Тема «Современные тенденции развития архитектуры ПК» (урок 8 класс, информатика)

План­конспект урока информатики в 8 классе Тема «Современные тенденции развития архитектуры ПК» Цель урока: сформировать знания о развитии персонального компьютера, чтобы более подробнее  изучить и рассмотреть перспективы развития персональных компьютеров.  Задачи урока:  Образовательная: рассмотреть из каких компонентов состоит компьютер и, как они  взаимодействуют.   Развивающая: развивать логическое мышление, ответственность, добросовестность,  порядочность.  Воспитательная: воспитывать информационную культуру, самостоятельность, воспитанность и  чувство любви к предмету. Тип урока: комбинированный Методы и приёмы: объяснительно­иллюстративный, беседа, фронтальный опрос, лекция,  взаимопроверка. Методическое оборудование: интерактивная доска, презентация, практическая работа,  тестирование, видео. План: 1.Орг. момент 2.Проверка ЗУНов 3.Изучение нового материала 4.Закрепление 5.Итог урока I. Организационный момент Ход урока Доброе утро, ребята. Все встаём, подравнялись, порядок на парте. Здравствуйте, садитесь. Давайте  улыбнёмся себе и своему другу или соседу по парте. Пожелаем друг­другу доброго дня.  Вы уже знаете, при помощи каких устройств информация обрабатывается. Сегодня рассмотрим подробнее из каких компонентов состоит компьютер и, как они взаимодействуют.  II. Проверка ЗУНов Сравните как человек хранит и обрабатывает информацию, с тем, как эти же функции  выполняет компьютер. Хранение информации. Обработка информации. Прием информации. Передача информации. III. Изучение нового материала Каждое из устройств компьютера может изготавливаться, тестироваться и эксплуатироваться независимо  от других. Конфигурация ­ состав компонентов компьютера. Конфигурация  компьютера Аппаратное обеспечение Схема конфигурации компьютера Программное обеспечение Программное и аппаратное обеспечение действуют совместно.  Назовите основные устройства компьютера. (Системный блок, монитор, мышь, клавиатура)  Какие устройства, входящие в состав аппаратных средств (находятся в системном блоке), вы  знаете? (видео карта, материнская плата, процессор, кулер, жесткий диск, блок питания, сетевая карта и  т.д.) Устройства, устанавливаемые в системный блок подразделяются на основные и дополнительные.  Основные устройства обязательно должны присутствовать в системном блоке для обеспечения  нормальной работы, а дополнительные могут устанавливаться по желанию пользователя.  Какая программа управляет работой любого устройства? (операционная система) Процессор ­ центральный блок компьютера, где производится обработка информации. Он  управляет работой всех устройств и производит все логические и арифметические операции. В состав процессора входит устройство управления, которое управляет всеми устройствами и отслеживает  последовательность выполнения команд.  Принципы связи между аппаратными компонентами определяются архитектурой компьютера.  Архитектура компьютера – это описание структуры и принципов работы компьютера. Большинство ПК базируются на архитектуре фон Неймана и используют модульный принцип  построения (Открытая архитектура). (Джон фон Нейман родился в Будапеште 28 декабря 1903 года. Он был родом из венгерского  высшего класса, из которого вышли многие гиганты математики и физики. Янош, так называли в детстве  Джона фон Неймана, был старшим из трех сыновей. Еще маленьким ребенком Янош любил математику и постоянно стремился приспосабливать ее логику к  миру в целом. Тем не менее, его необъятный интеллект не был ограничен математикой. С шестилетнего  возраста он шутил со своим отцом на классическом греческом. Когда ему было 10 лет, для мальчика был  нанят личный репетитор, позже учитель предложил его отцу развивать особые дарования Яноша.  Хотя он был зачислен в университет в Будапеште в 1921 году, фон Нейман получил большую часть  образования в других институтах. Значительную часть времени, особенно с 1921 по 1923 год, он провел в  Берлинском университете. Там он мог заниматься с математиком Эрхардом Шмидтом и слушать лекции  Альберта Эйнштейна Проходя обучение в университете в Геттингене в 1926 и 1927 годах, фон Нейман  общался с одними из самых великолепных умов математики.  О фон Неймане часто рассказывают анекдоты в связи с его редкой способностью к мгновенному вызову  информации из памяти. Он мог прочесть книгу, а потом несколько лет спустя цитировать ее дословно.  Герман Голдстайн, который близко работал с ним в Принстоне в 40­е годы, однажды попытался проверить  его память, попросив его вспомнить, как начинается “Рассказ двух городов” Диккенса. Без паузы фон  Нейман стал декламировать первую главу, продолжая в течение 10 минут до тех пор, пока его не  попросили остановиться. В другой раз Голдстайн наблюдал, как фон Нейман читал лекцию, которую он не проводил 20 лет — и к  удивлению Голдстайна, фон Нейман использовал те же буквы и символы, которые он применял в  первоначальной лекции. Но более поразительной была скорость, с которой он мог выполнять сложные  вычисления в уме. Однажды один из. знаменитых математиков провел всю ночь, пытаясь решить задачу  при помощи настольного калькулятора. На следующее утро фон Нейман выполнил эти же вычисления в  уме за 6 минут. Не удивительно, что Юджин Вигнер, физик­теоретик и близкий друг фон Неймана,  сравнивал его мозг со своего рода совершенным инструментом, способным измерять с точностью до  тысячной дюйма. В течение лета 1944 года фон Нейман был полон страстного желания найти пути ускорения вычислений.  Как это ни странно, его первая “встреча” с компьютерами произошла на железнодорожной платформе.  Когда Голдстайн объяснил, что компьютер может выполнять 333 умножения в минуту, фон Нейман  взволнованно попросил более детального объяснения То, что он видел, поражало своим великолепием: два аккумулятора, вычислявших со скоростью, которая  была гораздо быстрее той, с которой фон Нейман мог вычислять в уме. Но чувствуя огромный потенциал  внутри ENIAC, он уже представлял себе более совершенные компьютеры, которые по своей значимости  превзойдут даже эти вычислительные способности. По словам Маучли, фон Нейман был так похож на  ребенка, получившего новую игрушку.) В 1946 году учёные Артур Бёркс, Герман Голдстайн и Джон фон Нейман сформулировали  принципы, которые определили развитие всей компьютерной техники. o Принцип двоичного кодирования  Согласно этому принципу, вся информация, как данные, так и команды, кодируются двоичными  цифрами 0 и 1.  o Принцип программного управления  Программа представляет собой набор некоторых команд, которые процессор выполняет  последовательно. o Принцип однородности памяти  Вся информация независимо от своего содержания (программы, данные) храниться в одной и той  же памяти. Различается информация не по способу кодирования, а по способу использования. o Принцип адресности  Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, причем процессору в  произвольный момент доступна любая ячейка. Двоичные коды команд и данных разделяются на единицы  информации, называемые словами, и хранятся в ячейках памяти, а для доступа к ним используются  номера соответствующих ячеек — адреса. o Принцип последовательного программного управления Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения  другой. o Принцип условного перехода Команды из программы не всегда выполняются одна за другой. Возможно присутствие в программе команд условного перехода, которые меняют последовательное выполнение команд в зависимости от  значений данных  Архитектура персонального компьютера – компоновка его устройств, таких как  процессор, запоминающие устройства (ЗУ), видеоподсистема, периферийные устройства и  устройства ввода­вывода. Электронные компоненты ПК соединены между собой группами проводов, называемых шинами.  Системная шина – самая главная шина компьютера. Она состоит из трёх шин: адресная шина,  шины управления, шины данных.  Адресная шина – с помощью неё процессор выбирает ячейки памяти для подключения. Шина управления – с помощью неё из оперативной памяти в процессор поступают команды. Шина данных ­ с помощью неё из оперативной памяти в процессор поступают данные. Разрядность – это характеристика шины. Микроконтроллеры – это то, с помощью чего процессор взаимодействуют с множеством  устройств для ввода, вывода и долговременного хранения данных.  Устройство обращается к своему контроллеру, а уже контроллер – к процессору. Порядок взаимодействия  Устройство Контроллер Процессор микроконтроллеров определяется  архитектурой компьютера.  В шинной архитектуре:  Каждое устройство присоединяется к своей шине;  Каждая шина присоединяется к своему контроллеру;  Каждый контроллер присоединяется к шине более высокого уровня; Вся шинная архитектура напоминает «дерево», в которой  роль «корня» выполняет системная шина,  соединяющая процессор и память. Как вы думаете, какая из «ветвей» шинной архитектуры испытывает самую большую  нагрузку? Почему? Самая перегруженная шина – та, по которой передаются видеоданные. Этим потокам выделяют  отдельную шину. Всем прочим компонентам выделяют шину устройств, но не всегда к ней удобно  подключаться.  В современных компьютерах для повседневного применения используют шину USB (Universal  Serial Bus), с которой вы неоднократно встречались. Какие устройства вы подключаете через USB? Через неё подключается большинство внешних устройств (клавиатура, принтер, фото – и видеокамера)  USB: Преимущества шины          Подключать можно до 128 устройств;  Подключение можно производить без выключения компьютера;  Не нужно устанавливать специальные программы. Материнская плата – основа вычислительной системы современного ПК – содержит две основные большие микросхемы: северный мост и южный мост. Северный мост – контроллер памяти, который  обеспечивает работу центрального процессора,  оперативной памяти и видеокарты. Южный мост – контроллер­концентратор ввода­вывода,  обеспечивающий работу контроллеров интегрированных в  материнскую плату устройств, а так же взаимодействия с  внешними устройствами. (Видео о строении системного  блока) IV.Закрепление Садимся за ПК и при помощи графического  редактора Paint выполняем задания. V.Итог урока Д/з: ответить на вопросы в конце параграфа номер 9. Спасибо за урок, сегодня мы хорошо поработали. До  свидания.