Принципиальная схема ЭВМ. Принцип открытой архитектуры. (Магистрально-модульный принцип построения компьютера.) Персональные компьютеры. Аппаратная реализация компьютера.

Тема: Принципиальная схема ЭВМ. Принцип открытой архитектуры. (Магистрально-модульный принцип построения компьютера.) Персональные компьютеры. Аппаратная реализация компьютера. Состав персонального компьютера. Состав и функции системного блока: процессор, материнская плата, интерфейсы, память, накопители информации, видео- и звуковые карты. Периферийные устройства. Базовая конфигурация персонального компьютера. Мультимедийный персональный компьютер. Периферийные устройства: клавиатура, монитор, дисковод, мышь, принтер, сканер, модем, джойстик; мультимедийные компоненты.

Цель: знакомство с архитектурой ЭВМ, видами компьютерной памяти. Помочь учащимся усвоить магистрально-модульный принцип построения компьютера, дать основные понятия, необходимые для начала работы на компьютере. Сформировать у студентов представление о структуре программного обеспечения, дать краткую характеристику видам программного обеспечения персонального компьютера.

Оборудование: мультимедийная презентация, опорные конспекты содержания лекции, ПОЭВМ.

Ход урока:

I. Организационное начало.

1. Приветствие.

- Здравствуйте, присаживайтесь. Сегодняшний урок проведу у вас я, зовут меня Ангелина Александровна. (жду пока все сядут и установят тишину)

2. Проверка готовности группы к уроку.

- Проверьте все ли готово к уроку. На столе у вас должны лежать тетради и ручки, все лишнее со стола убрать.

3. Работа с дежурными.

- Давайте проверим явку на урок. Кто сегодня дежурный? Дежурные, назовите кто сегодня отсутствует.

II. Повторительно - обобщающая работа.

- Сейчас будет проверка домашнего задания, даю вам время на повторения материала.(7 минут )

II. Работа по осмыслению и усвоению нового материала.

1. Сообщение темы.

- Тема нашего урока «Принципиальная схема ЭВМ. Принцип открытой архитектуры. (Магистрально-модульный принцип построения компьютера.) Персональные компьютеры. Аппаратная реализация компьютера. Состав персонального компьютера. Состав и функции системного блока: процессор, материнская плата, интерфейсы, память, накопители информации, видео- и звуковые карты. Периферийные устройства. Базовая конфигурация персонального компьютера. Мультимедийный персональный компьютер. Периферийные устройства: клавиатура, монитор, дисковод, мышь, принтер, сканер, модем, джойстик; мультимедийные компоненты. (СЛАЙД 1 )

2. Изучение нового материала.

Ход урока

Основные этапы развития ЭВМ.

1.Проект Чарльза Бэббиджа «Универсальная аналитическая счетная машина» (1843 г.), написала первую программу для этой машины и убедила Ч. Бэббиджа в необходимости использования двоичной системы счисления.

2.Алан Тьюринг, математик Кэмбриджского университета, описал схему абстрактной машины и дал строгое логичное доказательство возможности создания программно-управляемой универсальной вычислительной машины. (1936 г).

3.Американские инженеры Пенсильванского университета Д. Эккерт и ДЖ Моучли разработали электронный вычислительный интегратор и калькулятор ЭНИАК, а потом ЭДВАК (1945 г.) (СЛАЙД 2)

Джон фон Нейман, американский математик, сформулировал основные принципы работы ЭВМ: (СЛАЙД 4)

·Программное управление – ЭВМ работает по заранее составленной и введенной в память компьютера программе;

·Хранение программы в памяти – данные и программы представляются в числовой форме и хранятся в одном и том же запоминающем устройстве, различить их невозможно;

·Двоичное кодирование – программы и любые типы данных представляются в виде двоичного кода.

Принципы разработки (создания) ЭВМ:

·Разделение ЭВМ на устройства – реализация магистрально-модульного принципа построения компьютера (один из основных принципов);

· Представление Джоном Фон Нейманом ЭВМ в виде системы, объединяющей устройства ввода, устройства вывода, память и процессор – использование принципов работы ЭВМ.

Назначение основных устройств ЭВМ: (СЛАЙД 5)

Устройства ввода (клавиатура, мышь, сканер, микрофон, дигитайзер)

Устройства вывода (монитор, принтер, колонки) – для вывода данных;

Память (винчестер, гибкий магнитный диск, СD, DVD-диски, карты памяти – для накопления, хранения и выдачи данных по запросу процессора;

Процессор – для обработки данных и управления работой всех устройств.

В состав процессора входят:

Устройство управления (УУ): формирует и подает во все блоки машины и нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.

Микропроцессорная память (кэш-память) - предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно в ближайшие такты работы машины используемой в вычислениях.

Рис. Функциональная схема ЭВМ (СЛАЙД 6)

Достоинства ЭВМ

·Универсальность обработки информации – способность обрабатывать данные любых видов;

·Универсальность решаемых задач – с помощью ЭВМ можно решить любую задачу, для которой может быть составлен алгоритм;

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио- и видеоклипы и пр.) Рассмотрим подробно устройства которые обеспечивают запись/считывание информации (накопители или дисководы) и устройства хранения информации – носители (дискеты, ГМД, ЖМД, Flash-память).

1. Магнитный принцип записи и считывания информации

За основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле: головка дисковода с сердечником из магнитного материала (малая остаточная намагниченность) перемещается вдоль магнитного слоя магнитожесткого носителя (большая остаточная намагниченность). (СЛАЙД 6) На магнитную головку поступают последовательности электрических импульсов (логических единиц и нулей), которые создают в головке магнитное поле. В результате последовательно намагничивается (логическая единица) или ненамагничивается (логический нуль).

Хранение информации основывается на сохранении намагниченности (в отсутствии сильных магнитных полей и высоких температур намагниченность сохраняется в течении десятилетий).

Считывание информации базируется на явлении электромагнитной индукции (повторить это явление из курса физики 10 кл.) При движении магнитной головки над поверхностью носителя намагниченные участки носителя вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной индукции). Последовательность таких импульсов передается по магистрали в оперативную память компьютера.

1. Гибкие магнитные диски

Дискета вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью (50 Кбайт/с). При этом магнитная головка устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которой производится запись или считывание информации (вращение диска – 360 об./мин.).

С целью сохранения информации ГМД необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, дабы не привести к размагничиванию и потере информации. (СЛАЙД 7)

1. Жесткие магнитные диски

Первые винчестеры появились в начале 70-х годов, имели емкость не более десятка килобайт. Со временем емкость дисков возросла в тысячи раз, однако принципы его устройства не претерпели серьезных изменений. Любой жесткий диск состоит из трех основных блоков:

- первый блок - хранилище информации одна или несколько металлических (или стеклянных) дисков, покрытых с двух сторон магнитным материалом, на который и записываются данные (записываются в точном соответствии с физической структурой диска: поверхность каждого диска разделена на «сектора», «дорожки» и «цилиндры» - сумма всех совпадающих друг с другом дорожек по вертикали по всем рабочим поверхностям, каждый диск имеет по две рабочих поверхности). Зная все это можно раскрыть секрет названия  жесткого диска - «винчестер»: т. к. первый массовый жесткий, диск емкостью 16 кбайт, выпущенный IBM в 1973 году, содержал 30 магнитных цилиндров, по 30 дорожек на каждом. Острые на язык разработчики тут же уловили сходство  этих цифр с маркой «30/30», соответствующей знаменитой винтовке «винчестер»… современные параметры жестких дисков резко отличаются от  параметров обоих «винчестеров».

- второй блок– механика жесткого диска, ответственная за вращение этого массива «блинов» и точное позицирование системы читающих головок. Каждой читающей поверхности принадлежит одна читающая головка, причем располагаются они по вертикали точным столбиком, а это значит, что в любой момент времени все головки находятся на дорожках с одинаковым номером, то есть работают в пределах одного цилиндра.

- третий блок – электронная начинка – микросхемы, ответственные за обработку данных, коррекцию возможных ошибок и управление механической частью, а также микросхемы кэш-памяти.

Персональный компьютер включает в себя следующие основные блоки:

1. Системный блок (СЛАЙД 9)

Процессор (Центральная часть компьютера, выполняющая заданные программой преобразования информации и осуществляющая управление всем вычислительным процессом.)

Материнская плата (Она является самой большой деталью внутри системного блока. Материнская плата обеспечивает взаимодействие всех компонентов, как единой системы, управляя их совместной работой.)

Оперативная память (это временная память компьютера, которая работает при включенном состоянии компьютера и которая нужна для нормальной работы программ и процессов. Как только вы выключаете компьютер и ли перезагружаете, оперативка стирается)

Жесткий диск (Жесткий диск служит для долговременного хранения информации в компьютере, то есть вся ваша музыка, фильмы, фотографии, документы, а также установленные программы и файлы самой операционной системы хранятся на нем)

Дисковод (устройство компьютера, позволяющее осуществить чтение или запись информации на носители информации.)

(СЛАЙД 10 )

2. Монитор (устройство, предназначенное для визуального отображения информации.)

3. Клавиатура (устройство, позволяющее пользователю вводить информацию в компьютер)

4. Мышь  (устройство ввода для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру)

Джойстик (устройство ввода команд, хорошо знакомое любителям компьютерных игр. Джойстиком удобно управлять героями игр на экране компьютера.

Сканер (Сканер позволяет компьютеру вводить тексты и рисунки с бумаги в свою память. Сканер — это устройство ввода.)

Микрофон (C микрофона компьютер вводит звук в свою память. Микрофон — это устройство ввода.)

Колонки (устройство предназначенное для воспроизведения звука компьютером)

Принтер (Принтер печатает на бумаге изображения и тексты, которые на него выводит компьютер. Принтер — это устройство вывода.)

Проектор ( оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом экране)

III. Итог урока.

1. Рефлексия.

- Давайте поделимся впечатлениями об уроке.

• Сегодня я узнал(а)…

• Сегодня на уроке я повторил(а)…

• У меня получилось…

• У меня возникали трудности при…

• Теперь я умею…

• Знания и умения, полученные на уроке…

• Я оцениваю свою работу на уроке…

IV. Задавание на дом.

- Выучить опорный конспект