Как называется специализированный процессор управляющий работой вверенного ему внешнего устройства
Под архитектурой ЭВМ надо понимать ту совокупность характеристик, которая необходима пользователю. Это,прежде всего, основные устройства и блоки ЭВМ, а также структура связей между ними.
Общие принципы построения ЭВМ, которые относятся к архитектуре:
1. структура памяти ЭВМ;
2. способы доступа к памяти и внешним устройствам;
3. возможность изменения конфигурации;
4. система команд;
5. форматы данных;
6. организация интерфейса.
Дадим определение архитектуры: "Архитектура - это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов".
Принципы Фон-Неймана
Классические принципы построения архитектуры ЭВМ были предложены в работе Дж. фон Неймана, Г.Голдстейга и А. Беркса в 1946 году и известны как " принципы фон Неймана".
Они таковы:
1. Использование двоичной системы представления данных
Авторы убедительно продемонстрировали преимущества двоичной системы для технической реализации,удобство и простоту выполнения в ней арифметических и логических операций. ЭВМ стали обрабатывать и нечисловые виды информации - текстовую, графическую, звуковую и другие, но двоичное кодирование данных по-прежнему составляет информационную основу любого современного компьютера.
2. Принцип хранимой программы
Первоначально программа задавалась путем установки перемычек на специальной коммунационной панели. Это было весьма трудоемким занятием. Нейман первым догадался, что программа может также храниться в виде нулей и единиц, причем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатами вычислений.
Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ , но и предложил ее структуру(см рис.1), которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ.
Усойство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) в современных компьютерах объединены в один блок - процессор, являющийся преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств.
Память (ЗУ) хранит информацию (данные) и программы. Запоминающее устройство у современных компьютеров "многоярусно" и включает оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и внешние запоминающие устройства(ВЗУ).
ОЗУ- это устройство, хранящее ту информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время (исполняемая программа, часть необходимых для нее данных, некоторые управляющие программы).
ВЗУ-устройства гораздо большей емкости, чем ОЗУ, но существенно более медленны.
3. Принцип последовательного выполнения операций
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.
4. Принцип произвольного доступа к ячейкам оперативной памяти
Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Структура ЭВМ
Для начала рассмотрим как устройства присоединяются к друг другу.
Системный блок - центральное устройство компьютера. Остальные устройства (их называют внешние или периферийные) присоединяются к нему через разъемы и порты.
Разъемы для присоединения внешних устройств к системному блоку находятся на заднем торце системного блока. Каждый из разъемов индивидуален по своей конфигурации - перепутать кабели от периферийных устройств при подключении невозможно.
Внутри системного блока объединяющим центром является материнская плата - к ней присоединяются все устройства, в том числе процессор.
Для правильной работы с внешним устройством процессору необходим посредник - контроллер( обозначим его К) - который знает, как работать с данным устройствам.
Ряд контроллеров смонтирован сразу на материнской плате, например, конроллеры клавиатуры и дисков. Другие располагаются на специальных платах, называемых адаптерами. Адаптеры устанавливаются на материнскую плату.
Контроллер можно рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой "вверенного ему" внешнего устройства по специальным встроенным программам обмена. Такой процессор имеет собственную систему команд. Например, контроллер накопителя на гибких магнитных дисках (дисковода) умеет позиционировать головку на нужную дорожку диска, читать или записывать сектор, форматировать дорожку и т.п. Результаты выполнения каждой операции заносятся во внутренние регистры памяти контроллера и могут быть в дальнейшем прочитаны центральным процессором.
Таким образом, наличие интеллектуальных внешних устройств может существенно изменять идеологию обмена. Центральный процессор при необходимости произвести обмен выдает задание на его осуществление контроллеру. Дальнейший обмен информацией может протекать под руководством контроллера без участия центрального процессора. Последний получает возможность "заниматься своим делом", т.е. выполнять программу дальше.
Разъемы- физическое устройство, соединяющее два устройства.
Порт- логическое устройство. Выполняет две функции:
1. служит "посредником" при передаче данных между компьютером и устройствами ввода/вывода.
2. выдает процессору сигнал прерывания, по которому начинается процесс прерывания.
Перейдем теперь к обсуждению вопроса о внутренней структуре ЭВМ, содержащей интеллектуальные контроллеры.
Из рисунка видно, что для связи между отдельными функциональными узлами ЭВМ используется общая шина (часто ее называют магистралью).
Шина состоит из трех частей:
1. шина данных, по которой передается информация;
2. шина адреса, определяющая, куда передаются данные;
3. шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.
Описаннаю схему легко пополнять новыми устройствами - это свойство называют открытостью архитектуры. Для пользователя это означает возможность свободно выбирать состав внешних устройств для своего компьютера.
При увеличении потоков информации между устройствами ЭВМ единственная магистраль перегружается, что существенно тормозит работу компьютера. Поэтому в состав ЭВМ могут вводиться одна или несколько дополнительных шин.
Основной цикл ЭВМ
Вся деятельность ЭВМ - это непрерывное выполнение тех или иных программ, причем программы эти могут в свою очередь загружать новые программы и т.д.
Каждая команда состоит из отдельных машинных команд. Каждая машинная команда, в свою очередь, делится на ряд элементарных составных частей, которые принято называть тактами. В зависимости от сложности команд она может быть реализована за разное число тактов. Например, пересылка информации из одного внутреннего регистра процессора в другой выполняется за несколько тактов, а для перемножения двух целых чисел их требуется на порядок больше. Существенное удлинение команды происходит, если обрабатываемые данные еще не находятся внутри процессора и их приходится считывать из ОЗУ.
При выполнении каждой команды ЭВМ проделывает определенные стандартные действия:
1. согласно содержимому счетчика адреса команд, считывается очередная команда программы (ее код обычно заносится на хранение в специальный регистр УУ, который носит название регистра команд);
2. счетчик команд автоматически изменяется так, чтобы в нем содержался адрес следующей команды;
3. считанная в регистр команд операция расшифровывается, извлекаются необходимые данные и над ними выполняются требуемые действия.
Затем во всех случаях, за исключением команды останова или наступления прерывания, все описанные действия циклически повторяются.
После выборки команды останова ЭВМ прекращает обработку программы. Для выхода из этого состояния требуется либо запрос от внешних устройств, либо перезапуск машины.
Особенности архитектуры персональных компьютеров
По мере развития компьютеры существенно уменьшились в размерах, разработчики создали дополнительное оборудование, необходимое для их эффективного использования. ПК характеризуются открытой и совместимой с существующими стандартами архитектурой, возможностью подключения дополнительных функциональных устройств или их замену на более производительные.
Процессор (центральный процессор) — основной вычислительный блок персонального компьютера, содержит важнейшие функциональные устройства:
* Устройство управления с интерфейсом процессора (системой сопряжения и связи процессора с другими узлами машины).
* Арифметико-логическое устройство.
* Процессорную память.
Процессор - программируемое устройство обработки данных и управления работой ПК. Процессор, по существу, является устройством, выполняющим все функции элементарной вычислительной машины.
Микропроцессор - центральный процессор, выполненный на основе одной или нескольких больших (сверхбольших) интегральных схем обеспечивающих повышенную надежность и устойчивость характеристик системы. Микропроцессор характеризуется: тактовой частотой; разрядностью; архитектурой. Чем выше тактовая частота, тем выше быстродействие микропроцессора. Разрядностью микропроцессора называют максимальное количество разрядов двоичного кода, которые могут обрабатываться или передаваться одновременно. Разрядность внутренних регистров микропроцессора (внутренняя длина слова) играет определяющую роль в принадлежности микропроцессора к тому или иному классу.
Оперативная память — запоминающее устройство, используемое для оперативного хранения и обмена информацией с другими узлами машины. Устройства памяти характеризуются следующими основными показателями: быстродействием (временем доступа); емкостью. Увеличение емкости основной памяти в два раза, помимо всего прочего, увеличивает эффективную производительность ПК при решении сложных задач (когда ощущается дефицит памяти) примерно в 1,7 раза.
