Методическая разработка открытого урока на тему "Основные характеристики микропроцессора"

Западно-Казахстанский академический колледж «АТиСО»

Методическая разработка открытого урока

Дисциплина: Микропроцессорная техника

Тема: Основные характеристики микропроцессора

Специальность:1304000-Вычислительная техника и программное обеспечение

Квалификация:1304043-Техник - программист

Группа :522

Разработал преподаватель спецдисциплин

_______________А.М. Жарылгапова

(подпись)

Рассмотрено на заседании кафедры ПЦК специальных дисциплин

от________________________2020 года

Протокол № ___

Заведующий ПЦК_____________ С.С.Нуржанов

План урока

Ход урока

Ход урока

1. Организационный момент- 1 минута

Приветствие.Проверка отсутствующих учащихся.Организация рабочего места

2.Закрепление предыдущей темы урока(Фронтальный опрос)-9 мин

• Что такое микропроцессор?

• Основные части микропроцессора?

• Системная магистраль процессора?

• Архитектура микропроцессора?

• Виды архитектуры микропроцессора?

• Адресное пространство микропроцессора?

• Режимы работы микропроцессора?

• Регистры микропроцессора?

• Что такое микросхема?

• Назначение микропроцессора

Обобщающий вывод преподавателя: Микропроцессор- устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами компьютера(мозг компьютера)

3.Актуализация и мотивация опорных знаний,опережающий вопрос

Сегодня мы работаем в необычной форме.Я поделила группы на 2 команды:Intel,AMD.У каждого из вас на столе есть инструкционные карточки.

Значит тема сегодняшнего урока «Основные характеристики микропроцессора»(запишите в тетрадь).

Цель урока:

На этом уроке, изучая эту тему, мы попытаемся ознакомиться с основными характеристиками микропроцессоров.

Проблемный вопрос:

Представьте себе, что вы работаете консультантом в компьютерном магазине, и к вам обратился покупатель, чтобы выбрать игровой компьютер. На какие параметры процессора необходимо обращать внимание при выборе компьютера.

4. Изложение нового материала(Презентация)

Давайте мы с вами вернемся к истории создания микропроцессоро(презентация)

Немного истории…

• До 1940-х годов в качестве электронных ключей, позволяющих производить над электрическим сигналом логические операции, применялись электронные лампы. Они были больших размеров и не всегда надежны.

• В 1948 г. коллективом лаборатории компании «Белл Телефон» были созданы первые полупроводниковые транзисторы, которые заменили во многих областях техники громоздкие электронные лампы.

• К 1960-м г.г. транзисторы заняли место электронных ламп в различных приборах. Особенно значимым шагом в этом направлении было появление переносных радиоприемников. В эти же годы миниатюризация в электронике сделала ещё один громадный шаг вперед: были изобретены интегральные схемы.

• Первые микропроцессоры появились в 1970-х и применялись в электронных калькуляторах, в них использовалась двоично-десятичная арифметика 4-х битных слов

В 1971 году фирмой Intel (США) создан первый микропроцессор - программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии СБИС

Кристалл 48-ядерного микропроцессора

За время существования электронная промышленность пережила немало потрясений и революций. Коренной перелом - создание электронных микросхем на кремниевых кристаллах, которые заменили транзисторы и которые назвали интегральными схемами. Со времени своего появления интегральные схемы делились на: малые, средние, большие и ультрабольшие ( МИС, СИС, БИС и УБИС соответственно ). Все больше и больше транзисторов удавалось поместить на всё меньших и меньших по размерам кристаллах. Следовательно ультрабольшая интегральная схема оказывалась не такой уж большой по размеру и огромной по своим возможностям. Поэтому процессоры созданы именно на основе УБИС . Развитие микропроцессоров в электронной индустрии проходило настолько быстрыми темпами, что каждая модель микропроцессора становилась маломощной с момента появления новой модели, а ещё через 2-3 года считалсь устаревшей и снималась с производства.

Микропроцессоры

Фирмы изготовители

Тактовая частота . Самый важный показатель, определяющий скорость работы процессора. Тактовая частота, измеряемая в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц), обозначает лишь то количество циклов, которые совершает работающий процессор за единицу времени (секунду).

Разрядность процессора . Если тактовую частоту процессора можно уподобить скорости течения воды в реке, то разрядность процессора — ширину ее русла. Понятно, что процессор со вдвое большей разрядностью может «заглотнуть» вдвое больше данных в единицу времени — в том случае, конечно, если это позволяет сделать специально оптимизированное программное обеспечение.

Размер кэш-памяти . В эту встроенную память процессор помещает все часто используемые данные, чтобы не обращаться каждый раз — к более медленной оперативной памяти и жесткому диску.

Кэш-память в процессоре имеется двух видов. Самая быстрая — кэш-память первого уровня (32 кб у процессоров Intel и до 128 кб — в последних моделях AMD ).

Существует еще чуть менее быстрая, но зато более объемная кэш-память второго уровня — и именно ее объемом отличаются различные модификации процессоров. Так, в семействе Intel самый «богатый» кэш-памятью — мощный Хеоn(2 Мб). У новых моделей Pentium 4 и у Athlon размер кэша второго уровня составляет 512 кб. В новейших моделях планируется увеличить его объем до 1 Мб

Тип ядра и технология производства . Технология определяется толщиной минимальных элементов процессора, — чем более «тонкой» становится технология, тем больше транзисторов может уместиться на кристалле. Кроме этого, переход на новую технологию помогает снизить энергопотребление и тепловыделение процессора, что очень важно для его стабильной работы.

Переход на новую технологию, как правило, влечет за собой и смену процессорного «ядра»

Частота системной шины . Шиной называется та аппаратная магистраль, по которой перемещаются от устройства к устройству данные. Чем выше частота шины, тем больше данных поступает за единицу времени к процессору.

Частота системной шины прямо связана и с частотой самого процессора через так называемый «коэффициент умножения». Процессорная частота — это и есть частота системной шины, умноженная процессором на некую заложенную в нем величину.

Дополнительные возможности . Большинство современных процессоров оснащены также рядом эксклюзивных возможностей, которые влияют на скорость обработки информации. В их числе можно назвать специальные системы «мультимедийных команд», предназначенных для оптимизации работы с графикой, видео и звуком. Например, процессоры Intel оснащены системой команд SSE и SSE 2, а процессоры от AMD — аналогичным набором команд 3DNow!

Одним из самых интересных новшеств в новых процессорах Intel (начиная с Pentium 4) стала функция HyperThreading, позволяющая процессору работать с двумя потоками данных одновременно. Конечно, даже оснащенный HyperThreading процессор не будет работать «за двоих», однако прирост скорости в 10—20 процентов получить вполне реально

Обобщающий вывод преподавателя:

Наиболее употребляемые в ХХ I веке процессоры фирм Intel и AMD. Ведь сейчас трудно представить компьютер без них, будь-то 2-ядерный, 4-ядерный, а основу его составляет маленькая схема. Основные характеристики –тактовая частота, разрядность процессора, размер кэш-памяти.

5.Самостоятельная работа

Группа была разделена на 2 команды Intel и AMD

На доске объяснить :основные части Intel и AMD

Обобщающий вывод преподавателя: Микропроцессор -состоит АЛУ, устройства управления, регистры

А теперь давайте подробно услышим от представителей компании о характеристиках микропроцессоров Intel и AMD(презентация). Конечно представители ,говорят в основном о преимуществах своих микропроцессов. А теперь давайте посмотрим преимущества и недостатки каждой компании.

