Презентация к уроку информатики на тему "Архитектура компьютеров"

Архитектура компьютеров.

ПЛАН:

• Что представляет собой ПК
• Архитектура компьютеров.
• Основные характеристики компьютеров.
• Многообразие компьютеров.
• Многообразие внешних устройств, подключаемых к компьютеру.
• Объединение компьютеров в локальную сеть.

1. Что представляет собой ПК

Компьютер - это универсальное техническое средство, предназначенное для передачи, обработки и хранения информации.

Компьютеры, которыми мы пользуемся, называются персональными (ПК). Они характеризуются малыми габаритами, предназначены для персональной работы пользователя.

2. Архитектура компьютеров

Архитектура - это наиболее общие принципы построения компьютера, отражающие программное управление работой и взаимодействием его основных функциональных узлов.

Оперативная память

Процессор

(хранение данных и программ)

(обработка данных)

МАГИСТРАЛЬ

Сетевые устройства

Устройства ввода

Устройства вывода

(вывод данных)

Долговременная память

(ввод данных)

(хранение данных и программ)

В основу архитектуры современных ПК положен магистрально-модульный принцип

Минимальный состав компьютера

Монитор

Системный блок

клавиатура

мышь

Основные компоненты системного блока

вентиляторы

Платы расширения

Системная

(материнская плата)

Жесткий диск (винчестер)

Блок питания

Дисковод оптического диска

Основные компоненты материнской платы

• Центральный процессор;

• Микросхемы ОЗУ, ПЗУ;
• Системная шина;
• Разъемы для установки плат расширения (слоты), подключения накопителей (винчестера, дисководов);
• Наборы микросхем (Chipset) для управления обменом данными между всеми компонентами компьютера;
• Порты.

Центральный процессор

Центральный процессор – центральный блок компьютера, предназначенный для обработки информации и управления работой компьютера в целом.

Состоит из двух частей: АЛУ и УУ.

АЛУ – арифметико-логическое устройство предназначено для обработки информации, выполнения арифметических и логических операций над данными.

УУ – устройство управления управляет работой компьютера.

Микросхемы ОЗУ, ПЗУ

Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) предназначены для хранения переменной информации: программ и чисел, необходимых для текущих вычислений. 

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) предназначены для хранения постоянной информации: подпрограмм, микропрограмм, констант и т.п.. 

Системная шина (магистраль)

Шина - совокупность токопроводящих линий, по которым обмениваются информацией устройства компьютера.

По магистрали происходит обмен информацией между процессором и памятью и их связь с периферийными устройствами.

Разъемы для установки плат расширения

На материнской плате находятся разъемы для плат, управляющих различными устройствами ПК.

Основные виды плат расширения:

Видеокарта

Звуковая карта

Сетевая карта

Чипсет

Важнейшей частью материнской платы является чипсет.

Чипсет – это набор микросхем материнской платы для обеспечения работы процессора с памятью и внешними устройствами

Чипсет состоит из двух микросхем:

• Северный мост (обеспечивает работу процессора с памятью и видеоподсистемой);
• Южный мост (обеспечивает работу с внешними устройствами)

Порты

Разъемы, с помощью которых к системному блоку подключаются периферийные (внешние) устройства

3. Основные характеристики компьютеров

• Производительность (быстродействие) ПК – возможность компьютера обрабатывать большие объемы информации.
• Производительность (быстродействие) процессора – количество элементарных операций, выполняемых за секунду.
• Тактовая частота процессора – число тактов процессора в секунду. А такт- промежуток времени, за который выполняется элементарная операция (н-р, сложение). Именно ТЧ определяет быстродействие ПК.
• Разрядность процессора ( 8, 16, 32, 64 бит) –определяет размер минимальной порции информации, обрабатываемый процессором за один такт. Чем выше разрядность , тем с большим объемом памяти может работать процессор.
• Время доступа – время, необходимое для чтения из памяти, либо записи в нее минимальной порции информации.
• Объем памяти – максимальное количество хранимой в ней информации.
• Скорость обмена информации зависит от скорости считывания или записи на носитель.

4. Многообразие компьютеров

Современный ПК может быть реализован в :

• настольном (desktop) варианте,
• портативном (notebook) варианте,
• карманном (handheld) варианте.

Настольные компьютеры состоят из системного блока, монитора и клавиатуры.

В портативных и карманных компьютерах системный блок находится под клавиатурой, а монитор встроен в крышку клавиатуры.

Настольные ПК

Достоинства:

• прост в техобслуживании,
• элементарная замена комплектующих,
• оптимален для игр,
• больше интерфейсов для подключения периферии.

Недостатки:

• габаритный, шумный,
• требует подключения мыши, монитора, клавиатуры,
• проводное подключение периферии.

Портативные ПК

Достоинства:

• малый вес и габариты,
• не требует подключения внешних устройств,
• возможна автономная работа,
• возможность подключения к беспроводным сетям.

Недостатки:

• низкая максимальная производительность,
• ограниченность модернизации,
• качество встроенных компонентов,
• повышенная вероятность поломки
• сложность ремонта.

Типы портативных ПК:

• Лэптоп – самый первый портативный компьютер

Характеристики:

• диагональ экрана должна составлять не менее четырнадцати, но и не более семнадцати дюймов;
• встроенные видеокарты обеспечивают высококачественную графику;
• большая, удобная и расширенная клавиатура;
• всегда есть оптический привод (проще говоря - дисковод);
• емкость аккумулятора позволяет работать от него автономно три и более часов.

Все это приводит к тому, что хороший лэптоп становится полноценной заменой настольного ПК.

Типы портативных ПК:

• Ноутбук – портативное устройство с высоким уровнем мобильности

Характеристики :

• длительный срок автономной работы;
• простая графика;
• многофункциональность;
• диагональ экрана в пределах двенадцати-четырнадцати дюймов.

Ноутбук тоньше и минималистичнее лэптопа

Типы портативных ПК:

• Нетбук – книга для пользования интернетом

Характеристики:

• диагональ экрана не превышает тринадцати дюймов;
• производительность меньше, чем у ноутбука;
• не работают полноценно ресурсоемкие программы;
• отсутствует привод;
• память гораздо меньше, чем у ноутбуков.

Типы портативных ПК:

• Планшет – электронное устройство с сенсорным экраном, позволяющим управлять компьютерными программами, через прикосновение пальцами к объектам программы на экране.

Характеристики:

• отсутствует клавиатура;
• производительность меньше, чем у нетбука;
• автономное время работы выше, чем у нетбука.

Типы портативных ПК:

• Смартфон – электронное устройство с сенсорным экраном, позволяющим управлять компьютерными программами, через прикосновение пальцами к объектам программы на экране.

Функции:

• выход в интернет;
• функции фото/видеосъемки, а также диктофона;
• аудио/видео проигрывание записей;
• чтение электронных книг, различных документов;
• работа с электронной почтой;
• GPS навигатор;
• всевозможные записи: памятки, контактные сведения, списки;
• набор текста, программирование;
• всевозможные игры;
• работа с офисными приложениями;
• управление электронными устройствами: телевизором, проектором.
• совершение звонков, СМС;
• остановка других программ.

5. Многообразие внешних устройств

Внешние устройства – это устройства, не входящие в состав системного блока и подключаемые к компьютеру извне.

Периферийные устройства предназначены для ввода и вывода информации

Устройства вывода информации

Устройства ввода информации

Монитор

Клавиатура

Проектор

Манипуляторы

Принтер

Световое перо

Плоттер

Сканер

Колонки

23

Устройства ввода информации

Устройства ввода – оборудование, с помощью которого можно вводить данные: клавиатура, мышь, джойстик, трекбол, тачпад, световое перо, сенсорные экраны, сканеры, цифровые камеры, ТВ-тюнеры, системы распознавания речи, сенсорные датчики.

• Клавиатура – является у ниверсальным устройством ввода информации.

Клавиатура представляет собой матрицу клавиш, объединенных в единое целое, и электронный блок для преобразования нажатия клавиш в двоичный код. Клавиатура позволяет вводить числовую и текстовую информацию.

• Мышь - это манипулятор, предназначенный для ввода информации в компьютер.

Мышь представляет собой небольшую пластмассовую коробочку с двумя или тремя кнопками, соединенную с компьютером тонким длинным кабелем.

23

Устройства ввода информации

• Сенсорная панель, тачпад

Тачпа́д (англ. touchpad — сенсорная площадка), сенсорная панель - указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

Перемещение пальца по поверхности сенсорной панели преобразуется в перемещение курсора на экране монитора. Нажатие на поверхность сенсорной панели эквивалентно нажатию на кнопку мыши. Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами.

• Графические планшеты (дигитайзер)

Для рисования и ввода рукописного текста используются графические планшеты. С помощью специальной ручки можно чертить, рисовать схемы, добавлять заметки и подписи к электронным документам.

23

Устройства ввода информации

• Игровые манипуляторы (джойстики)

Сегодня существует множество видов джойстиков, абсолютно не похожих друг на друга. Рули с педалями для поклонников автогонок, штурвалы - для «леталок», «геймпады» (игровые доски) – для поклонников «бегательных» аркадных игр и т.д.

• Сканер

Сканирование - преобразование изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов в цифровой, компьютерный вид.

23

Устройства ввода информации

• Световое перо

Световое перо - один из инструментов ввода графических данных в компьютер .

Внешне имеет вид  шариковой ручки  или  карандаша , соединённого проводом с одним из  портов ввода-вывода  (или видеоадаптером) компьютера . Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или проведении линий пером по поверхности экрана  монитора , с использованием кнопок, имеющихся на пере, или без таковых.

• Сканер

Сканирование - преобразование изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов в цифровой, компьютерный вид.

23

Устройства ввода информации

• ТВ-тюнер

Если установить в компьютер специальную плату (ТВ-тюнер) и подключить к ее входу телевизионную антенну, то появляется возможность просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.

• Сенсорный экран

Сенсорный экран предназначен для управления устройствами с помощью простого прикосновения к экрану.

Сенсорные экраны используются в платежных терминалах, информационных киосках, оборудовании для автоматизации торговли, карманных компьютерах, операторских панелях в промышленности.

• Средства речевого ввода

Средства речевого ввода позволяют пользователю вместо клавиатуры, мыши и других устройств использовать речевые команды (или проговаривать текст, который должен быть заранее занесен в память компьютера).

23

Устройства вывода информации

• Монитор

Монитор в персональном компьютере является универсальным устройством вывода графической и текстовой информации.

Виды мониторов:

- монитор на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ);

- мониторы на основе жидкокристаллической матрицы (ЖК);

- плазменные мониторы.

• Проектор

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

23

Устройства вывода информации

• Принтеры

Принтеры предназначены для вывода на бумагу (создания «твердой копии») числовой, текстовой и графической информации.

Типы принтеров:

- матричные принтеры;

- струйные принтеры;

- лазерные принтеры.

• Плоттер

Для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, электрических и электронных схем и пр.) используются специальные устройства вывода — плоттеры. Принцип действия плоттера такой же, как и струйного принтера.

• Колонки

Для прослушивания звука используются акустические колонки или наушники, которые подключаются к выходу звуковой платы.

23

6. Объединение компьютеров в локальную сеть

Локальная сеть - объединение двух и более компьютеров, позволяющее им совместно работать с программами и данными.

Цель - объединение нескольких компьютеров, позволяющих пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также периферийных устройств (принтеров, дисков, модемов и т.д.), подключенных к сети.

Обычно компьютеры локальной сети расположены на расстоянии не более одного километра.

23

Проверь себя!

• Под архитектурой компьютера понимают:

• устройство для сбора, обработки, хранения и вывода информации; совокупность функциональных элементов компьютера и связей между ними; описание основных устройств и принципов работы компьютера; комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем.
• устройство для сбора, обработки, хранения и вывода информации;
• совокупность функциональных элементов компьютера и связей между ними;
• описание основных устройств и принципов работы компьютера;
• комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем.
• Определите, какое высказывание является верным:

• компьютер – устройство для хранения команд; компьютер – универсальное устройство для преобразования информации; компьютер – универсальное устройство для обработки, хранения и передачи информации; компьютер – универсальное устройство только для получения данных.
• компьютер – устройство для хранения команд;
• компьютер – универсальное устройство для преобразования информации;
• компьютер – универсальное устройство для обработки, хранения и передачи информации;
• компьютер – универсальное устройство только для получения данных.

• В минимальный состав компьютера входят : винчестер, «мышь», процессор; монитор, системный блок, клавиатура; принтер, клавиатура; дискета; системный блок, сканер, монитор.
• винчестер, «мышь», процессор;
• монитор, системный блок, клавиатура;
• принтер, клавиатура; дискета;
• системный блок, сканер, монитор.

1 - d, 2 - c, 3 - b

Проверь себя!

• Периферийные устройства предназначены:

• для обмена информацией между компьютером и пользователем; только для улучшения дизайна компьютера; для проверки правильности вводимой информации пользователем; для выполнения арифметико-логических операций.
• для обмена информацией между компьютером и пользователем;
• только для улучшения дизайна компьютера;
• для проверки правильности вводимой информации пользователем;
• для выполнения арифметико-логических операций.

• Скорость работы компьютера зависит от: тактовой частоты обработки информации в процессоре; организации интерфейса операционной системы; объема внешнего запоминающего устройства; объема обрабатываемой информации.
• тактовой частоты обработки информации в процессоре;
• организации интерфейса операционной системы;
• объема внешнего запоминающего устройства;
• объема обрабатываемой информации.

• Плоттер – это устройство для: для вывода любой информации на бумагу; для сканирования изображения с листа бумаги на компьютер; для ввода в компьютер информации; для вывода графической информации на бумагу.
• для вывода любой информации на бумагу;
• для сканирования изображения с листа бумаги на компьютер;
• для ввода в компьютер информации;
• для вывода графической информации на бумагу.

4 - a, 5 - a, 6 -d

Задание для внеаудиторной работы:

Подготовить сообщение на одну из выбранных тем:

• Процессор и его характеристики;
• Виды памяти компьютера;
• Внешние устройства компьютера.