Каналы связи (внутримашинный интерфейс) служат для сопряжения центральных узлов ПК с ее внешними устройствами. Техническую связь и взаимодействие всех устройств между собой осуществляет интерфейс-системная шина, которая представляет собой совокупность каналов передачи электрических сигналов. Каждая линия шины имеет определенное назначение: одна группа служит для передачи данных, другая - для передачи управляющих сигналов.
Внешние устройства обеспечивают эффективное взаимодействие ПК с окружающей средой: пользователями, объектами управления, другими машинами. В состав внешних устройств обязательно входят внешняя память и устройства ввода-вывода. Внешние запоминающие устройства являются важной составной частью ПК, обеспечивая долговременное хранение программ и данных на различных носителях информации. Внешняя память ПК может быть представлена в виде накопителей на: магнитных и оптических дисках, на магнитной ленте. Существенным недостатком описанных видов внешней памяти является использование механических устройств. Порты ввода-вывода предназначены для временного размещения данных, передаваемых в центральную часть компьютера из внешних устройств или выводимых из центральной части в эти устройства. Имеются также порты общего назначения, к которым могут подсоединяться различные дополнительные внешние устройства.
Контроллер — это специализированный процессор, управляющий работой вверенного ему внешнего устройства. Поскольку в системе появилось теперь несколько процессоров, главный из них для отличия стали называть центральным.
Наличие контроллеров существенно изменяет процессы обмена информацией внутри компьютера. Центральный процессор при необходимости произвести обмен выдает задание на его осуществление контроллеру.
В отличие от первоначальной архитектуры, для связи между отдельными функциональными узлами компьютера используется специальное устройство — шина.
Шинасостоит из трех частей:
• шины данных (для передачи данных);
• шины адреса (для передачи адресов);
• шины управления (для передачи управляющих сигналов).
Одно из достоинств описанной схемы заключается в возможности легко подключать к компьютеру новые устройства. Это называется принципом открытой архитектуры. Для пользователя открытая архитектура означает возможность свободно выбирать состав внешних устройств для своего компьютера в зависимости от круга решаемых задач.
Виды памяти
Память компьютера делится на внутреннюю — оперативнуюивнешнюю — долговременную. Основные различия внутренней и внешней памяти состоят в следующем: внутренняя память энергозависимая и «быстрая», внешняя память энергонезависимая и сравнительно «медленная».
Чем определяется быстродействие памяти? Временем доступа процессора к данным, хранящимся в устройстве памяти. Иначе говоря, тем, за какое время процессор считывает или записывает в память фиксированную порцию данных, например 1 байт. Время доступа самого современного жесткого диска (винчестера) составляет примерно 10 миллисекунд. А современная оперативная память обладает временем доступа порядка 5 наносекунд, т. е. работает примерно в миллион раз быстрее.
Конструктивно оперативная память (ОЗУ) компьютера представляет собой совокупность микросхем (чипов), обеспечивающих хранение программ и данных, оперативно обрабатываемых компьютером.
Существуют два основных типа устройств оперативной памяти: динамическая и статическая память. Динамическая память чаще всего является основной памятью, статическая — дополнительной. Динамическая память стоит много меньше статической (в расчете на единицу хранимой информации), но по быстродействию значительно уступает современным микропроцессорам. Это означает, что внутрипроцессорные операции совершаются значительно быстрее (в несколько раз), чем обмен информацией между процессором и памятью. Поскольку при исполнении программы постоянно идет обмен данными между процессором и оперативной памятью, то низкое быстодействие динамической памяти тормозит весь процесс.
Значит, дополнительно необходима пусть менее емкая, но более «быстрая» память. Это статическая память, которую еще называют кэш-па-мятью. В ней хранятся данные, к которым исполняемая программа обращается наиболее часто. Кэш-память работает практически с той же скоростью, что и процессор. Использование кэш-памяти позволяет значительно увеличить производительность системы.
Существует еще один вид устройств памяти — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). ПЗУ — энергонезависимое устройство, т. е. данные, находящиеся в нем, не зависят от того, включен ли компьютер. В динамической и статической памяти при исчезновении энергопитания данные практически мгновенно исчезают. В ПЗУ хранится программа запуска компьютера, которая называется BIOS (базовая система ввода/вывода). BIOS начинает работать после включения питания компьютера. Эта программа загружает с диска операционную систему и далее в работе компьютера не участвует.
На рис. 4.1 также представлен еще один вид памяти — видеопамять, обслуживающая устройство визуального отображения выводимой информации — монитор. Сначала формируется содержимое видеопамяти, а затем контроллер монитора выводит изображение на экран.
Системная плата
Конструктивно упомянутые выше устройства расположены в персональном компьютере в системном блоке (в настольном варианте ПК). Если снять крышку системного блока, то под ней мы обнаружим несколько плат, содержащих многочисленные разъемы и микросхемы. Главная из них — системная плата, называемая также материнской платой. Перечислим лишь некоторые компоненты системной платы:
3. Стартовый сайт, предлагающий пользователю доступ к информационным ресурсам в форме каталогов, новостей и обзоров.
6. Устройство для вывода информации на печать.
8. Важнейшая характеристика машинной памяти.
10. Комплекс операций, производимых над информацией в ЭВМ.
12. Одна из операций ЭВМ.
14. Определенное количество информации, имеющее имя и хранящееся в долговременной памяти.
16. Операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.
17. Последовательность команд, которые выполняет компьютер в процессе обработки данных.
18. В программе представлена именем и служит для обращения к данным определенного типа.
20. Упорядочение записей базы данных по значениям одного из полей.
22. Величина, не изменяющаяся в ходе работы программы.
Вопросы по вертикали:
1. Обеспечивает модуляцию и демодуляцию сигнала при его передаче по телефонным линиям.
2. Двумерный массив точек, упорядоченных в строки и столбцы, который используется создания изображения на экране монитора.
4. Знак алфавита языка программирования.
5. Устройство вывода дисплея.
7. Преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.
9. Приспособление для крепления и соединения электронных элементов.
11. Является минимальным адресуемым элементом на жестком диске, который содержит несколько секторов.
13. Минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.
15. Алгоритмический язык высокого уровня.
18. Процесс нахождения в файле необходимой информации.
19. Объект, представляющий собой окно на экране, в котором размещаются управляющие элементы.
21. Название информации, представленной в компьютерной форме и обрабатываемой на компьютере.
23. Разъем на материнской плате компьютера, в который устанавливаются платы контрольных устройств (например, видеоадаптер) и дополнительных устройств.
Ответы на кроссворд:
По горизонтали: 3.Портал. 6.Принтер. 8.Емкость. 10.Обработка. 12.Сцепление. 14.Файл. 16.Кодирование. 17.Программа. 18.Переменная. 20.Сортировка. 22.Константа.
По вертикали: 1.Модем. 2.Растр. 4.Цифра. 5.Экран. 7.Дискретизация. 9.Плата. 11.Кластер. 13.Пиксель. 15.Паскаль. 18.Поиск. 19.Форма. 21.Данное.23.Слот.
Вопросы по горизонтали:
3. Команда, позволяющая повернуть рисунок зеркально.
5. Инструмент для заполнения части рисунка одним цветом.
6. Инструмент, позволяющий взять требуемый цвет прямо с рисунка.
8. Инструмент для создания замкнутых ломаных линий.
9. Признак или свойство характеризующее предмет, в данном случае размеры рисунка.
10. Начертание шрифта на рисунке.
11. Чертежный инструмент, позволяющий соединить две точки прямой линией.
13. Инструмент, создающий эффект разбрызгивания краски.
15. Специальное устройство ввода для рисования на экране.
16. Инструмент для выделения прямоугольных или произвольных фрагментов рисунка.
Вопросы по вертикали:
1.Программа для обработки какой-либо информации.
2.То, что можно изменять при помощи палитры.
4.Инструмент для удаления фрагмента рисунка.
8.Инструмент для увеличения фрагмента рисунка.
12.Название инструмента для работы с частью рисунка.
14.Команда, опрокидывания рисунка на 900.
Ответы на кроссворд:
3.Отражение. 5.Заливка. 6.Пипетка. 8.Многоугольник. 9.Атрибут. 10.Курсив. 11.Линейка. 13.Распылитель. 15.Планшет. 16.Ножницы.
1.Редактор. 2.Цвет. 4.Ластик. 7.Палитра. 8.Масштаб. 12.Выделение. 14.Поворот.
Вопросы по горизонтали:
1. Заранее заданная последовательность четко определенных команд для получения решения задачи.
3. Совокупность команд, задающих последовательность действий процессора с целью получения требующегося результата.
5. Законченное смысловое выражение на языке высокого уровня.
6. Язык, разработанный для реализации операций системы UNIX в начале 70-х годов.
7. Язык, созданный в 1959 году. Цель его создания состояла в организации удобства обработки символьной информации.
10. Память для промежуточного хранения данных, используется для компенсации данных.
12. Программа, предназначенная для перевода операторов языка высокого уровня в машинные команды, выполняемые процессором.
Вопросы по вертикали:
1. Язык, предназначенный для представления в удобной символической форме программы на машинном языке.
2. Программа, преобразующая программу на исходном языке в объектную (в машинных кодах).
3. Часть программы, которая выполняет некоторую четкую определенную операцию над данными, определяемыми параметрами.
4. Относительно независимая часть программы.
8. Язык, который был создан французским ученым А.Кальмеероэ в 1973 году.
9. Язык, разработанный в 1964 году, представляет собой язык программирования.
11. Язык программирования, который появился в начале 1995 года и быстро завоевал титул первой системы визуальной разработки приложений для Windows.
Ответы на кроссворд:
1.Алгоритм. 3.Программа; 5.Оператор.6.Си. 7.Лисп. 10.Буфер. 12.Компилятор.
По вертикали: 1.Ассемблер. 2.Транслятор. 3.Процедура. 4.Модуль. 8.Пролог. 9.Бейсик; 11.Делфи.
Вопросы по горизонтали:
2. Префикс, означающий использование компьютера в сети Интернет.
4. Система обмера информацией на определённую тему между абонентами сети.
6. Величина, количество символов (колебаний), посылаемых модемом по телефонной линии за одну секунду.
10. Указатель, ссылка, место, где хранится информация.
11. Небольшая программа, написанная на языке программирования Java.
13. Цифровая камера, присоединяющаяся к компьютеру и передающая вид через Интернет.
14. Возврат не дошедшей до адреса почты.
16. Гипертекстовая связь, позволяющая перейти в другую часть Интернета.
19. Устройство для передачи информации данных по телефонной линии.
Вопросы по вертикали:
1. Система записи и отображения текста. Позволяет связывать тексты разными способами.
3. Указатель ссылки, находящейся на web-странице.
4. Объект, как правило, изображение и, как правило, с гиперссылкой, помещаемый на странице с рекламной информацией.
5. Звуковые, графические и видео файлы, имеющие большой объем информации (предполагают использование различных видов текста).
7. Глобальная компьютерная сеть, объединяющая локальные, региональные и корпоративные.
9. Web-страница для общения в Интернете.
20. Стартовый сайт, предлагающий пользователю доступ к тематически подобранным информационным ресурсам в форме каталогов, новостей, обзоров, а также к информационным сервисам.
12. Программист, занимающийся взломом программного обеспечения и различных компьютерных систем.
15. Совокупность взаимосвязанных страниц, содержание которых передается на компьютер пользователя автоматически на основе push-технологии.
18. Компьютер, обслуживающий подключенные к нему компьютеры, ориентированный на связь и передачу информации клиентурной станции.
Ответы на кроссворд:
По горизонтали: 2.Кибер. 4.Телеконференция. 6.Бод. 10.Адрес. 11.Аплет. 13.Вебкамера. 14.Рикошет. 16.Ссылка. 19.Модем.
По вертикали: 1.Гипертекст. 2.Гиперссылка. 4.Баннер. 5.Мультимедиа. 7.Интернет. 8. Чат. 9.Браузер. 20.Портал. 12.Хакер. 15.Канал. 17.Спам.18.Сервер.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
«Как закрыть гештальт: практики и упражнения»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
* Компьютер – универсальная техническая система обработки информации 10 класс Учитель информатики: грязных В.С.
* Архитектура ПК Архитектура ПК – это наиболее общие принципы построения компьютера, отражающие программное управление работой и взаимодействием его основных функциональных узлов. Рис1.Архитектура компьютеров первых поколений (фон Неймана) Внешнее запоминающее устройство Процессор Оперативное запоминающее устройство Устройство ввода Устройство вывода
* Рис.2. Архитектура современного компьютера данных Шина адреса управления Устройство ввода Устройство вывода Внешнее запомин. устройство Устройство ввода ОЗУ
* Видны принципиальные различия: вместо процессора имеем центральный процессор; вместо одного устройства ввода имеем группу устройств неопределённого состава (аналогично и для устройств вывода); появились новые элементы архитектуры, такие как видеопамять, шина, контролёр. Вся эволюция компьютеров шла и идёт под знаком миниатюризации электронных схем, что не просто способствовало уменьшению размеров базовых узлов компьютера, но и привело к огромному , в десятки тысяч раз, росту быстродействия процессора.
* Возникло существенное противоречие между высокой скоростью обработки информации внутри машины и медленной работой устройств ввода/ вывода. Учёными и конструкторами был предложен такой путь: центральный процессор, который до этого осуществлял все функции по обмену данными между устройствами, освобождается от них, и эти функции передаются специальным устройствам, которые называются контролёрами.
* Назначение контролёров и шины Виды памяти Системная плата Порты ввода / вывода Современные виды внешних устройств Перспективные направления развития ПК
* Назначение контролёров и шины Контролёр – это специализированный процессор, управляющий работой вверенного ему внешнего устройства. И поскольку в системе появилось теперь несколько процессоров, главный из них для отличия стали называть центральным. Наличие контролёров существенно изменяет процессы обмена информацией внутри компьютера. Центральный процессор при необходимости произвести обмен выдаёт задание на его осуществление контролёру.
* Назначение контролёров и шины Дальнейший обмен информацией протекает под руководством контролёра. Если же по данной задаче до завершения обмена ничего сделать нельзя, то можно в это время решать другую задачу. Для связи между отдельными функциональными узлами компьютера используется специальное устройство – шина. Шина состоит из трёх частей: шины данных (для передачи данных); шины адреса (для передачи адресов); шины управления (для передачи управляющих сигналов).
* Назначение контролёров и шины Одно из достоинств описанной схемы заключается в возможности легко подключать к компьютеру новые устройства. Это называется принципом открытой архитектуры. Пользователю она даёт возможность свободно выбирать состав внешних устройств в зависимости от круга решаемых задач.
* Виды памяти. Память компьютера делится на внутреннюю –оперативную и внешнюю – долговременную. Отличие: внутренняя память энергозависимая и «быстрая», внешняя память энергонезависимая и сравнительно «медленная».
* Виды памяти. Чем определяется быстродействие памяти? Временем доступа процессора к данным, хранящимся в устройстве памяти. Время доступа современного жесткого диска(винчестера) составляет ≈ 10-3 секунды. Современная оперативная память обладает временем доступа 5*10-9 секунды, т.е. работает примерно в миллион раз быстрее. Существует два основных типа устройств оперативной памяти: динамическая и статическая память.
* Виды памяти. Динамическая память чаще всего является основной памятью, статическая – дополнительной. Динамическая память более ёмкая, но по быстродействию значительно уступает. Статическая память, которую ещё называют кэш-памятью, менее ёмкая, но более «быстрая». Её использование позволяет значительно увеличить производительность системы. Существует ещё один вид памяти – ПЗУ. Это энергонезависимое устройство. В ПЗУ хранится программа запуска компьютера, которая называется BIOS (базовая система ввода/вывода). Видеопамять – память обслуживающая монитор.
* Системная плата Главная из плат – системная плата (материнская). Компоненты системной платы: гнездо для процессора; базовая система ввода/вывода (ROM BIOS); гнёзда модулей оперативной памяти DRAM; разъёмы шины; микросхемы системной логики; батарея; и др.
* Порты ввода/вывода Основные узлы для подключения к компьютеру внешних устройств – порты ввода/вывода: последовательные и параллельные. К последовательным портам подключаются устройства, обменивающиеся информацией с компьютером (модем, др.компьютер и т.д.) К параллельным портам подключаются те устройства которые лишь получают информацию от компьютера (например, принтер). Параллельный порт использует одновременно несколько линий. В современных компьютерах используются двунаправленные параллельные порты, позволяющие передавать информацию в обе стороны.
* Современные виды внешних устройств Современные внешние устройства компьютера обеспечивают ввод и вывод разнообразной информации: клавиатура, сканер, микрофон, звуковая плата, манипулятор типа мышь, монитор, принтер, акустические системы и др. Звуковая плата – устройство, позволяющее обрабатывать звуковую информацию. Системы мультимедиа – обеспечивают возможность одновременной работы разных устройств вывода. Сетевое оборудование – обеспечивает сетевое подключение и работу в сети (модем, маршрутизаторы).
* Перспективные направления развития ПК Постоянно расширяется и совершенствуется набор внешних устройств; Компьютеры перестают быть однопроцессорными; Кроме ПК на практике существуют компьютеры более высокого уровня: мощные микрокомпьютеры, выполняющие специализированные работы высокого профессионального уровня; серверы в глобальной компьютерной сети, управляющие её работой и хранящие огромные объёмы информации; многопроцессорные системы параллельной обработки данных.
* Вопросы: Чем принципиально отличается архитектура ПК от классической архитектуры компьютеров первых поколений? Какие функции выполняют контроллёры внешних устройств? В чём состоит принцип открытости архитектуры ПК? Назовите перспективные направления развития компьютерной техники.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
«Как закрыть гештальт: практики и упражнения»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Компьютер – универсальная техническая система обработки информации 10 класс Учитель информатики: грязных В.С.
Архитектура ПК Архитектура ПК – это наиболее общие принципы построения компьютера, отражающие программное управление работой и взаимодействием его основных функциональных узлов. Рис1.Архитектура компьютеров первых поколений (фон Неймана) Внешнее запоминающее устройство Процессор Оперативное запоминающее устройство Устройство ввода Устройство вывода
Рис.2. Архитектура современного компьютера данных Шина адреса управления Устройство ввода Устройство вывода Внешнее запомин. устройство Устройство ввода ОЗУ
Видны принципиальные различия: вместо процессора имеем центральный процессор; вместо одного устройства ввода имеем группу устройств неопределённого состава (аналогично и для устройств вывода); появились новые элементы архитектуры, такие как видеопамять, шина, контролёр. Вся эволюция компьютеров шла и идёт под знаком миниатюризации электронных схем, что не просто способствовало уменьшению размеров базовых узлов компьютера, но и привело к огромному , в десятки тысяч раз, росту быстродействия процессора.
Возникло существенное противоречие между высокой скоростью обработки информации внутри машины и медленной работой устройств ввода/ вывода. Учёными и конструкторами был предложен такой путь: центральный процессор, который до этого осуществлял все функции по обмену данными между устройствами, освобождается от них, и эти функции передаются специальным устройствам, которые называются контролёрами.
Назначение контролёров и шины Виды памяти Системная плата Порты ввода / вывода Современные виды внешних устройств Перспективные направления развития ПК
Назначение контролёров и шины Контролёр – это специализированный процессор, управляющий работой вверенного ему внешнего устройства. И поскольку в системе появилось теперь несколько процессоров, главный из них для отличия стали называть центральным. Наличие контролёров существенно изменяет процессы обмена информацией внутри компьютера. Центральный процессор при необходимости произвести обмен выдаёт задание на его осуществление контролёру.
