15.04.2022

Группа 408 

Предмет: Информатика

Тема: Архитектура компьютера 

Тема урока: Основные характеристики компьютеров.

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока.

В современном высокотехнологичном мире нас окружают компьютеры — большие и маленькие, мощные и не очень, настольные и портативные. Каждому из нас в определенное время предстоит выбор того или иного устройства. Что лучше — настольный компьютер или ноутбук? Ноутбук или планшет? Как же понять, какой из компьютеров выбрать для того, чтобы он наилучшим образом решал поставленные задачи? Для того, чтобы ответить на эти вопросы нужно понимать, как устроены современные компьютеры, какие принципы являются для них основополагающими.

Изучая компьютер, у нас возникают вопросы: что самое важное в компьютере и что заставляет компьютер работать? Может процессор или Bios, а может оперативная память?

 Производительность, эффективность использования ПК определяются возможностями её процессора, характеристиками оперативной памяти (ОП), а также набором периферийных устройств, техническими данными устройств и способом организации их совместной работы. Связь устройств ПК друг с другом осуществляется с помощью интерфейса.

Интерфейс представляет собой совокупность линий и шин, электронных схем и программ, предназначенных для осуществления обмена между устройствами ПК.

Одной из главных характеристик ПК является тип системного интерфейса (шины), информационно объединяющего основные узлы и устройства в единую систему. Системный интерфейс определяет архитектуру ПК.

Персональная ПК состоит из следующих основных устройств:

        системный блок;

        дисплей;

        клавиатура.

Кроме того, к компьютеру могут подключаться дополнительные устройства, называемые периферийными: принтер, манипулятор «мышь», джойстик, сканер, звуковая приставка, дисководы для работы с лазерным диском (CD-ROM), модем, стример, графопостроитель, дигитайзер, цифровая фотокамера, световое перо, графический планшет и др.

Управление всеми системами и элементами ПК осуществляет процессор, представляющий собой микросхему. 

Разрядность процессора – это число одновременно обрабатываемых процессором битов, то есть количество внутренних битовых (двоичных) разрядов, важнейший фактор производительности МП.

Вместе с быстродействием разрядность характеризует объем информации, перерабатываемый процессором компьютера за единицу времени.

Тактом называют интервал времени менаду началом подачи двух последовательных импульсов электрического тока, синхронизирующих работу, различных устройств компьютера. Специальные импульсы для отсчета времени для всех электронных устройств вырабатывает тактовый генератор частоты, расположенный на системной плате. Его главный элемент представляет собой кристалл кварца, обладающий стабильностью резонансной частоты. 

Тактовая частота определяется количеством тактов в секунду и измеряется в мегагерцах (1МГц = 1 млн. тактов/с). Тактовая частота влияет на скорость работы, быстродействие МП. Переход к микропроцессору с большей тактовой частотой означает повышение скорости обработки информации. Под быстродействием процессора понимают количество операций, выполняемых им в секунду

Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по трем многоразрядным шинам (магистралям), соединяющим все модули: шине данных, шине адресов, шине управления.

Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт.

Запоминающие устройства (ЗУ) предназначены для хранения программ и всех видов данных – исходных и промежуточных, результатов решения задачи.

Основная характеристика любого ЗУ – его размер, объем измеряется числом байтов.

Виды запоминающих устройств:

-         оперативные (ОЗУ),

-         кэш-память,

-         постоянные (ПЗУ),

-         внешние.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), в современной терминологии – RAM (Random Access Memoгу), неотъемлемая часть любой ЭВМ. Это быстродействующее ЗУ сравнительно небольшого объема, реализованное в виде электронной схемы.

ОЗУ доступно как для чтения, так и для записи информации, т.е. данных и программ. Именно в ОЗУ хранится выполняемая персональной ЭВМ в текущий момент загрузочная программа и необходимые для нее данные. ОЗУ работает под непосредственным управлением микропроцессора, все данные для которого непосредственно поступают только из ОЗУ. Оно обеспечивает хранение информации лишь в течение сеанса работы с ПК – после выключения ПК из сети данные, хранимые в ОЗУ, теряются безвозвратно.

Кэш—память - это сверхбыстродействующая оперативная память. Она используется для ускорения операций в памяти ПК. В кэш-память записывается из ОЗУ та часть информации, с которой работает процессор в данный момент. Кэш-память реализована на отдельных микросхемах.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в современной терминологии RОМ (Read Only Memory). Эта часть памяти доступна лишь для чтения данных и программ, «зашитых» в него при изготовлении ПЭВМ.

Внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) или накопитель предназначено для долговременного хранения информации и характеризуются большим объемом памяти и низким по сравнению с ОЗУ быстродействием.

Дисководами называются устройства, позволяющие записывать информацию на диски (гибкие магнитные, жесткие, лазерные) и/или считывать ее с них.

Программные средства ЭВМ

Программа – это набор инструкций на машинном языке, она может находиться как на жестком диске ЭВМ, так и на внешнем носителе.

Программное обеспечение ЭВМ делятся на 3 основных класса:

1 Системное Программное обеспечение - состоит из:

а) ОС - операционной системы или основной Программы управления компьютером, которая организует и автоматизирует процесс решения задач, запускает прикладные программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и прикладных программ. ОС обеспечивает удобный способ общения (интерфейс) пользователя с внешними устройствами, распределяет оперативную память между программами (MS DOS, OS/2, UNIX).

б) Утилит – программ вспомогательного назначения (программы – архиваторы: сжимают информацию, программы оптимизации дисков: собирают все файлы в начале диска без пробелов, прозрачные программы динамического сжатия диска, программы для автономной печати (спулеры), программы управления памятью, антивирусные). Утилиты дополняют возможности ОС, могут работать только в тех ОС, для которых были разработаны.

в) Средств тестирования и диагностики – составляют средства технического обслуживания ЭВМ и предназначены для проверки работоспособности, наладки и технической эксплуатации; они подразделяются на средства диагностики, тестовые программы, средства программно-логического контроля и программно-аппаратного контроля. Эти средства используются инженерно-техническим персоналом.

г) Программ-оболочек – эти программы обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером. Примером таких программ является - NORTON COMMANDER.