Достоинства процессоров Intel
1. Отличная работа с приложениями, при условии, что только одно является активным (игры, редакторы фото и видео материалов, архиваторы и т.д.)
2. Низкое энергопотребление
3. Очень много приложений и игр оптимизированы под процессоры Intel
4. Выигрывает у AMD по производительности в играх (но не сильно опережает его)
5. Отличная работа процессоров с оперативной памятью
6. У процессоров с приставкой «К» отличный разгонный потенциал
7. С процессорами Intel система работает более стабильно 8. Процессоры серии i7 имеют много поточность, что дает прирост производительности в приложениях

Недостатки процессоров Intel
1. Данные процессоры плохо работают с двумя мощными приложениями
2. При покупке процессора с приставкой «К» нужно покупать мощное охлаждение
3. С появлением новой линейки процессоров нужно менять всю платформу (материнскую плату и другие компоненты). Это не относится к процессорам на сокет LGA 115
4. Высокая стоимость
5. Апгрейд своего ПК, как указано в пункте 3, очень раздражает и приводит к дополнительным тратам

Достоинства процессоров AMD
1. Общедоступная цена
2. Очень радует соотношение цены и производительности
3. Стабильная работа системы на процессорах AMD
4. Процессоры AMD многозадачные. Т.е. одновременно можно работать в 3-4 мощных приложениях и не ощущать никакого дискомфорта
5. Есть возможность выставлять напряжение на ядрах процессора. Это возможно даже на самых дешевых материнских платах
6. Процессоры серии «FX» имеют хороший разгонный потенциал
7. Любой процессор AMD можно разогнать до 20%
8. Процессоры AMD мультиплатформенны, т.е. при выходе нового процессора, старый можно заменить на новый, не меняя материнскую плату. Процессоры Intel в этом плане очень сильно проигрывают.

Недостатки процессоров AMD
1. Процессорам AMD очень сложно работать с приложениями, сделанными для Intel.
2. Очень большое энергопотребление
3. Для процессоров серии «FX» нужно покупать более мощный кулер, т.к. родной со своими задачами справляется плохо
4. Процессоры AMD с оперативной памятью работают хуже, чем Intel
5. Плохая производительность в играх

  Вот мы и просмотрели плюсы и минусы обоих процессоров. Из всего перечисленного трудно сказать, кто занимает первое место. Каждый по-своему хорош.

6.Закрепление пройденного материала(тестовые задания)

А давайте теперь посмотрим ,как вы поняли данную тему, на столе у вас тестовые задания -10 мин.Меняйтесь тестами(честно проверяйте друг у друга).Внимание на доску, критерии оценивания

Требования к выполнению заданий: тест состоит из 20 вопросов, на каждый необходимо выбрать 1 правильный ответ, некоторые вопросы имеют расчетный характер - для того, чтобы найти правильный ответ, необходимо решить задачу; несколько вопросов требуют умения анализировать графики.

Критерии оценивания: отметка: «5» - 90% выполнения -19-20 правильных ответов, «4» - 80% - 16-18 правильных ответов; «3» - 60%-12-15 правильных ответов, «2» -менее 12 правильных ответов.

1. Компьютер - это:

   1. электронное вычислительное устройство для обработки чисел;

   2. универсальное электронное устройство для работы с информацией;

   3. устройство для хранения информации любого вида;

   4. устройство для обработки аналоговых: сигналов и текстовой информации.

2. Скорость работы компьютера зависит от:

   1. тактовой частоты обработки информации в процессоре;

   2. объема обрабатываемой информации;

   3. организации интерфейса операционной системы быстроты нажатия на клавиши;

   4. объема внешнего запоминающего устройства.

3. Выберите строку, в которой указаны две наиболее важные технические характеристики персонального компьютера:

   1. объем ПЗУ и объем винчестера;

   2. тактовая частота процессора и скорость работыCD-ROM;

   3. разрядность процессора и объем видеоконтроллера;

   4. тактовая частота и разрядность процессора.

4. ОЗУ - это память, в которой хранится...

   1. информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере;

   2. загрузочная информация, независимо от того, работает компьютер или нет;

   3. исполняемая в данный момент времени программа и данные, с которыми она непосредственно работает;

   4. программы, предназначенные для обеспечения диалога пользователя с компьютером.

5. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) служит для:

   1. хранения программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов;

   2. хранения программы пользователя по время работы;

   3. хранения наиболее часто используемых программ;

   4. долговременного хранения ценных документов.

6. Что такое кэш-память?