Назначение контролёров и шины Дальнейший обмен информацией протекает под руководством контролёра. Если же по данной задаче до завершения обмена ничего сделать нельзя, то можно в это время решать другую задачу. Для связи между отдельными функциональными узлами компьютера используется специальное устройство – шина. Шина состоит из трёх частей: шины данных (для передачи данных); шины адреса (для передачи адресов); шины управления (для передачи управляющих сигналов).
Назначение контролёров и шины Одно из достоинств описанной схемы заключается в возможности легко подключать к компьютеру новые устройства. Это называется принципом открытой архитектуры. Пользователю она даёт возможность свободно выбирать состав внешних устройств в зависимости от круга решаемых задач.
Виды памяти. Память компьютера делится на внутреннюю –оперативную и внешнюю – долговременную. Отличие: внутренняя память энергозависимая и «быстрая», внешняя память энергонезависимая и сравнительно «медленная».
Виды памяти. Чем определяется быстродействие памяти? Временем доступа процессора к данным, хранящимся в устройстве памяти. Время доступа современного жесткого диска(винчестера) составляет ≈ 10-3 секунды. Современная оперативная память обладает временем доступа 5*10-9 секунды, т.е. работает примерно в миллион раз быстрее. Существует два основных типа устройств оперативной памяти: динамическая и статическая память.
Виды памяти. Динамическая память чаще всего является основной памятью, статическая – дополнительной. Динамическая память более ёмкая, но по быстродействию значительно уступает. Статическая память, которую ещё называют кэш-памятью, менее ёмкая, но более «быстрая». Её использование позволяет значительно увеличить производительность системы. Существует ещё один вид памяти – ПЗУ. Это энергонезависимое устройство. В ПЗУ хранится программа запуска компьютера, которая называется BIOS (базовая система ввода/вывода). Видеопамять – память обслуживающая монитор.
Системная плата Главная из плат – системная плата (материнская). Компоненты системной платы: гнездо для процессора; базовая система ввода/вывода (ROM BIOS); гнёзда модулей оперативной памяти DRAM; разъёмы шины; микросхемы системной логики; батарея; и др.
Порты ввода/вывода Основные узлы для подключения к компьютеру внешних устройств – порты ввода/вывода: последовательные и параллельные. К последовательным портам подключаются устройства, обменивающиеся информацией с компьютером (модем, др.компьютер и т.д.) К параллельным портам подключаются те устройства которые лишь получают информацию от компьютера (например, принтер). Параллельный порт использует одновременно несколько линий. В современных компьютерах используются двунаправленные параллельные порты, позволяющие передавать информацию в обе стороны.
Современные виды внешних устройств Современные внешние устройства компьютера обеспечивают ввод и вывод разнообразной информации: клавиатура, сканер, микрофон, звуковая плата, манипулятор типа мышь, монитор, принтер, акустические системы и др. Звуковая плата – устройство, позволяющее обрабатывать звуковую информацию. Системы мультимедиа – обеспечивают возможность одновременной работы разных устройств вывода. Сетевое оборудование – обеспечивает сетевое подключение и работу в сети (модем, маршрутизаторы).
Перспективные направления развития ПК Постоянно расширяется и совершенствуется набор внешних устройств; Компьютеры перестают быть однопроцессорными; Кроме ПК на практике существуют компьютеры более высокого уровня: мощные микрокомпьютеры, выполняющие специализированные работы высокого профессионального уровня; серверы в глобальной компьютерной сети, управляющие её работой и хранящие огромные объёмы информации; многопроцессорные системы параллельной обработки данных.
Вопросы: Чем принципиально отличается архитектура ПК от классической архитектуры компьютеров первых поколений? Какие функции выполняют контроллёры внешних устройств? В чём состоит принцип открытости архитектуры ПК? Назовите перспективные направления развития компьютерной техники.
Читайте также: