки, хранения и передачи данных.
Но сначала данные нужно ввести в память компьютера. А уж только после этого
их можно хранить, обрабатывать, выводить на экран или распечатывать на бумаге.
Для ввода, вывода, хранения и обработки данных существуют специальные устройства.
К устройствам ввода данных относятся: клавиатура, микрофон, сканер.
К устройствам хранения данных относятся: внутренняя и внешняя память.
Процессор относится к устройствам обработки данных.
Монитор, принтер, колонки, наушники – это устройства вывода.
Ну а компьютерная мышь позволяет управлять экранными объектами.
Одни устройства мы видим: вот монитор, клавиатура, это мышь, это колонки, сканер, принтер, микрофон с наушниками. Другие устройства нам не видны, так как они расположены внутри системного блока. Например, внутренняя память и процессор.
Но если системный блок разобрать, то и память, и процессор увидеть можно. Но делать этого не стоит. Разбирать системный блок должен специалист и только при необходимости.
Основными устройствами компьютера являются: процессор, память, монитор, клавиатура и мышь.
Есть устройства, которые можно подключать к компьютеру при необходимости. Они расширяют его возможности. Например, принтер выводит на печать различные изображения и тексты. А сканер позволяет вводить в память компьютера рисунки, числа и тексты. Ещё дополнительными и вспомогательными устройствами могут быть звуковые колонки, микрофон, веб-камера и другие устройства.
Ребята, посмотрите на наш стол. Как вы думаете, можно ли это назвать компьютером? Нет. В данный момент это просто отдельные устройства, которые стоят рядом друг с другом на столе. Компьютер – это взаимосвязанные между собой устройства, то есть подсоединённые друг к другу с помощью проводной или беспроводной связи. Каждое устройство выполняет свою функцию. Но все устройства вместе составляют целое. Поэтому компьютер – это система.
Ведь системой называется целое, которое состоит из частей, связанных друг с другом.
Если у системы убрать какую-нибудь часть, то она уже не сможет выполнять своё назначение.
Да-а-а, в данном случае у нас точно не получится ни почитать, ни посмотреть.
В принципе, любое техническое устройство представляет собой систему из взаимосвязанных частей (деталей). Будь то самолёт, велосипед, пылесос. Каждая деталь в любом техническом устройстве выполняет своё назначение. Например, руль в велосипеде изменяет направление движения. Шасси самолёта обеспечивают его стоянку и передвижение по аэродрому.
Запомните, ребята, что компьютер – это система, где каждое устройство выполняет свою функцию. И все устройства важны.
Все процессы, связанные с обработкой данных в компьютере, были бы невозможны без программ. Программа – это не устройство, как процессор, клавиатура. Программа представляет собой набор команд, которые написаны на специальном языке – языке программирования. Программы называют программным обеспечением компьютера.
Без них невозможно было бы даже фильм посмотреть.
Программа – это совокупность команд-инструкций на языке программирования, описывающих порядок действий с данными.
В памяти компьютера находятся разные программы, ведь как мы помним, данные бывают разные: текстовые, графические, числовые и звуковые.
Компьютерные программы делятся на: системные, инструментальные и прикладные.
Системные программы обеспечивают работу компьютера и его взаимодействие с человеком.
Инструментальные программы предназначены для создания новых программ.
Прикладные программы служат для решения задач пользователя: создания рисунков, текстов, таблиц и так далее.
Для создания текстов и дальнейшей работы с ними предназначены текстовые редакторы.
С помощью графических редакторов создаются и обрабатываются графические объекты.
Музыкальные произведения можно создавать и обрабатывать с помощью музыкальных редакторов.
Числовые данные обрабатывают электронные таблицы и программный калькулятор.
А создают такие компьютерные программы, конечно, люди.
Ну вот, ребята, на сегодня и всё. Осталось выделить главные моменты из нашего урока.
Компьютер выполняет различные действия с данными: ввод, вывод, обработку, хранение.
Компьютер – это система, так как он состоит из взаимосвязанных устройств.
Основными устройствами компьютера являются: процессор, память, монитор, клавиатура и мышь.
Изучая эту тему, ребята узнают, что такое средство управления и научатся находить его в различных ситуациях. Робот Иннокентий покажет взаимосвязь управляющего воздействия и средства управления. А также расскажет, как добавить в схему, которую ребята составляли на прошлом уроке, такой элемент, как «средств управления». Выполнение нескольких практических заданий в конце урока помогут закрепить полученные теоретические знания.
Поток инструкций
Современные процессоры могут параллельно обрабатывать несколько команд. Пока одна инструкция находится в стадии декодирования, процессор может успеть получить другую инструкцию.
Однако такое решение подходит только для тех инструкций, которые не зависят друг от друга.
Если процессор многоядерный, это означает, что фактически в нём находятся несколько отдельных процессоров с некоторыми общими ресурсами, например кэшем.
Управление присутствует в жизни каждого человека. И на данном уроке ребята узнают подробнее о таком термине в курсе информатики, как «управление». Робот Иннокентий поможет разобраться кто (что), кем (чем) и зачем управляет. Расскажет, что (кто) входит в процесс управления. А в конце урока ребятам будет предложено выполнить несколько практических заданий с дальнейшим объяснением и решением.
Выполнение команд
Обработка команды делится на две составные части – операционную и операндную. Операционная составляющая показывает всей системе то, над чем она должна работать в данный момент, а операндная делает то же самое, только отдельно с процессором. Выполнением команд занимаются ядра, а действия осуществляются последовательно. Сначала происходит выработка, потом дешифрование, само выполнение команды, запрос памяти и сохранение готового результата.
Благодаря применению кэш-памяти выполнение команд происходит быстрее, поскольку не нужно постоянно обращаться к ОЗУ, а данные хранятся на определенных уровнях. Каждый уровень кэш-памяти отличается объемом данных и скоростью выгрузки и записи, что влияет на быстродействие систем.
Читайте также: