Меню
Разработки
Разработки  /  Информатика  /  Уроки  /  7 класс  /  Архитектура компьютера

Архитектура компьютера

Знакомство с архитектурой ЭВМ: открытая и закрытая архитектура. Принципы Джона Фон Неймана, магистрально-модульный принцип построения компьютера.

27.01.2019

Содержимое разработки

Открытый урок по информатике в 8 классе


Тема урока: «Что такое архитектура компьютера. Начальные сведения об архитектуре компьютера. Магистрально-модульный принцип построения архитектуры»


Цель урока: знакомство с архитектурой ЭВМ, открытая и закрытая архитектура. Принципы Джона Фон Неймана, магистрально-модульный принцип построения компьютера.


Задачи урока:


Образовательная – познакомить учащихся с архитектурой ЭВМ, открытая и закрытая архитектура. Принципы Джона Фон Неймана, магистрально-модульный принцип построения компьютера.

Воспитательная – воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости, привитие навыков самостоятельной работы, обеспечение сознательного усвоения учебного материала.

Развивающая – развивать познавательный интерес, прививать исследовательские навыки.

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: урок изучения нового материала

Наглядность и оборудование:

Компьютер с проектором;

Конспект урока;

Видеоролик из мультфильма «Почемучки. Архитектура компьютера.

Карточки с ребусами.

Презентация ««Что такое архитектура компьютера. Начальные сведения об архитектуре компьютера.


Структура урока:

  1. Организационный момент.

  2. Актуализация усвоения изученного ранее материала

  3. Объяснение нового материала.

  4. Закрепление материала, выполнение работы на тренажере «Устройство компьютера».

  5. Подведение итогов.

  6. Домашнее задание.

Ход урока:

С этого урока мы начинаем знакомство с компьютером.
Сначала речь пойдет о техническом устройстве компьютера. В информатике есть такое понятие: «архитектура ЭВМ». Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста. Архитектура не включает в себя конструктивных подробностей устройства машины, электронных схем. Эти сведения нужны конструкторам, специалистам по наладке и ремонту ЭВМ.

С давних времен люди стремились облегчить свой труд. С этой целью создавались различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека. Компьютер был изобретен в середине XX века для усиления возможностей интеллектуальной работы человека, т.е. работы с информацией.

Из истории науки и техники известно, что идеи многих изобретений человек подглядел в природе. Например, еще в XV веке великий итальянский ученый и художник Леонардо да Винчи изучал строение тел птиц и использовал эти знания для конструирования летательных аппаратов. Русский ученый Н.Е. Жуковский, основоположник науки аэродинамики, также исследовал механизм полета птиц.

Сегодня на уроке нам предстоит ответить на вопросы:

  • С кого списан компьютер?

  • Как устроен персональный компьютер?

  • Основные принципы совместного хранения программ и данных? (Принципы фон Неймана)

  • Какие существуют типы архитектуры? Каковы их преимущества.

  • На что влияет архитектура компьютера?

  • Что относится к устройствам ввода?

  • Что относится к устройствам вывода?

  • Что находится внутри системного блока?

  • Какие устройства являются внутренними, какие внешними?(Слайд4)



А с кого списали компьютер? С самого себя. Только человек постарался передать компьютеру не свои физические, а свои интеллектуальные способности, т.е. возможность работы с информацией.

По своему назначению компьютер — это универсальное техническое средство для работы с информацией.
По принципам своего устройства компьютер — это модель человека, работающего с информацией.

Четыре основных компонента информационной функции человека: (слайд 5)


функция

человек

компьютер

хранение информации

память

устройства памяти

обработка информации

мышление

процессор

прием информации

органы чувств

устройства ввода

передача информации

речь, двигательная система

устройства вывода


Ответим на вопрос Что такое АРХИТЕКТУРА компьютера?

Просмотр мультфильм «Почемучки. Архитектура по Нейману»

Отвечаем на вопросы:

Что определяет архитектура компьютера?

По какому принципу в компьютере обрабатывается информация Софт (программного обеспечения) и Железо (оборудование, из которого состоит компьютер)


Эти принципы и заложил Джон фон Нейман

А кем же он был?

Сообщение о Джоне фон Неймане:

Джон фон Нейман (1903—1957)


Американский математик и физик Джон фон Нейман был родом из Будапешта. Своими необычайными способностями этот человек стал выделяться очень рано: в шесть лет он разговаривал на древнегреческом языке, а в восемь освоил основы высшей математики.

До 1930-х годов работал в Германии. Он выполнял фундаментальные исследования, связанные с математической логикой, теорией групп, алгеброй операторов, квантовой механикой, статистической физикой, развил теорию игр и теорию автоматов.

В 1945 году был опубликован доклад фон Неймана, в котором он наметил основные принципы построения и компоненты современного компьютера.

Идеи, отраженные в докладе, развивались, и примерно через год появилась статья “Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства”.

Здесь важно, что авторы, отвлекшись от электронных ламп и электрических схем, сумели обрисовать формальную организацию компьютера.

Джон фон Нейман был удостоен высших академических почестей. Он был избран членом Академии точных наук (Лима, Перу), Американской академии искусств и наук, Американского философского общества, Ломбардского института наук и литературы, Нидерландской королевской академии наук и искусств, Национальной академии США, почетным доктором многих университетов США и других стран.

Архитектурные принципы организации ЭВМ, указанные Джоном фон Нейманом, долгое время оставались почти неизменными, и лишь в конце 1970-х годов в архитектуре суперЭВМ и матричных процессоров появились отклонения от этих принципов.

Джон фон Нейман умер 8 февраля 1957 года.

Архитектура фон Неймана — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. (компоновка основных деталей компьютера)

Сформулируем основные принципы

Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Принцип адресуемости памяти. Основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так чтобы к хранящимся в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.

Принцип последовательного программного управления. Предполагает, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Принцип жесткости архитектуры. Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.

.

Физкультминутка

Разгадаем ребусы и соберём компьютер на основе магистрально-модульного принципа. (один ребус 1 балл) Каждый получает по 3 ребуса для разгадывания.


Карточки


Устройства ввода

Устройства вывода

Устройства из системного блока

1

мышка

монитор

процессор

2

клавиатура

наушники

винчестер жёсткий диск

3

сканер

колонки

дисковод

4

джойстик

принтер

память (оперативная память)


















Ребус

Ответ


Устройство чтения и записи информации на носитель


Устройство визуального отображения информации

Устройство ввода символьной информации

Устройство, управляющее работой всего компьютера

Устройство для длительного хранения информации Винчестер жёсткий диск

Место кратковременного хранения информации (оперативная память)

Устройство ввода, которое создаёт цифровую копию изображения объекта

.

А теперь, друзья, загадка!

Что такое: рукоятка,

Кнопки две, курок и хвостик?

Ну конечно, это ...


Устройство ввода информации

Для чего же этот ящик?

Он в себя бумагу тащит

И сейчас же буквы, точки,

Запятые - строчка к строчке -

Напечатает картинку

Ловкий мастер, это…

Устройство, для вывода текстовой или графической информации на лист бумаги

Устройство, для воспроизведения звука компьютером.

Манипулятор, преобразующий механические движения в движение курсора на экране

Устройство, для персонального прослушивания звука


После того как все ребусы отгаданы собираем на доске с помощью листов с изображениями и магнитов магистрально-модульный принцип построения компьютера. Каждая из групп выходит к доске со своими ответами. Среди картинок на столе выбирает нужную, и крепит её в определённую зону на доске. Проложив магистраль, получаем модель компьютера.

Отвечаем на вопросы:

Что относится к устройствам ввода?

Что относится к устройствам вывода?

Что находится внутри системного блока?

Какие устройства являются внутренними, какие внешними?


Приступаем ко второй практической работе.

Магистрально-модульный принцип построения компьютера

Устройство персонального компьютера

Расставьте подписи к устройствам пресонального компьютера.





Заполните таблицу:

Что относится к устройствам ввода?

Что относится к устройствам вывода?

Что находится внутри системного блока?

Какие устройства являются внутренними, какие внешними?


Какие устройства относятся к внутренним, а какие к внешним?

Внутренние устройства

процессор

винчестер жёсткий диск

дисковод

память (оперативная память)

Внешние устройства

Устройства ввода

мышка

клавиатура

сканер

джойстик

Устройства вывода

монитор

наушники

колонки

принтер

Что находится внутри системного блока?


процессор

винчестер жёсткий диск

дисковод

память (оперативная память)


(садимся за парты) Ответьте на вопросы

С кого списан компьютер?

Как устроен персональный компьютер?

Основные принципы совместного хранения программ и данных? (Принципы фон Неймана)

Какие существуют типы архитектуры? Каковы их преимущества.

На что влияет архитектура компьютера?

Вопрос

Ответ

С кого списан компьютер?

с человека:

органы чувств – устройство ввода информации;

мозг (запоминание и мышление) – устройства памяти, процессор;

речь, письмо – устройство вывода.

Как устроен персональный компьютер?

Собрали схему.

Основные принципы совместного хранения программ и данных? (Принципы фон Неймана)

Принцип однородности памяти

Принцип адресуемости памяти.

Принцип последовательного программного управления.

Принцип жесткости архитектуры.

Какие существуют типы архитектуры? Преимущества.

Открытая: даёт возможность Апгрейд — это обновление или замена оборудования или программного обеспечения на более функциональное или более современное.

и закрытая – одноплатный, сокращается время включения компьютера, не нужно проверять что изменилось с момента последнего включения, не нужно обновлять драйверы, нет проблемы совместимости программ и устройств.

На что влияет архитектура компьютера?

На компоновку внутренних устройств компьютера.

Какого принципа придерживается архитектура?

Магистрально-модульного принципа.


ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА

Я попрошу вас закончить предложения, это будут ваши чувства, эмоции здесь и сейчас.

В целом урок прошёл… .

На занятии я научился… .

Во время занятия мне было трудно…, потому что… .

Мне бы хотелось…..

Я приобрёл... .

Больше всего мне понравилось… .


Возвращение к началу урока: сравнение человека и компьютера, как двух машин «биологической» и «технической» для работы с информацией.

Вывод: афоризм

Льюис Д. Эйген (американский специалист по менеджменту)

«Скоро останутся лишь две группы работников: те, кто контролирует компьютеры, и те, кого контролируют компьютеры. Постарайтесь попасть в первую.»



Сообщение о Джоне фон Неймане:

Джон фон Нейман (1903—1957)

Американский математик и физик Джон фон Нейман был родом из Будапешта. Своими необычайными способностями этот человек стал выделяться очень рано: в шесть лет он разговаривал на древнегреческом языке, а в восемь освоил основы высшей математики.

До 1930-х годов работал в Германии. Он выполнял фундаментальные исследования, связанные с математической логикой, теорией групп, алгеброй операторов, квантовой механикой, статистической физикой, развил теорию игр и теорию автоматов.

В 1945 году был опубликован доклад фон Неймана, в котором он наметил основные принципы построения и компоненты современного компьютера.

Идеи, отраженные в докладе, развивались, и примерно через год появилась статья “Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства”.

Здесь важно, что авторы, отвлекшись от электронных ламп и электрических схем, сумели обрисовать формальную организацию компьютера.

Джон фон Нейман был удостоен высших академических почестей. Он был избран членом Академии точных наук (Лима, Перу), Американской академии искусств и наук, Американского философского общества, Ломбардского института наук и литературы, Нидерландской королевской академии наук и искусств, Национальной академии США, почетным доктором многих университетов США и других стран.

Архитектурные принципы организации ЭВМ, указанные Джоном фон Нейманом, долгое время оставались почти неизменными, и лишь в конце 1970-х годов в архитектуре суперЭВМ и матричных процессоров появились отклонения от этих принципов.

Джон фон Нейман умер 8 февраля 1957 года.

Архитектура фон Неймана — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. (компоновка основных деталей компьютера)












Я попрошу вас закончить предложения, это будут ваши чувства, эмоции здесь и сейчас.

В целом урок прошёл… .

На занятии я научился… .

Во время занятия мне было трудно…, потому что… .

Мне бы хотелось…..

Я приобрёл... .

Больше всего мне понравилось… .


Я попрошу вас закончить предложения, это будут ваши чувства, эмоции здесь и сейчас.

В целом урок прошёл… .

На занятии я научился… .

Во время занятия мне было трудно…, потому что… .

Мне бы хотелось…..

Я приобрёл... .

Больше всего мне понравилось… .



Я попрошу вас закончить предложения, это будут ваши чувства, эмоции здесь и сейчас.

В целом урок прошёл… .

На занятии я научился… .

Во время занятия мне было трудно…, потому что… .

Мне бы хотелось…..

Я приобрёл... .

Больше всего мне понравилось… .



Я попрошу вас закончить предложения, это будут ваши чувства, эмоции здесь и сейчас.

В целом урок прошёл… .

На занятии я научился… .

Во время занятия мне было трудно…, потому что… .

Мне бы хотелось…..

Я приобрёл... .

Больше всего мне понравилось… .






Я попрошу вас закончить предложения, это будут ваши чувства, эмоции здесь и сейчас.

В целом урок прошёл… .

На занятии я научился… .

Во время занятия мне было трудно…, потому что… .

Мне бы хотелось…..

Я приобрёл... .

Больше всего мне понравилось… .




9


-70%
Курсы профессиональной переподготовке

Учитель, преподаватель математики и информатики

Продолжительность 600 или 1000 часов
Документ: Диплом о профессиональной переподготовке
17800 руб.
от 5340 руб.
Подробнее
Скачать разработку
Сохранить у себя:
Архитектура компьютера (2.62 MB)

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт