Урок 3. Типова архітектура персонального комп’ютера

Урок 2. Поняття про інформаційні системи та технології
Вересень 12, 2016
Урок 4. Класифікація та основні характеристики процесорів
Вересень 12, 2016

Урок 3 (web-версія конспекту без зображень)

Тема: Типова архітектура персонального комп’ютера

Мета :

  • навчальна: сформувати: поняття про типову архітектуру персонального ПК; пояснити: призначення структурних компонентів персонального комп'ютера; призначення та принцип дії мікропроцесорів; призначення пристроїв, що входять до складу мультимедійного обладнання; розглянути: класифікацію апаратних засобів; класифікацію та основні характеристики процесорів;
  • розвиваюча: розвивати логічне мислення; формувати вміння діяти за інструкцією, планувати свою діяльність, аналізувати i робити висновки;
  • виховна:  виховувати інформаційну культуру учнів, уважність, акуратність, дисциплінованість

Обладнання: комп’ютери кабінету з виходом в мережу Інтернет, мультимедійний проектор, презентація уроку.

Тип уроку: урок засвоєння нового матеріалу.

(конспект уроку та презентація розроблені на основі матеріалу підручника «Інформатика (Ривкінд, Лисенко, Чернікова, Шакотько) 9 клас») 

ХІД УРОКУ

І. Організація класу до уроку

  1. Привітання із класом
  2. Повідомлення теми і мети уроку

ІІ. Актуалізація опорних знань

Повторення

  1. Які ви знаєте інформаційні процеси? У чому полягає кожний із них?
  2. Що таке інформаційна система? Назвіть її складові.
  3. Яка роль комп’ютерів у сучасних інформаційних системах?
  4. Назвіть одиниці вимірювання довжини двійкового коду.
  5. Назвіть сучасні носії повідомлень.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Пояснення вчителя з елементами демонстрування презентації

(використовується   проектор, та матеріал підручника)

Теоретична довідка

Архітектура ПК

Під час розгляду комп'ютерних пристроїв прийнято розрізняти на архітектуру й структуру.

Архітектурою ПК називають його опис на деякому загальному і нині, що включає опис системи команд, системи адресації, органі­зації пам'яті і т. д. Архітектура визначає принципи дії, інформа­ційні зв'язки і взаємодію головних пристроїв ПК: процесора, внутрі­шньої, зовнішньої пам'яті та периферійних пристроїв. Уніфікація архітектури ПК забезпечує їх сумісність з точки зору користувача.

Структура персонального комп'ютера — це сукупність його функціональних елементів і зв'язків між ними.

Класична архітектура (фон Нейман) — пристрій керування, арифметично-логічний пристрій, пам'ять, пристрої вводу-виводу інформації, об'єднані за допомогою каналів зв'язку (див. схему).

Апаратне забезпечення

Сьогодні ви ознайомитеся з апаратними компонентами, з яких складається інформаційна система. Зрозуміло, що набір компонентів визначатиметься конкретною системою та завданнями, які вона покликана виконувати.

До апаратної складової (hardware) належать:

1) комп'ютер (системний блок):

  •        материнська плата;
  •        внутрішня     пам'­ять;
  •        зовнішня пам'ять;
  •        блок електричного живлення;
  •        звукові карти;

2) пристрої введення інформації;

3) пристрої   виведен­ня інформації;

4) комунікаційне об­ладнання.

Системний блок (корпус)

Системний блок стаціонарного ПК — прямокутний каркас, у яко­му розміщено всі основні вузли комп'ютера:  материнська плата, і адаптери,   блок   живлення,   накопичувач   на   гнучких   магнітних і лисках (НГМД), один (іноді більше) накопичувач — НDD, динамік, дисковод для компакт-дисків або інші накопичувані, органи керування. Серед органів керування, що, як правило, встановлюють на передній панелі, можуть бути: вимикач електроживлення; кнопка загального скидання RЕSЕТ; кнопка «спу», яка дає змогу зменшити енергоспоживання, коли комп'ютер не використовується; індикато­ри живлення та режимів роботи.

Із тильного боку системного блока розташовані штепсельні роз­тині з'єднання — порти для підключення шнурів живлення і кабелів зв'язку із зовнішніми (встановленими поза системним блоком) при­строями. У середині системного блока розміщено плати сполучення пристроїв із центральним процесором (ЦП) та іншими пристроями на материнській платі (адаптери або контролери і плати розширення).

Блок живлення

Цей блок перетворює змінний струм стандартної мережі електро­живлення (220 В, 50 Гц) на постійний струм низької напруги. Він має кілька виходів на різні напруги (12 і 5 В), які забезпечують живлен­ням відповідні пристрої комп'ютера. Електронні схеми блока живлен­ня підтримують ці напруги стабільними незалежно від коливань мережної напруги в досить широких межах (від 180 до 250 В). Звичайна потужність блоків живлення ПК становить 230-500 Вт, для мережного сервера вона може бути значно більшою. Більшість блоків живлен­ня має вентилятор для відведення із системного блока надмірного теп­ла, що виділяється під час роботи електронних пристроїв.

Системна (материнська) плата

Так називають велику друковану плату одного зі стандартних форматів, яка несе на собі головні компоненти комп'ютерної систе­ми: ЦП; оперативну пам'ять; кеш-пам'ять; комплект мікросхем логіки, що підтримують роботу плати, — чипсет (chipset); центральну магістраль, або шину; контролер шини й кілька рознімних з'єднань-гнізд (слотів, від англ. slot — щілина), які служать для підключення до материнської плати інших плат (контролерів, плат розширення та ін.). Частина слотів у початковій комплектації ПК за­лишається вільною. У рознімні з'єднання іншої конфігурації встановлюють модулі оперативної нам'яті. Кількість і тип рознімних з'єднань є однією з важливих характеристик системної плати, оскільки під час доукомплектовування або модернізації комп'ютера цільних слотів може не вистачити.

Крім того, на материнській платі є мініатюрні перемички (jum-реrs) або перемикачі (switches), за допомогою яких відбувається налаштування плати. На системній платі розташовані також з'єдну­вачі, до яких за допомогою спеціальних кабелів (шлейфів) підключа­ють додаткові пристрої.

Ще один важливий елемент, який встановлюють на системній платі, — мікросхема ВІОS (Ваsіс Іnput-Output System, базова система введення - виведення). Вона є енергонезалежним постійним запам'ятову­вальним пристроєм (ПЗП), в який записано програми, що реалізують функції введення-виведення, а також програму тестування комп'ютера в момент вмикання живлення (РОSТ, Роwеr On Self Теst), програму налаштування параметрів  ВІОS  та інші спеціальні програми.

У роботі ВІОS використовують відомості про апаратну конфігу­рацію комп'ютера, які зберігає ще одна мікросхема — СМОS RАМ. Це енергозалежна пам'ять, що постійно підживлюється від батарей­ки, яка також знаходиться на системній платі. Вона живить і схему кварцового годинника — годинника реального часу, що безперервно відлічує час і поточну дату.

Мікропроцесор

Мікропроцесор (МП) — це, по суті, мініатюрна обчислювальна машина. Основними параметрами МП є набір команд, розрядність,, тактова частота.

Набір або система команд постійно вдосконалюється, з'являють­ся нові команди, що замінюють серії найпримітивніших команд, — мікропрограми. На виконання нової команди потрібна менша кількість тактів, ніж на мікропрограму. Сучасні МП можуть викону­вати до кількох тисяч команд (інструкцій).

Характеристика МП:

  • розрядність (біт);
  • тактова частота (Гц);
  • кількість ядер;
  • розмір кешу (Мб).

Розрядність показує, скільки двійкових розрядів (бітів) інфор­мації обробляється (або передається) за один такт, а також скільки двійкових розрядів може бути використано у МП для адресації оперативної пам'яті, передачі даних та ін.

Тактова частота вказує, скільки елементарних операцій (тактів) МП виконує за секунду, вимірюється в мегагерцах (1 МГц = 1000000 Гц). Вона є лише відносним показником продуктивності МП. Через архітектурні відмінності МП у деяких з них за один такт вико­нується робота, на яку інші витрачають кілька тактів.

Важливими характеристиками сучасних МП, що впливають на їхню продуктивність, с об'єм і швидкість функціонування вмонтова­ної кеш-пам'яті. Річ у тім, що сучасні МП «обганяють» за тактовою чистотою інші елементи комп'ютера. Найпринциповішим є те, що тактова частота МП у кілька разів вища, ніж частота синхронізації системної шини, по якій відбувається обмін інформацією з відносно повільним оперативним запам'ятовувальним пристроєм (ОЗП). Без внутрішньої кеш-пам'яті (що має особливо високу швидкодію) МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової інструкції з ОЗП або закінчення операції запису в пам'ять.

Джерело безперебійного живлення — пристрій, призначений для захисту комп'ютера від стрибків напруги або відключення електро­енергії. Для надійної роботи комп'ютера йому необхідно постійне енергоживлення.

IV.  Формування практичних умінь і навичок

Завдання 1.   Працюємо з підручником

  1. 1*. Знайдіть потрібну інформацію і складіть порівняльну таблицю значень властивостей останніх моделей процесорів Intel та AMD для персональних комп’ютерів.
  2. 5•. Упорядкуйте відомі вам носії даних за спаданням їх ємності.
  3. 7*. Підготуйте схему класифікації видів пам’яті за тривалістю зберігання даних.

Увага! Під час роботи з комп’ютером дотримуйтеся правил безпеки та санітарно-гігієнічних норм.  (Інструктаж з правил техніки безпеки)

Завдання № 1, 5, 7 на с.47  підручника

Додаткові матеріали для уроку розміщені в папці D:/9 клас/Тема 1

V. Підсумок уроку

Обговорюємо

  1. Назвіть пристрої, що входять до складу персонального комп’ютера. Поясніть їх призначення.
  2. Що таке архітектура комп’ютера?
  3. Опишіть роботу комп’ютера, використовуючи схему на рисунку 2.2.
  4. Назвіть принципи функціонування сучасних комп’ютерів.

Рефлексія

  • Що нового сьогодні дізналися?
  • Чого навчилися?
  • Що сподобалось на уроці, а що ні?
  • Чи виникали труднощі?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати параграф підручника п.2.1

Завантажити конспект