Конспект урока по теме: "Назначение микропроцессора"

Класс _____. Дата «____» __________ 200__ г.

Класс _____. Дата «____» __________ 200__ г.

Класс _____. Дата «____» __________ 200__ г.

Тема: Назначение микропроцессора

Цель урока:

• Определить назначение микропроцессора.

Опорные понятия:

• Этапы обработки информации в компьютере;

• Аппаратное обеспечение компьютера.

Новые понятия:

• процессор;

• микросхема;

• микропроцессор.

Задачи учителя:

• повторить назначение компьютера;

• показать многообразие типов и моделей компьютеров;

• определить роль процессора в компьютере;

• объяснить, что такое микросхема;

• ввести понятие микропроцессора.

План урока

1. Организационный момент;

2. Повторение изученного материала:

• Назначение аппаратного обеспечения компьютера;

• Состав базового комплекта компьютера;

• Понятие производительности компьютера.

1. Назначение микропроцессора:

• Назначение компьютера;

• многообразие типов и моделей компьютеров;

• роль процессора;

• что такое микросхема?

• Понятие микропроцессора

1. Подведение итогов за урок;

2. Домашнее задание – конспект.

Читать тема 16, стр. 240-242

Устно, стр. 242, вопросы 1-8.

Вопросы:

1. Как вы понимаете назначение компьютера?

2. Назовите основные этапы обработки информации компьютером.

3. Опишите основные этапы обработки информации с помощью обычного микрокалькулятора.

4. Что понимают под аппаратным обеспечением компьютера?

5. Что входит в базовый комплект персонального компьютера?

6. Каково назначение клавиатуры и монитора?

7. Перечислите известные вам устройства компьютера, не входящие в базовый комплект.

8. Что понимается под производительностью компьютера?

Ответьте на вопросы:

1. Укажите достоинства микросхем по сравнению со схемой, полученной в результате пайки отдельных компонентов.

2. Является ли процесс миниатюризации безграничным?

Методика проведения урока

Назначение компьютера

Компьютер применяется в разных областях деятельности человека. Это общеизвестные функции: как автоматизация расчетов, редактирование и форматирование текстовых документов, создание рисунков. Компьютер используется для проектирования обуви и самолетов, для восстановления прежнего облика мумии, для контроля за уровнем масла в двигателе автомобиля или управления полетом космического корабля и т. д.

Многообразие типов и моделей компьютеров

Первый компьютер был создан в 1946 году в США. За свою полувековую историю компьютеры претерпели сильные изменения и продолжают постоянно совершенствоваться.

Роль процессора

Несмотря на огромное разнообразие вычислительной техники и ее необычно быстрое совершенствование, фундаментальные признаки устройства машин во многом остаются неизменными.

Вне зависимости от конкретной модели центральным устройством, осуществляющим обработку информацией и управление работой всего компьютера, является процессор. Слово «процессор» произошло от английского слова process (процесс, делать, обрабатывать).

Процессор – устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами компьютера.

Что же собой представляет современный процессор?

Что такое микросхема

Процессор в своем развитии пережил все этапы миниатюризации, характерные для развития вычислительных машин: от устройств на электронно-вакуумных лампах или транзисторах до микросхем.

Электронно-вакуумные лампы имели существенные недостатки: большой размер, потребление большого количества энергии, сильное выделение тепла и очень низкую надежность. Изобретение полупроводникового транзистора позволило уменьшить размеры, снизить потребляемую энергию и количества выделяемого тепла, повысить надежность работы устройств. Однако схемы как из электронно-ваукумных ламп, итак и из транзисторов приходилось собирать вручную. Работа была очень трудоемкой, все компоненты образовывали хаотическое нагромождение, где трудно было разобраться в соединениях элементов. Вся технология сборки схем была неэкономична и ненадежна.

В 1952 году английский инженер Г.У. Даммер выдвинул смелое предложение: размещать всю схему целиком (транзисторы, резисторы и другие компоненты) в сплошном блоке полупроводникового материала.

Реализовать эту идею сумел американский инженер Джек Килби, который понял, что резисторы и конденсаторы можно не только делать из того же полупроводникового материала, что и транзисторы, но и изготавливать все компоненты одновременно на одной и той же полупроводниковой пластине. Таким образом, на одной пластине можно получить определенным образом связанные между собой элементы, то есть схему. Первая в мире интегральная схема (ИС, микросхема, чип) появилась в январе 1959 года. Появление нового метода изготовления транзисторов, получившего название планарного процесса (так как при этом получался плоский, без возвышений на поверхности, транзистор), определило новый путь в изготовлении интегральных микросхем.

Многочисленные компоненты интегральной микросхемы формируются непосредственно в кристалле кремния (это один из самых распространенных в природе элементов). При обычных условиях кремний не проводит электрический ток, но при внесении примесей – незначительного количества таких элементов, как бор или фосфор, - свойства его кристаллической структуры меняются и в кристалле могут распространяться электрические импульсы.

Интегральные схемы значительно сократили габариты изделий, устранили необходимость трудоемкого процесса пайки, повысили надежность за счет отсутствия внешних проводников. Не менее существенно и то, что они стали работать быстрее, так как электрическим импульсам, распространяющегося от одного элемента схемы к другому со скоростью, приблизительно равной половине скорости света, теперь приходилось преодолевать расстояния в сотые доли миллиметра.

Современный процессор представляет собой микросхему, выполненную на миниатюрной кремниевой пластине – кристалле. Поэтому его принято называть микропроцессором. В последних моделях микропроцессоров, размер которых равен 2 см², содержится до нескольких миллионов электронных компонентов..

Понятие микропроцессора

В 1971 году инженеры фирмы Intel построили схему процессора на одном кремниевом кристалле, который содержал 2250 транзисторов. Его можно было запрограммировать на решение практически любых функций. Это был первый микропроцессор, получивший название 4004.

Микропроцессор – процессор, изготовленный в виде микросхемы.

Микропроцессор (Central Processing Unit, CPU) представляет собой функционально законченное устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких БИС (большая интегральная схема) или СБИС (сверхбольшая интегральная схема).

Микросхема, реализующая функции центрального процессора персонального компьютера, называется микропроцессором. Нередко название компьютера ассоциируется с типом процессора, например «Пентиум». (Pentium).

Микропроцессор выполнен в виде сверхбольшой интегральной
схемы. Термин «большая» относится не к размерам, а к количеству электронных компонентов, размещенных на маленькой кремниевой пластинке. Их число достигает нескольких миллионов. Чем больше компонентов содержит микропроцессор, тем выше производительность компьютера. Размер минимального элемента микропроцессора в 100 раз меньше диаметра человеческого волоса. Микропроцессор штырьками вставляется а специальное гнездо на системной плате, которое имеет форму квадрата с несколькими рядами отверстий по периметру.

Обязательными компонентами микропроцессора являются арифметико-логическое устройство и блок управления. Арифметико-логическое устройство отвечает за выполнение арифметических (сложение, вычитание, умножение и деление) и логических операций (логическое сложение, умножение, отрицание и др.), а устройство управления координирует работу всех компонентов и выполнение процессов, происходящих в компьютере.

Микропроцессоры, отражающие важнейшие этапы развития этой отрасли

Изготовление процессора в виде микросхем снизило себестоимость устройства. Чем меньше и дешевле становятся электронные компоненты компьютера, тем дешевле становятся сами компьютеры, открывая путь к полностью компьютеризированному обществу.

Таким образом, компьютер – это техническое устройство, предназначенное для ввода, обработки, хранения и вывода информации. Центральным устройством компьютера является процессор. Процессор, изготовленный в виде микросхемы, называется микропроцессором.