   1. память, предназначенная для долговременного хранения информации, независимо от того, работает ЭВМ или нет;

   2. это сверхоперативная память, в которой хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти;

   3. память, в которой хранятся системные файлы операционной системы;

   4. память, в которой обрабатывается одна программа в данный момент времени.

7. В целях сохранения информации CD-ROM-диски необходимо оберегать от...

1. загрязнения;

2. магнитных полей;

3. холода;

4. перепадов атмосферного давления.

1. Выберите строку, в которой перечислены только устройства хранения информации:

1. диски, модем, ОЗУ;

2. дискета, CD-ROM, ПЗУ;

3. винчестер, ОЗУ, микропроцессор;

4. DVD-ROM, ПЗУ, принтер.

1. При выключении питания компьютера информация будет потеряна:

1. в процессоре и ОЗУ;

2. на DVD или в ПЗУ;

3. на дисках С и D;

4. на диске А.

1. Какое из устройств имеет наименьшую скорость записи информации:

1. винчестер;

2. CD-ROM;

3. ОЗУ;

4. гибкий диск.

1. Внутренняя энергозависимая память компьютера - это:

1. ПЗУ;

2. CD-ROM;

3. ОЗУ;

4. гибкий диск.

1. Через порт COM2 к компьютеру подключают:

1. сканер;

2. джойстик;

3. модем;

4. монитор.

1. Через порт LPT к компьютеру подключают:

1. колонки;

2. наушники;

3. принтер;

4. модем.

1. Видеопамять - это:

   1. устройство, управляющее работой графического дисплея;

   2. программа, распределяющая ресурсы компьютера при обработке изображения;

   3. электронное энергозависимое устройство для хранения двоичного кода изображения, выводимого на экран;

   4. часть оперативной памяти компьютера.

2. Найдите неверное утверждение:

   1. дисплеи, работающие по принципу построчного сканирования графической сетки, называются растровыми;

   2. графопостроитель (плоттер) - это устройство для вывода на бумагу технических чертежей;

   3. центральный процессор записывает информацию, выводимую на экран, в память видеоадаптера;

   4. видеоадаптер цветного монитора может работать только в графическом режиме.

3. Найдите неверное утверждение:

   1. минимальный размер видеопамяти должен быть таким, чтобы в него помещалась одна страница изображения; качество изображения на графическом дисплее определяется объемом оперативной памяти компьютера;

   2. принтер может использоваться для вывода на бумагу графиков и диаграмм;

   3. видеоконтроллер - это устройство, управляющее работой графического дисплея.

4. Для ввода информации в персональном компьютере используется:

1. принтер;

2. клавиатура;

3. процессор;

4. ОЗУ.

1. Какое из перечисленных ниже устройств для работы лишнее:

1. графический дисплеи;

2. сканер;

3. плоттер;

4. принтер.

1. Компьютеры, обладающие несколькими процессорами, называют:

1. серверами;

2. производственными компьютерами;

3. суперкомпьютерами;

4. портативными компьютерами.

1. Мощные компьютеры в вычислительных сетях, обслуживающие подключенные к нему компьютеры, называют:

1. серверами;

2. производственными компьютерами;

3. суперкомпьютерами;

4. портативными компьютерами.

1. В какой строке перечислен минимальный набор устройств персонального компьютера?

   1. процессор, монитор, клавиатура;

   2. монитор, клавиатура, винчестер, процессор;

   3. процессор, устройства ввода-вывода, оперативная память (ОЗУ);

   4. оперативная память (ОЗУ), монитор, клавиатура, флоппи-дисковод.

2. Магистрально-модульный принцип архитектур компьютера подразумевает такую организацию аппаратных устройств, при которой:

   1. каждое из устройств связано с другими напрямую;]

   2. каждое устройство связывается с другими напрямую, а также через центральную магистраль;

   3. все устройства связываются друг с другом через магистраль, включающую в себя шины данных, адреса и управления;

   4. связь устройств - друг с другом осуществляется через центральный процессор, к которому они все подключены.

3. В состав процессора не входит:

1. управляющее устройство;

2. регистровая память;

3. арифметико-логическое устройство;

4. контроллер.

1. Тактовая частота 4 кГц:

1. 4 импульса в секунду;

2. 40 Гц;

3. 4000 импульсов в секунду;

4. 40 000 Гц.

1. Основные характеристики компьютера, важные для выбора и приобретения компьютера:

   1. емкость ОЗУ, тактовая частота и разрядность процессора;

   2. тактовая частота и разрядность процессора, микросхема;

   3. микросхема, разрядность, BIOS;

   4. BIOS, емкость ОЗУ, тактовая частота процессора.

2. Какое из утверждений ложно:

   1. память, предназначенная для долговременного хранения информации, независимо от того, работает ЭВМ или нет;

   2. внешняя память предназначена для долговременного хранения информации независимо от того, работает ЭВМ или нет;

   3. внешняя память предназначена для долговременного хранения информации, только когда работает ЭВМ;

   4. внешняя память - это память высокого быстродействия и ограниченной емкости.

3. Информационная емкость стандартных CD-ROM-дисков может достигать...

1. 1 Мб;

2. 1 Гб;

3. 650 Мб;

4. 650 Кб.

1. Какое устройство обладает наибольшей скоростью обмена информацией?

1. дисковод для гибких дисков;

2. микросхемы оперативной памяти;

3. CD-ROM-дисковод;

4. жесткий диск.

1. При включении питания информация для загрузки компьютера считывается:

1. с ПЗУ и диска С;

2. с ОЗУ или клавиатуры;

3. с диска С;

4. с ПЗУ и монитора.

Выберите внешнее запоминающее устройство:

1. оперативная память;

2. винчестер;

3. видеокарта;

4. сканер.

1. Внутренняя долговременная память компьютера только для чтения - это:

1. ПЗУ;

2. CD-ROM;

3. ОЗУ;

4. гибкий диск.

1. Какое устройство используется для долговременного хранения пользовательской информации?

1. оперативная память;

2. дисковод;

3. процессор;

4. дискета.

1. Через порт СОМ1 к компьютеру подключают:

1. монитор;

2. клавиатуру;

3. микрофон;

4. мышь.

1. Видеоадаптер - это:

   1. устройство, управляющее работой графического дисплея;

   2. программа, распределяющая ресурсы видеопамяти;

   3. электронное энергозависимое устройство для хранения информации о графическом изображении;

   4. дисплейный процессор.

2. Найдите верное утверждение:

   1. графический дисплей - это устройство для ввода рисунков и фотографий;

   2. видеоконтроллер состоит из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора;

   3. сканер - это устройство для вывода текстов и изображений на листы бумаги;

   4. видеоконтроллер - это устройство, работой которого управляет графический дисплей.

3. Найдите верное утверждение:

   1. сканер преобразует изображение в двоичный код, который хранится в памяти видеоадаптера;

   2. графопостроитель (плоттер) - это. устройство для ввода изображений с листа бумаги;

   3. качество изображения на графическом дисплее определяется разрешающей способностью экрана;

   4. центральный процессор записывает информацию, выводимую на экран, в дисплейный процессор.

4. Найдите верное утверждение:

   1. дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея;

   2. сканер преобразует изображение в двоичный код, который записывается в центральный процессор;

   3. в видеопамяти хранится информация о состоянии одной строки экрана;

   4. электронная пушка цветного дисплея испускает два луча.

5. Для. вывода графической информации из памяти компьютера используется:

1. мышь;

2. клавиатура;

3. экран дисплея;

4. сканер.

1. Какое из перечисленных ниже устройств для работы лишнее:

1. джойстик;

2. мышь;

3. световое перо;

4. принтер.

1. Компьютеры делятся на большие и малые по следующему принципу:

1. по внешнему виду;

2. по уровню комфортности;

С) по функциональным возможностям;

D) по типу процессора

.

Эталон ответов к тесту по теме

7.Видеоролик-применение микропроцессоров

Обобщающий вывод преподавателя:

Подведение итогов

Комментирование итоговых выборов (оценок) компании потребителями.

8.Домашнее задание (Вклеить,выучить)