Под эвм понимают описание устройства и принципов работы компьютера
Цель урока: знакомство с архитектурой ЭВМ, видами компьютерной памяти.
Задачи урока:
Образовательная – познакомить учащихся с архитектурой ЭВМ, видами компьютерной памяти.
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.
Наглядность и оборудование:
1. Компьютер с проектором;
2. Конспект урока;
3. Презентация «Начальные сведения об архитектуре компьютера. Принципы организации внутренней и внешней памяти компьютера»;
4. Программа – тренажер «Устройство компьютера».
5. Карточки с кроссвордом.
Структура урока:
1. Организационный момент.
2. Объяснение нового материала.
3. Закрепление материала, выполнение работы на тренажере «Устройство компьютера» и работа с кроссвордом.
4. Подведение итогов.
5. Домашнее задание.
Изучаемые вопросы:
§ Компьютер как модель человека, работающего с информацией.
§ Схема информационного обмена в компьютере.
§ Отличие программы и данных.
§ Отличие внутренней и внешней памяти компьютера.
§ Принцип двоичной кодировки информации.
§ Структура внутренней памяти компьютера, её свойства.
Ход урока:
1. Организационный момент.Приветствие, проверка присутствующих, объявление темы и цели урока. Учащиеся записывают тему урока в тетрадях (слайд 1).
2. Объяснение нового материала. Сегодня вы узнаете, в какие устройства входят в состав компьютера, что такое данные и программа и как устроена память компьютера.
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, то есть работы с информацией.
Рассмотрите слайд презентации «Аналогия между компьютером и человеком» ЦОР Аналогия между компьютером и человеком(N 119276).
Прототипом компьютера является сам человек. Только изобретатели стремились передать компьютеру не физические, а интеллектуальные возможности человека
Запишите в тетради правило со стр. 33.
По своему назначению компьютер – универсальное техническое средство для работы человека с информацией.
Запишите какие четыре составляющие делится информационной деятельность человека:
• прием (ввод) информации;
• запоминание информации (память);
• процесс мышления (обработка информации);
• передача (вывод) информации.
Компьютер включает в себя устройства, выполняющие аналогичные функции человека:
• устройства запоминания — память;
• устройство обработки — процессор;
Рассмотрите рис. 2.1 на стр. 36 «Информационный обмен между устройствами компьютера».
Ребята, скажите, как происходят процессы ввода и вывода информации компьютером? Какие устройства отвечают за обмен информации?
В ходе работы компьютера информация через устройства ввода попадает в память; процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает в нее результаты обработки; полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку. Чаще всего в качестве устройства ввода используется клавиатура, а устройства вывода — экран дисплея или принтер (устройство печати).
В информатике существует понятие «архитектура ЭВМ».
На слайде рассмотрите схему. ЦОР Логическая схема понятий по теме: "Первое знакомство с компьютером" (N 119270). Все, что изображено здесь входит в понятие архитектуры компьютера: устройства, программное обеспечение, прикладное обеспечение и системы программирования. Давайте вместе назовем основные элементы ЭВМ.
Теперь ответьте, что такое архитектура компьютера
Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста.
Важнейшее отличие компьютера от человека состоит в том, что работа компьютера строго подчинена заложенной в него программе, человек же сам управляет своими действиями.
Программный принцип работы компьютера
По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.
Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.
Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.
Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:
- устройства ввода информации
- устройства обработки информации
- устройства хранения
- устройства вывода информации.
Схема устройства компьютера впервые была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.
Основу компьютеров образует аппаратура, построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств.
Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций
Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.
Команда — это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер.
Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера.
Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).
Центральный процессор — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.
Функции процессора:
- обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
- программное управление работой устройств компьютера.
Функции памяти:
- приём информации из других устройств;
- запоминание информации;
- выдача информации по запросу в другие устройства машины.
Принципы фон-Неймана:
1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.
2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.
3. 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.
Таким образом, компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.
Принцип работы компьютера:
· С помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа.
· Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы и организует ее выполнение. Команда может задавать:
- выполнение логических или арифметических операций;
- чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций;
- запись результатов в память;
- ввод данных из внешнего устройства в память;
- вывод данных из памяти на внешнее устройство.
Устройство управления начинает выполнение команды из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему необходимо продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в иной ячейки памяти.
Результаты выполнения программы выводятся на внешнее устройство компьютера.
Компьютер переходит в режим ожидания сигнала от внешнего устройства.
Системное ПО.
Главной частью системного программного обеспечения является операционная система.
Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.
К системному ПО кроме ОС следует отнести и множество программ обслуживающего, сервисного характера. Например, это программы обслуживания дисков (копирование, форматирование), сжатия файлов на дисках (архиваторы) борьбы с компьютерными вирусами и многое другое.
Прикладное программное обеспечение
Для выполнения на компьютере конкретных работ (создания текстов и рисунков, обработки числовых данных и т. д.) требуется прикладное программное обеспечение.
Прикладное программное обеспечение можно разделить на две группы программ: системы программирования и приложения.
Системы программирования являются для программистов-профессионалов инструментами разработки программ на различных языках программирования (Basic, Pascal, С и др.). В настоящее время появились системы визуального программирования (Visual Basic, Borland Delphi и др.), которые позволяют даже начинающему пользователю компьютера создавать несложные программы.
Приложения предоставляют пользователю возможность обрабатывать текстовую, графическую, числовую, аудио- и видеоинформацию, а также работать в компьютерных сетях, не владея программированием.
Практически каждый пользователь компьютера нуждается в приложениях общего назначения, к числу которых относятся: текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, а также приложения для создания мультимедиа-презентаций.
В связи со стремительным развитием глобальных и локальных компьютерных сетей все большее значение приобретают различные коммуникационные программы.
Из-за широкого распространения компьютерных вирусов можно отнести к отдельной группе антивирусные программы.
Для профессиональных целей квалифицированными пользователями компьютера используются приложения специального назначения. К ним относятся системы компьютерной графики, системы автоматизированного проектирования (САПР), бухгалтерские программы, компьютерные словари и системы автоматического перевода и др.
Все большее число пользователей применяет обучающие программы для самообразования или в учебном процессе. Прежде всего, это программы обучения иностранным языкам, программы-репетиторы и тесты по различным предметам
Большую пользу приносят различные мультимедиа-приложения (энциклопедии, справочники и т. д.) на лазерных дисках, содержащие огромный объем информации и средства быстрого ее поиска.
Цель урока: знакомство с архитектурой ЭВМ, видами компьютерной памяти.
Задачи урока:
Образовательная – познакомить учащихся с архитектурой ЭВМ, видами компьютерной памяти.
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.
Наглядность и оборудование:
1. Компьютер с проектором;
2. Конспект урока;
3. Презентация «Начальные сведения об архитектуре компьютера. Принципы организации внутренней и внешней памяти компьютера»;
4. Программа – тренажер «Устройство компьютера».
5. Карточки с кроссвордом.
Структура урока:
1. Организационный момент.
2. Объяснение нового материала.
3. Закрепление материала, выполнение работы на тренажере «Устройство компьютера» и работа с кроссвордом.
4. Подведение итогов.
5. Домашнее задание.
Изучаемые вопросы:
§ Компьютер как модель человека, работающего с информацией.
§ Схема информационного обмена в компьютере.
§ Отличие программы и данных.
§ Отличие внутренней и внешней памяти компьютера.
§ Принцип двоичной кодировки информации.
§ Структура внутренней памяти компьютера, её свойства.
Ход урока:
1. Организационный момент.Приветствие, проверка присутствующих, объявление темы и цели урока. Учащиеся записывают тему урока в тетрадях (слайд 1).
2. Объяснение нового материала. Сегодня вы узнаете, в какие устройства входят в состав компьютера, что такое данные и программа и как устроена память компьютера.
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, то есть работы с информацией.
Рассмотрите слайд презентации «Аналогия между компьютером и человеком» ЦОР Аналогия между компьютером и человеком(N 119276).
Прототипом компьютера является сам человек. Только изобретатели стремились передать компьютеру не физические, а интеллектуальные возможности человека
Запишите в тетради правило со стр. 33.
По своему назначению компьютер – универсальное техническое средство для работы человека с информацией.
Запишите какие четыре составляющие делится информационной деятельность человека:
• прием (ввод) информации;
• запоминание информации (память);
• процесс мышления (обработка информации);
• передача (вывод) информации.
Компьютер включает в себя устройства, выполняющие аналогичные функции человека:
• устройства запоминания — память;
• устройство обработки — процессор;
Рассмотрите рис. 2.1 на стр. 36 «Информационный обмен между устройствами компьютера».
Ребята, скажите, как происходят процессы ввода и вывода информации компьютером? Какие устройства отвечают за обмен информации?
В ходе работы компьютера информация через устройства ввода попадает в память; процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает в нее результаты обработки; полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку. Чаще всего в качестве устройства ввода используется клавиатура, а устройства вывода — экран дисплея или принтер (устройство печати).
В информатике существует понятие «архитектура ЭВМ».
На слайде рассмотрите схему. ЦОР Логическая схема понятий по теме: "Первое знакомство с компьютером" (N 119270). Все, что изображено здесь входит в понятие архитектуры компьютера: устройства, программное обеспечение, прикладное обеспечение и системы программирования. Давайте вместе назовем основные элементы ЭВМ.
Теперь ответьте, что такое архитектура компьютера
Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста.
Важнейшее отличие компьютера от человека состоит в том, что работа компьютера строго подчинена заложенной в него программе, человек же сам управляет своими действиями.
Знакомство с архитектурой ЭВМ: открытая и закрытая архитектура. Принципы Джона Фон Неймана, магистрально-модульный принцип построения компьютера.
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;
Видеоролик из мультфильма «Почемучки. Архитектура компьютера.
Карточки с ребусами.
Презентация ««Что такое архитектура компьютера. Начальные сведения об архитектуре компьютера.
Структура урока:
Актуализация усвоения изученного ранее материала
Объяснение нового материала.
Закрепление материала, выполнение работы на тренажере «Устройство компьютера».
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)
речь, двигательная система
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?
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.
Читайте также: