Задания для самостоятельной работы по теме "Общая схема устройства компьютера" (7 класс, информатика)

Общая схема устройства ЭВМ

Компьютер – это многофункциональное электронное устройство для накопления, обработки и передачи информации

Общая схема

Память

Процессор

Устройства ввода-вывода

Эта схема предложена в 1946 году американцем Джоном Фон Нейманом, одним из создателей первых ЭВМ

Схема устройства компьютера

5

«Предварительный доклад о машине EDVAC» (1945)
Принцип двоичного кодирования: вся информация кодируется в двоичном виде.
Принцип программного управления:  программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти:  программы и данные хранятся в одной и той же памяти.
Принцип адресности:  память состоит из пронумерованных ячеек;  процессору в любой момент времени доступна  любая ячейка.

Задание 1. Д. фон Нейман в 1945 году сформулировал принципы построения ЭВМ в «Предварительном докладе о машине EDVAC».Найдите изображения этой ЭВМ.

на материнской плате расположены только узлы, которые обрабатывают информацию (процессор и вспомогательные микросхемы, память)
схемы, управляющие другими устройствами (монитором и т.д.) – это отдельные платы, которые вставляются в слоты расширения
схема стыковки новых устройств с компьютером общедоступна (стандарт)

конкуренция, удешевление устройств
производители могут изготавливать новые совместимые устройства
пользователь может собирать ПК «из кубиков»

8

процессор

память

видеокарта

сетеваякарта

контроллерыдисководов

Шина – многожильная линия связи, доступ к которой имеют несколько устройств.
Контроллер – электронная схема, управляющая внешним устройством по сигналам процессора.

контроллеры

Поколение — все типы и модели ЭВМ, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах

Элементная база: электроно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы.
Габариты: ЭВМ была в виде громоздких шкафов и занимала спец. машинный зал
Быстродействие: 10-20 тыс. оп/с.
Программирование: трудоемкий процесс в машинных кодах, общение с ЭВМ требовало от специалистов высокого профессионализма
Эксплуатация: слишком сложна из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп, их перегрев.

Задание 2. Разместите ниже изображения электронно-вакуумных ламп.

Задание 3. Первая ЭВМ появилась в 1946 году в США и получила название ЭНИАК. Разместите ниже её изображение.

ЭНИАК была создана в Высшем техническом училище Пенсильванского университета группой под руководством Джона Мочли и Джоном Эккерта

Предназначался для вычисления баллистических таблиц для нужд артиллерии.

ENIAC состоял из 17468 электронных ламп и соединительных проводов, смонтированных на 40 панелях в комнате площадью 9х15 квадратных метров (масса - 30 т., энергопотребление - 150 кВт).

Элементная база: полупроводниковые элементы.
Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста.
Производительность: 100 тыс – 1 млн оп/с.
Программирование: программирование велось на алгоритмических языках, на перфокартах или магнитных лентах
Эксплуатация упростилась. При выходе элемента из строя менялась вся плата

Задание 4. Найдите изображения полупроводниковых элементов: транзисторов, диодов.

Задание 5. Появление вычислительных центров для централизованной обработки информации, введен принцип разделения времени. Жесткий принцип управления заменился микропрограммным. Найдите фотографии ЭВМ второго поколения

Элементная база: интегральные схемы, которые вставляются в специальные гнезда на печатной плате.
Габариты: уменьшены до размеров полтора человека, но большие ЭВМ требовали машинные залы.
Производительность: сотни тысяч -миллионы операций в секунду.
Первая ЭВМ на ИС IBM-360.
Появление дисплеев, графопостроителей, использование принципа модульности и магистральности. Увеличение объема памяти.

Задание 6. В 1958 году Джон Килби впервые создал интегральную схему, которая могла заменить несколько тысяч транзисторов. Найдите, как выглядели первые интегральные схемы

Задание 7. Первой ЭВМ на интегральных схемах была IBM-360.
Разместите ниже её фотографии.

Элементная база: Большие интегральные схемы.
Каково же быстродействие современной микроЭВМ? Оно в 10 раз превышает быстродействие ЭВМ третьего поколения на интегральных схемах, в 1000 раз - быстродействие ЭВМ второго поколения на транзисторах и в 100000 раз - быстродействие ЭВМ первого поколения на электронных лампах.

Габариты: настольный компьютер, переносные модели. 1980 году, центральный процессор небольшого компьютера оказалось возможным разместить на кристалле площадью всего в четверть квадратного дюйма (1,61 см2). Началась эпоха микрокомпьютеров.

Производительность: в 10 раз превышает быстродействие ЭВМ третьего поколения на интегральных схемах, в 1000 раз - быстродействие ЭВМ второго поколения на транзисторах и в 100000 раз - быстродействие ЭВМ первого поколения на электронных лампах.

Эксплуатация: Мультипроцессорная обработка. Программное обеспечение ориентировано на пользователя. Основное требование — удобство работы пользователя

Задание 8. Приведите примеры фотографий, на которых изображены
компьютеры четвертого поколения.

1981 IBM PC
(personal computer)

Задание 9. Найдите фотографии следующих компьютеров.

Развитие идет по пути "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером.

В компьютерах пятого поколения произойдёт качественный переход от обработки данных к обработке знаний.

Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них - это традиционный компьютер. Но теперь он лишён связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином "интеллектуальный интерфейс". Его задача - понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.

Будет также решаться проблема децентрализации вычислений с помощью компьютерных сетей; как больших, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, так и миниатюрных компьютеров, размещённых на одном кристалле полупроводника. 

Чарльз Бэббидж, 26.12.1791 - 8.10.1871
Сергей Алексеевич Лебедев, 2.11.1902-3.07.1974
Герман Холлерит, 29.02.1860-1929
Джон Фон Нейман, 28.12.1903 – 08.02.1957
Ада Аугуста Лавлейс, 10.12.1815 – 27.11.1852
Вильгельм Готфрид Лейбниц, 01.07.1646 - 14.11.1716
Жозеф Мари Жаккард, 1752-1834
Джордж Буль, 02.11.1815 – 08.12.1864
Алексей Андреевич Ляпунов, 7.10.1911- 23.06.1973
Андрей Петрович Ершов, 19.04.1931-1988

Задание 10. К следующему уроку подготовьте короткое сообщение об одном из представителей ученых, внесших вклад в развитие информатики и вычислительной техники и принесите в электронном виде.