Презентация по информатике "Общие принципы организации и работы компьютеров" (11 класс)

Figure: Архитектура ЭВМ. УСТРОЙСТВО  УСТРОЙСТВО  ЭВМЭВМ COMPUTER  (АНГЛ.) ­  ВЫЧИСЛИТЕЛЬ * Основу компьютера  * Основу компьютера  образует аппаратура –  образует аппаратура –  HardWare –  HardWare железо»»  – ««железо * Принцип действия  * Принцип действия  компьютеров состоит в  компьютеров состоит в  выполнении программ  выполнении программ Структурная схема ПК Структурная схема ПК Устройства  ОЗУ ввода Центральный  процессор Внешняя  память Устройства  вывода ПЗУ Главные устройства Главные устройства Память Память (ПЗУ, ОЗУ­   (ПЗУ, ОЗУ­  внутренняя, внешняя) внутренняя, внешняя) Процессор Процессор (АЛУ, УУ)  (АЛУ, УУ) Периферийные Периферийные  устройства устройства   (ввода / вывода) (ввода / вывода) Общие принципы устройства ПК  Общие принципы устройства ПК  (Джон фон Нейман) (Джон фон Нейман)  Двоичное кодирование информации Двоичное кодирование информации  Принцип программного управления Принцип программного управления  Принцип однородности памяти –  Принцип однородности памяти –  программы и данные хранятся в одной  программы и данные хранятся в одной  памяти памяти  Принцип адресности произвольный  Принцип адресности произвольный  доступ к ячейкам оперативной памяти доступ к ячейкам оперативной памяти АРХИТЕКТУРА АРХИТЕКТУРА ВНУТРЕННЯЯ ВНЕШНЯЯ Архитектура современного ПК основана на  магистрально­ модульном принципе,  который позволяет пользователю самому  комплектовать нужную ему конфигурацию  компьютера и производить при  необходимости его модернизацию. МАГИСТРАЛЬ МАГИСТРАЛЬ  МАГИСТРАЛЬ (системная  МАГИСТРАЛЬ (системная  шина) включает в себя три  шина) включает в себя три  многоразрядные шины:  многоразрядные шины:  шину данных шину данных шину адреса шину адреса шину управления шину управления  К магистрали  К магистрали  подключаются процессор  подключаются процессор  и оперативная память, а  и оперативная память, а  также периферийные  также периферийные  устройства ввода, вывода,  устройства ввода, вывода,  хранения информации. хранения информации. Магистрально­модульное  Магистрально­модульное  устройство компьютера устройство компьютера ПРОЦЕССОР АЛУ, УУ Материнская  плата ОЗУ (RAM), ПЗУ (ROM), ПАМЯТЬ КЭШ ШИНА ДАННЫХ (8, 16, 32, 64) ШИНА АДРЕСА (16, 20, 24, 32, 36) ШИНА УПРАВЛЕНИЯ МАГИСТРАЛЬ УСТРОЙСТВА ВВОДА ДОЛГОВРЕМЕННАЯ  ПАМЯТЬ УСТРОЙСТВА ВЫВОДА СЕТЕВЫЕ  УСТРОЙСТВА ШИНА ДАННЫХ ШИНА ДАННЫХ  По этой шине передается обрабатываемая  По этой шине передается обрабатываемая  информация, данные передаются между  информация, данные передаются между  различными устройствами в любом  различными устройствами в любом  направлении (двунаправленная шина). направлении (двунаправленная шина).  Разрядность шины – количество двоичных  Разрядность шины – количество двоичных  разрядов, которые могут передаваться  разрядов, которые могут передаваться  процессором  одновременно. Разрядность  процессором  одновременно. Разрядность  постоянно увеличивается по мере  постоянно увеличивается по мере  развития компьютерной техники (8, 16, 32,  развития компьютерной техники ( 64) ШИНА АДРЕСА ШИНА АДРЕСА  По этой шине передаются адреса памяти или  По этой шине передаются адреса памяти или  внешних устройств, к которым обращается процессор внешних устройств, к которым обращается процессор  Выбор устройства или ячейки памяти, куда или откуда  Выбор устройства или ячейки памяти, куда или откуда  пересылаются данные по шине данных, производит  пересылаются данные по шине данных, производит  процессор. Каждое устройство или ячейка памяти имеет  процессор. Каждое устройство или ячейка памяти имеет  свой адрес. Адрес передаётся по адресной шине, причём  свой адрес. Адрес передаётся по адресной шине, причём  сигналы по ней передаются в одном направлении – от  сигналы по ней передаются в одном направлении – от  процессора к оперативной памяти и устройствам  процессора к оперативной памяти и устройствам  однонаправленная шина).). ((однонаправленная шина Разрядность ­ 16, 20, 24, 32, 36. Разрядность шины  Разрядность шины  определяет объём адресуемой памяти (адресное  определяет объём адресуемой памяти (адресное  пространство) по формуле:  пространство) по формуле:             N=2N=2II ,  , I –              I – разрядность шины адреса. разрядность шины адреса.  Разрядность ­ ШИНА  УПРАВЛЕНИЯ ШИНА  УПРАВЛЕНИЯ  По шине управления передаются  По шине управления передаются  управляющие сигналы, определяющие  управляющие сигналы, определяющие  характер обмена информацией по  характер обмена информацией по  магистрали. магистрали.  Сигналы управления показывают,  Сигналы управления показывают,  какую операцию – считывание или  какую операцию – считывание или  запись информации из памяти – нужно  запись информации из памяти – нужно  производить, синхронизируют обмен  производить, синхронизируют обмен  информацией между устройствами. информацией между устройствами. Подключение к Подключение к магистрали магистрали Подключение устройств  Подключение устройств компьютера к магистрали на компьютера к магистрали на физическом уровне физическом уровне осуществляется с помощью осуществляется с помощью контроллеров, а на программном , а на программном контроллеров обеспечивается дранйверами дранйверами. . обеспечивается Контроллер  Контроллер Контроллер принимает сигнал от принимает сигнал от процессора и дешифрует его, чтобы процессора и дешифрует его, чтобы соответствующее устройство смогло соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и отреагировать принять этот сигнал и отреагировать на него. на него. За реакцию устройства процессор не процессор не отвечает, отвечает лишь , отвечает лишь отвечает соответствующий контроллер. Поэтому соответствующий контроллер. Поэтому внешние (периферийные) устройства внешние (периферийные) устройства ПК заменяемы, и набор таких модулей ПК заменяемы, и набор таких модулей произволен. произволен.  За реакцию устройства Д р а йв е р   Д р а йв е р Драйвер – это программа, – это программа,  Драйвер обеспечивающая взаимодействие обеспечивающая взаимодействие операционной системы с операционной системы с соответствующим устройством соответствующим устройством вычислительной системы (драйвер вычислительной системы (драйвер клавиатуры, драйвер принтера и т.п.). клавиатуры, драйвер принтера и т.п.). Драйвер обрабатывает прерывания  Драйвер обрабатывает прерывания обслуживаемого устройства, обслуживаемого устройства, поддерживает очередь запросов к поддерживает очередь запросов к нему и преобразует запросы в нему и преобразует запросы в команды управления устройством.. команды управления устройством ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОМПЬЮТЕРА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОМПЬЮТЕРА Процессор –  центральное устройство компьютера Назначение: 1. управлять работой ЭВМ по заданной программе 2. выполнять операции обработки информации Характеристики:   Характеристики:  Тактовая частота Тактовая частота    Разрядность Разрядность    Адресное пространство Адресное пространство  Быстродействие  Быстродействие ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ШИНЫ ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ШИНЫ  Это скорость передачи данных,  Это скорость передачи данных,  измеряется в бит/с, равна  измеряется в бит/с, равна  произведению разрядности шины (бит)  произведению разрядности шины (бит)  и частоты шины (Гц – один такт в  и частоты шины (Гц – один такт в  секунду) секунду) пропускная способность шины =  пропускная способность шины =  = разрядность шины * частота шины = разрядность шины * частота шины Какова пропускная способность  системной шины, если ее  разрядность составляет 64 бита,  а частота – 1066 МГц? 64 * 1066 :1024 : 8 = 8 Гбайт/сек  64 * 1066 :1024 : 8 = 8 Гбайт/сек Мониторы Клавиатура Принтеры Манипуляторы Модем Сканер WEB ­ камера Сенсорные устройства  План: Периферийные устройства ЭВМ Периферийные устройства ЭВМ   Назначение Типы (виды) Принцип работы Характеристики