Презентация "Внутренняя структура вычислительной машины"
Подписи к слайдам:
Тема урока: Внутренняя структура вычислительной машины
Архитектура компьютера – это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств, из которых строится ЭВМ.
- Архитектура компьютера – это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств, из которых строится ЭВМ.
- Любая ЭВМ с фон-неймановской архитектурой содержит следующие основные устройства и элементы:
- процессор или микропроцессор;
- оперативная память;
- постоянная память (HDD, SSD);
- устройства ввода/вывода;
- системные интерфейсы;
- внешняя память (flash-память, оптические диски, дискеты, магнитная лента);
- пульт управления.
- В современных ЭВМ АЛУ и УУ объединены в общее устройство и называются центральным процессором.
- - Процессор или микропроцессор является основным устройством ЭВМ он предназначен для выполнения вычислений по хранящейся в Запоминающем устройстве программы и обеспечения общего управления ЭВМ. - Обрабатываемые данные и выполняемые программы должны находиться в памяти ЭВМ, куда вводятся через устройство ввода. - Внутренняя или основная память – это память напрямую связанная с процессором и предназначенная для хранения выполняемых программ и данных непосредственно участвующих вычислению. Обращение к внутренней памяти ЭВМ осуществляется с высоким быстродействием, но она имеет ограниченный объём определяемой системы адресации машин. В свою очередь делится на оперативную (ОЗУ) и постоянную (ПЗУ) память.
- - Внешняя память предназначена для размещения больших объёмов информации (диски и ленты), которые к тому же являются переносимыми.
- Ёмкость этой памяти практически не имеет ограничений, но для обращения к ней требуется больше времени, чем ко внутренней. - Устройство ввода/вывода служит для ввода информации ЭВМ и вывода из неё, а так же для обеспечения общения пользователя с машиной.
- - Системный интерфейс – это конструктивная часть ЭВМ предназначенная для взаимодействия её устройств и обмена информации между ними. - Пульт управления служит для управления оператором ЭВМ или системным программистом системных операций в ходе управления вычислительного процесса, кроме того при техническом обслуживании ЭВМ за пультом управления работает инженерно-технический персонал.
- Пульт управления конструктивно часто выполняется вместе с центральным процессором.
- Рассмотрим две основные архитектуры построения ПК:
- 1. Открытая архитектура (IBM PC)
- Разрабатывая персональный компьютер, сотрудники IBM создали, так называемую, "открытую архитектуру", которая оказалась настолько эффективной и удобной, что лежит в основе современных ПК и по сей день. Основополагающие принципы открытой архитектуры следующие:
- конструкция ПК предусматривает возможность расширения системы;
- использование технических решений и технологий не требует лицензионных затрат;
- в процессе эксплуатации возможно изменение базового состава ПК самим пользователем.
- Блочно-модульная компоновка IBM PC
- Открытая архитектура IBM-компьютеров реализована с помощью блочно-модульной компоновки. В чем ее суть?
- Компьютер собирается из отдельных унифицированных блоков. Существует некий базовый состав блоков, необходимый для работы ПК, а открытая система позволяет пользователю самостоятельно дополнять и изменять блочный состав компьютера, при этом, конечно же, функциональная завершенность системы не должна быть нарушена.
- Для взаимодействия блоков между собой и с центральным процессором организуется приемно-передающий канал - системная шина.
- Для состыковки блоков между собой имеются специальные системные разъемы, к контактам которых подводятся сигналы системной шины. Такой комплект разъемов размещается на системной (материнской) плате. Остальные элементы, подключаемые к системным разъемам материнской платы, имеют ответные части для их установки в разъемы.
- Основы открытой архитектуры
- В качестве центрального процессора используются микропроцессоры серии x86 фирмы Intel, их аналоги, а также программно-совместимые с ними процессоры других фирм.
- Система имеет BIOS - программное средство поддержки определенного набора компонентов.
- Регламентирована процедура начального запуска системы.
- Память организована в виде нескольких блоков, имеющих различные свойства.
- Задействован механизм конфигурирования.
- ПК имеет системный реестр и КМОП-память для хранения сведений о конфигурации системы.
- Реализована система прерываний и прямого доступа к памяти.
- Всем устройствам компьютера выделены "свои" адреса.
- Для ввода информации и вывода ее на экран монитора задействована специальная система кодировок.
- 2. Архитектура с фиксированным набором устройств (закрытая архитектура)
- Закрытая архитектура - это архитектура, спецификации которой не опубликованы, либо в них не предусмотрено подключение устройств и дополнительных плат.
- Архитектура закрывается в тех случаях, когда ее разработчики хотят, чтобы покупатели использовали только их аппаратное и программное обеспечение.
- Признаки закрытой архитектуры:
- 1) компьютер изготовлен единым неразъемным устройством из незаменяемых частей;
- 2) заранее предустановлено программное обеспечение без воз-можности его смены на ПО стороннего производителя;
- 3) закрытая архитектура не дает возможность другим производителям выпускать для компьютеров дополнительные внешние устройства.
- Игровые консоли (Xbox, Sony PlayStation, Nintendo Game Cube и т.д.), а также компьютеры Apple Macintosh (до 2005 г.) являются ярким примером закрытой архитектуры.
- Чем же хороша или плоха закрытая архитектура компьютеров фирмы Apple, каковы ее особенности?
- Как правило, конструкция системы одноплатная.
- Компьютеры выпускаются в довольно ограниченном количестве конфигураций, которые пользователь изменить не может. По сути дела, модернизация компьютеров невозможна. Этот факт "развязывает" руки разработчикам, которые не находятся в жестких рамках многочисленных нормативов.
- Поскольку аппаратная конфигурация компьютера неизменна - нет надобности в ее инициализации при загрузке, следовательно, нет никаких проблем установки любого совместимого программного обеспечения.
- Отличительной особенностью компьютеров фирмы Apple является тот факт, что все компоненты фирма производит сама - отсюда гарантия высочайшего качества продукции.
- Изначально на Маках установлено все необходимое ПО, пользователям незнакома процедура установки и обновления драйверов.
- Изначально производительность Маков была несколько выше PC-шных аналогов, но затем ситуация выровнялась.
- 1. Что такое системная шина?
- 2. Что такое BIOS? В состав какого вида ПО он входит?
- 3. Для чего предназначена КМОП-память (CMOS)?
- 4. Для чего предназначен системный реестр?
Информатика - еще материалы к урокам:
- Контрольная работа "Алгоритмизация и программирование"
- Рабочая программа "В мире информационных технологий" 6 класс
- Технологическая карта урока "Работа на компьютере. Афиша" 3 класс
- Презентация "Создание мини - сайта детского творческого объединения"
- Презентация "Информация. Виды. Свойства. Информационные процессы"
- Тест "Единицы измерения информации. Устройства хранения информации" 10 класс