Рассмотрим упрощённую блок-схему, отражающую основные функциональные компоненты компьютерной системы и их взаимосвязи.
| Устройство ПК | 2 |
Общая структура персонального компьютера с подсоединенными периферийными устройствами Все функциональные блоки персонального компьютера связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью (системной шиной). Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем.
Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления. Для того, чтобы соединить друг с другом различные устройства компьютера, они должны иметь одинаковый интерфейс (англ. Interface от inter — между, и face — лицо).
Интерфейс — это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой. Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по такой схеме: Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов.
8 Класс, Программная обработка данных на компьютере. Урок от 05.11
Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора, освобождая таким образом процессор от непосредственного управления оборудованием. Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.
Портами также называют устройства стандартного интерфейса: последовательный, параллельный и игровой порты (или интерфейсы). Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — побитно. Параллельный порт получает и посылает данные побайтно.
К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют более «быстрые» устройства — принтер и сканер. Через игровой порт подсоединяется джойстик. Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам, которые представляют собой просто разъёмы.
Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской (MotherBoard). А контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства,
| Устройство ПК | 3 |
выполняются в виде плат расширения (DаughterBoard — дочерняя плата) и подключаются к шине с помощью разъёмов расширения, называемых также слотами расширения (англ. slot — щель, паз). Персональный компьютер состоит из нескольких основных конструктивных компонент: системного блока; монитора; клавиатуры; манипуляторов.
Операционные системы, урок 3: Представление и обработка процессов. Структуры данных. Очереди.
В системном блоке размещаются: системная плата с центральным процессором на котором установлен радиатор для отвода тепла, разъёмы оперативной памяти с модулями памяти платы расширения: графический акселератор сетевая карта и т.п; накопитель на жёстких магнитных дисках; накопитель на гибких магнитных дисках; блок питания; накопитель CD-ROM; и др. Рассмотрим подробнее некоторые и компонент персонального компьютера.
Центральный процессор Центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера. Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров.
Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Одна из главных характеристик процессора – тактовая частота.
Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций(тактов) микропроцессор выполняет за одну секунду. Как правило, чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена процессора.
Центральный процессор в общем случае содержит в себе: арифметико-логическое устройство; шины данных и шины адресов; регистры; счетчики команд; кэш — очень быструю память малого объема; математический сопроцессор чисел с плавающей точкой. Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).
Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены. Также в составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами. Регистр выполняет функцию кратковременного хранения и числа или команды. Над содержимым некоторых регистров могут выполняться некоторые манипуляции.
Например, «вырезание» отдельных частей команды для последующего их использования или выполнения определенные арифметические операции над числами. Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые важные регистры имеют свои названия, например: сумматор — регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции; счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;
| Устройство ПК | 4 |
регистр команд — регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные — для хранения кодов адресов операндов.
Внутренняя память Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов— битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. (Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации). Все байты памяти пронумерованы. Номер байта называется его адресом. Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами.
Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово). Как правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно целое число, либо одна команда. Однако, допускаются переменные форматы представления информации.
Внутреннюю память можно разделить на несколько видов: оперативная память, кэшпамять и специальная память.· Оперативная память ( ОЗУ , англ. RAM , Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой — это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.
Кэш-память . Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью. Кэш-памятью управляет специальное устройство —контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память.
Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером 8–16 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью от 64 Кбайт до 256 Кбайт и выше.
Специальная память К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти. Постоянная память ( ПЗУ , англ.
ROM , Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом “зашивается” в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.
Перепрограммируемая постоянная память ( Flash Memory ) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты. Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора.
В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств. Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS. Разновидность постоянного ЗУ — CMOS RAM. CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки.
Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS. Для хранения графической информации используется видеопамять. Видеопамять ( VRAM ) — разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения.
Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.
| Устройство ПК | 5 |
Внешняя память Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В состав внешней памяти компьютера входят: накопители на жёстких магнитных дисках; накопители на гибких магнитных дисках; накопители на компакт-дисках; накопители на магнито-оптических компакт-дисках; накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.
Накопители на гибких магнитных дисках. Гибкий диск, дискета (FD, англ. floppy disk) — устройство для хранения небольших объёмов информации, представляющее собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой. Информация записывается магнитным способом по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы.
Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.
В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18. Дискета устанавливается в накопитель на гибких магнитных дисках (FDD, англ. floppy-disk drive), автоматически в нем фиксируется.
При чтении или записи информации механизм накопителя раскручивает дискету, после чего магнитные головки выполняют функцию обмена информацией. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков. Накопители на жестких магнитных дисках Если гибкие диски — это средство переноса данных между компьютерами, то жесткий диск — информационный склад компьютера.
Накопитель на жёстких магнитных дисках Накопитель на жёстких магнитных дисках (англ. HDD — Hard Disk Drive) или винчестерский накопитель — это наиболее массовое запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины — платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала.
Используется для постоянного хранения информации — программ и данных. Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые концентрические дорожки, а дорожки — на секторы. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных.
При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух. Поверхность платтера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъёме на ходу.
При вращении платтера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска. Винчестерские накопители имеют очень большую ёмкость: от сотен Мегабайт до десятков Гбайт. В отличие от дискеты, винчестерский диск вращается непрерывно.
Винчестерский накопитель связан с процессором через контроллер жесткого диска. Все современные накопители снабжаются встроенным кэшем (64 Кбайт и более), который существенно повышает их производительность. Клавиатура
Клавиатура служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные
| Устройство ПК | 6 |
клавиши — управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру. Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер (местное устройство управления), который выполняет следующие функции:
| последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал и | вырабатывая |
| двоичный скан-код клавиши; |
управляет световыми индикаторами клавиатуры; проводит внутреннюю диагностику неисправностей; осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт ввода-вывода клавиатуры. Клавиатура имеет встроенный буфер — промежуточную память малого размера, куда помещаются введённые символы.
В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом — это означает, что символ не введён (отвергнут). Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, «зашитые» в BIOS, а также драйвер клавиатуры, который обеспечивает возможность ввода русских букв, управление скоростью работы клавиатуры и др.
Видеосистема компьютера Видеосистема компьютера состоит из трех компонент: монитор (называемый также дисплеем); видеоадаптер; программное обеспечение (драйверы видеосистемы). Монитор — устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.), монитор преобразует сигналы видеоадаптера в зрительные образы.
Видеоадаптер — это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой монитора (посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток.). Содержит видеопамять, регистры ввода вывода и модуль BIOS.
Программные средства обрабатывают видеоизображения — выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений и др. Мышь Манипулятор типа мышь — это специальное устройство, которые используются для управления курсором. Мышь имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони.
Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок — адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. В верхней части устройства расположены управляющие кнопки (обычно их три), позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т.п. Некоторые внешние устройства Принтер — печатающее устройство.
Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики. Плоттер (графопостроитель) — устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера. Сканер — устройство для ввода в компьютер графических изображений. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.
Модем (модулятор/демодулятор)— устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи. Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона — этот процесс называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией.
Источник: studfile.net
Функции и строение процессора
Процессоры персональных компьютеров отвечают единому стандарту, который задан фирмой Intel, мировым лидером в производстве процессоров для ПК. В старых компьютерах мы можем найти процессоры типов PentiumII, PentiumIII, в новейших — Pentium 4. Фирма AMD выпускает процессоры, в общем аналогичные интеловским, но называются они немного иначе: K6 (пентиум второй), К7 или Athlon (пентиум третий).
Поэтому AMD приходится предугадывать будущее индустрии, иногда опережая Intel с ее полумиллиардными доходами. Предсказуемо появление новых идей у отстающей компании — для нее это способ выжить. Но неожиданно то, что иногда эти идеи принимает на вооружение и Intel. Речь идет о IBM-совместимых персональных компьютерах. На нашем рынке, как, впрочем, и в мире, их подавляющее большинство.
В расчёте именно на этот стандарт пишутся игры, программы и прочее.
В основе любой ПЭВМ лежит использование микропроцессоров. Он является одним из самых важнейших устройств в компьютере, которым привычно характеризуют уровень производительности ПК. Микропроцессор является «мозгом» и «сердцем» компьютера. Он осуществляет выполнение программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера.
Когда выбирают себе компьютер, первым делом выбирают себе микропроцессор, который будет соответствовать требованиям, тех или иных людей. От процессора зависит, как быстро будут запускаться программы, и даже насколько быстро будет происходить процесс архивации данных в WinRAR, не говоря уже о создании трёхмерной анимации в 3DMAXStudio. Из всего выше сказанного, я считаю, что моя тема очень актуальна и значима на сегодняшний день.
Цель моей работы состоит в том, чтобы провести сравнение нескольких самых популярных, на сегодняшний день, процессоров и выявить лидера среди них.
Функции и строение процессора
Микропроцессор — центральное устройство (или комплекс устройств) ЭВМ (или вычислительной системы), которое выполняет арифметические и логические операции, заданные программой преобразования информации, управляет вычислительным процессом и координирует работу устройств системы (запоминающих, сортировальных, ввода — вывода, подготовки данных и др.). Ввычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называют многопроцессорными.
Наличие нескольких процессоров ускоряет выполнение одной большой или нескольких (в том числе взаимосвязанных) программ. Основными характеристиками микропроцессора являются быстродействие и разрядность. Быстродействие — это число выполняемых операций в секунду.
Разрядность характеризует объём информации, который микропроцессор обрабатывает за одну операцию: 8-разрядный процессор за одну операцию обрабатывает 8 бит информации, 32-разрядный — 32 бита. Скорость работы микропроцессора во многом определяет быстродействие компьютера. Он выполняет всю обработку данных, поступающих в компьютер и хранящихся в его памяти, под управлением программы, также хранящейся в памяти. Персональные компьютеры оснащают центральными процессорами различных мощностей.
Функции процессора:
- обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
- программное управление работой устройств компьютера.
Модели процессоров включают следующие совместно работающие устройства:
- Устройство управления (УУ). Осуществляет координацию работы всех остальных устройств, выполняет функции управления устройствами, управляет вычислениями в компьютере.
· Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Так называется устройство для целочисленных операций. Арифметические операции, такие как сложение, умножение и деление, а также логические операции (OR, AND, ASL, ROL и др.) обрабатываются при помощи АЛУ. Эти операции составляют подавляющее большинство программного кода в большинстве программ.
Все операции в АЛУ производятся в регистрах — специально отведенных ячейках АЛУ. В процессоре может быть несколько АЛУ. Каждое способно исполнять арифметические или логические операции независимо от других, что позволяет выполнять несколько операций одновременно. Арифметико-логическое устройствовыполняет арифметические и логические действия.
Логические операции делятся на две простые операции: «Да» и «Нет» («1» и «0»). Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.
· AGU (AddressGenerationUnit) — устройство генерации адресов. Это устройство не менее важное, чем АЛУ, т.к. оно отвечает за корректную адресацию при загрузке или сохранении данных. Абсолютная адресация в программах используется только в редких исключениях. Как только берутся массивы данных, в программном коде используется косвенная адресация, заставляющая работать AGU.
· Математический сопроцессор (FPU). Процессор может содержать несколько математических сопроцессоров. Каждый из них способен выполнять, по меньшей мере, одну операцию с плавающей точкой независимо от того, что делают другие АЛУ. Метод конвейерной обработки данных позволяет одному математическому сопроцессору выполнять несколько операций одновременно.
Сопроцессор поддерживает высокоточные вычисления как целочисленные, так и с плавающей точкой и, кроме того, содержит набор полезных констант, ускоряющих вычисления. Сопроцессор работает параллельно с центральным процессором, обеспечивая, таким образом, высокую производительность. Система выполняет команды сопроцессора в том порядке, в котором они появляются в потоке. Математический сопроцессор персонального компьютера IBM PC позволяет ему выполнять скоростные арифметические и логарифмические операции, а также тригонометрические функции с высокой точностью.
· Дешифратор инструкций (команд). Анализирует инструкции в целях выделения операндов и адресов, по которым размещаются результаты. Затем следует сообщение другому независимому устройству о том, что необходимо сделать для выполнения инструкции. Дешифратор допускает выполнение нескольких инструкций одновременно для загрузки всех исполняющих устройств.
· Кэш-память. Особая высокоскоростная память процессора. Кэш используется в качестве буфера для ускорения обмена данными между процессором и оперативной памятью, а также для хранения копий инструкций и данных, которые недавно использовались процессором. Значения из кэш-памяти извлекаются напрямую, без обращения к основной памяти.
При изучении особенностей работы программ было обнаружено, что они обращаются к тем или иным областям памяти с различной частотой, а именно: ячейки памяти, к которым программа обращалась недавно, скорее всего, будут использованы вновь. Предположим, что микропроцессор способен хранить копии этих инструкций в своей локальной памяти.
В этом случае процессор сможет каждый раз использовать копию этих инструкций на протяжении всего цикла. Доступ к памяти понадобиться в самом начале. Для хранения этих инструкций необходим совсем небольшой объём памяти. Если инструкции в процессор поступают достаточно быстро, то микропроцессор не будет тратить время на ожидание.
Таким образом экономиться время на выполнение инструкций. Но для самых быстродействующих микропроцессоров этого недостаточно. Решение данной проблемы заключается в улучшении организации памяти. Память внутри микропроцессора может работать со скоростью самого процессора.
- Кэш первого уровня (L1 cache). Кэш-память, находящаяся внутри процессора. Она быстрее всех остальных типов памяти, но меньше по объёму. Хранит совсем недавно использованную информацию, которая может быть использована при выполнении коротких программных циклов.
2. Кэш второго уровня (L2 cache). Также находится внутри процессора. Информация, хранящаяся в ней, используется реже, чем информация, хранящаяся в кэш-памяти первого уровня, но зато по объёму памяти он больше.
3. Кэш третьего уровня (L3 cache). Находиться внутри процессора. По объему больше чем память первого и второго уровней(512Кб-2Мб). Увеличивает пропускную способность памяти.
- Основная память. Намного больше по объёму, чем кэш-память, и значительно менее быстродействующая.
Многоуровневая кэш-память позволяет снизить требования наиболее производительных микропроцессоров к быстродействию основной динамической памяти. Так, если сократить время доступа к основной памяти на 30%, то производительность хорошо сконструированной кэш-памяти повыситься только на 10-15%. Кэш-память, как известно, может достаточно сильно влиять на производительность процессора в зависимости от типа исполняемых операций, однако ее увеличение вовсе не обязательно принесет увеличение общей производительности работы процессора. Все зависит от того, насколько приложение оптимизировано под данную структуру и использует кэш, а также от того, помещаются ли различные сегменты программы в кэш целиком или кусками.
Кэш-память не только повышает быстродействие микропроцессора при операции чтения из памяти, но в ней также могут храниться значения, записываемые процессором в основную память; записать эти значения можно будет позже, когда основная память будет не занята. Такая кэш-память называется кэшем с обратной записью (writebackcache). Её возможности и принципы работы заметно отличаются от характеристик кэша со сквозной записью (writethroughcache), который участвует только в операции чтения из памяти.
- Шина — это канал пересылки данных, используемый совместно различными блоками системы. Шина может представлять собой набор проводящих линий в печатной плате, провода, припаянные к выводам разъемов, в которые вставляются печатные платы, либо плоский кабель. Информация передается по шине в виде групп битов. В состав шины для каждого бита слова может быть предусмотрена отдельная линия (параллельная шина), или все биты слова могут последовательно во времени использовать одну линию (последовательная шина). К шине может быть подключено много приемных устройств — получателей. Обычно данные на шине предназначаются только для одного из них. Сочетание управляющих и адресных сигналов, определяет для кого именно. Управляющая логика возбуждает специальные стробирующие сигналы, чтобы указать получателю, когда ему следует принимать данные. Получатели и отправители могут быть однонаправленными (т.е. осуществлять только либо передачу, либо прием) и двунаправленными (осуществлять и то и другое). Однако самая быстрая процессорная шина не сильно поможет, если память не сможет доставлять данные с соответствующей скоростью.
Типы шин:
- Шина данных. Служит для пересылки данных между процессором и памятью или процессором и устройствами ввода-вывода. Эти данные могут представлять собой как команды микропроцессора, так и информацию, которую он посылает в порты ввода-вывода или принимает оттуда.
- Шина адресов. Используется ЦП для выбора требуемой ячейки памяти или устройства ввода-вывода путем установки на шине конкретного адреса, соответствующего одной из ячеек памяти или одного из элементов ввода-вывода, входящих в систему.
- Шина управления. По ней передаются управляющие сигналы, предназначенные памяти и устройствам ввода-вывода. Эти сигналы указывают направление передачи данных (в процессор или из него).
- BTB (Branch Target Buffer) — буферцелейветвления. В этой таблице находятся все адреса, куда будет или может быть сделан переход. Процессоры Athlon еще используют таблицу истории ветвлений (BHT — BranchHistoryTable), которая содержит адреса, по которым уже осуществлялись ветвления.
- Регистры — это внутренняя память процессора. Представляют собой ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, а также внутренние носители информации микропроцессора. Регистр является устройством временного хранения данных, числа или команды и используется с целью облегчения арифметических, логических и пересылочных операций. Над содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполнять некоторые манипуляции. Например, «вырезать» отдельные части команды для последующего их использования или выполнять определенные арифметические операции над числами. Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд). Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённым образом общей системой управления. Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Презентация на тему Компьютер – универсальное устройство обработки информации
Цели урока: дать представление о функциональном назначении устройств компьютера; познакомить с функциями процессора и его основными характеристиками; расширить знания о составе компьютера; прививать способность осуществлять выбор технических средств с
- Главная
- Информатика
- Компьютер – универсальное устройство обработки информации
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1 Тема урока: «Компьютер – универсальное устройство обработки информации»
Слайд 2 Цели урока:
дать представление о функциональном назначении
устройств компьютера;
познакомить с функциями процессора и его основными
характеристиками;
расширить знания о составе компьютера;
прививать способность осуществлять выбор
технических средств с учетом целесообразности их использования.
Слайд 3 Процессор
Объяснение нового материала Магистрально-модульное устройство компьютера
Оперативная память
Сетевые
устройства
Магистраль
Устройства
вывода
Долговременная
память
Устройства
ввода
Слайд 4 Процессор
Процессор – центральное устройство обработки информации. Процессор обрабатывает
данные в особом электроном (двоичном) виде.
Процессор аппаратно реализуется на
большой интегральной схеме (БИС).
Важной характеристикой, определяющей быстродействие процессора, является тактовая
частота, то есть количество тактов в секунду. Такт – это промежуток времени между началами подачи двух последовательных импульсов специальной микросхемой – генератором тактовой частоты.
Тактовая частота измеряется мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц).
1 МГц = миллион тактов в секунду.
Другой характеристикой процессора, влияющий на его производительность, является разрядность процессора. Разрядность определяется количеством двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно.
Производительность процессора является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей архитектуры.
Слайд 5 Функции процессора –
обработка данных по заданной программе
путем выполнения арифметических и логических операций;
программное управление работой устройств
компьютера.
Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ),
а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, — устройством управления (УУ)
Слайд 6 Оперативная память
Оперативная память (ОЗУ), — это быстрое запоминающее
устройство, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи,
считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
ОЗУ компьютера построена из двоичных запоминающих элементов – бит, объединенных в группы по 8 бит, которые называются байтами. Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.
Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации.
При выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается.
Слайд 7 Функции памяти –
прием информации из других
устройств;
запоминание информации;
выдача информации по запросу в другие
устройства компьютера.
Слайд 8 Магистраль
Магистраль (системная шина) включает в себя три
много разрядные шины: шина данных, шину адреса, и шину
управления, которые представляют собой многопроводные линии. К магистрали подключаются процессор
и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации.
Слайд 9 Шина данных
По этой шине данные передаются между
различными устройствами. Данные по шине данных могут передаваться от
устройства к устройству в любом направлении.
Разрядность шины данных определяется разрядностью
процессора.
Разрядность процессора постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники.
Слайд 10 Шина адреса
Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет
свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы
по ней передаются в одном направлении – от процессора к
оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).
Разрядность шины адреса определяется объемом адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса.
Количество адресуемых ячеек (N) памяти можно рассчитать по формуле:
N=2I, где I – разрядность шины адреса.
Слайд 11 Шина управления
По шине управления передаются сигналы, определяющие характер
обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию
– считывание или запись информации из памяти – нужно производить,
синхронизируют обмен информацией между устройствами.
Слайд 12 Устройства ввода
Клавиатура – ввод числовой и текстовой информации
путем нажатия клавиш. Преобразует сигнал от нажатия клавиши в
соответствующий данному символу двоичный код.
Мышь, трекбол, сенсорная панель – ввод
графической информации и работа с графическим интерфейсом. Движение устройства преобразуется в движение указателя на экране.
Графический планшет – ввод графической информации при помощи специальной ручки.
Сканер – оптический ввод текстовых и графических документов.
Цифровые камеры – получение видеоизображения и фотоснимков.
Web–камеры – получение видеоизображений небольшого объема и качества для передачи по сети.
Микрофон – ввод звуковой информации.
Джойстик – управление в играх.
Слайд 13 Долговременная память
Дисковод – устройство, обеспечивающее запись и считывание
информации.
Носитель – объект, на котором записана информация.
Информация на носителях
записана в двоичном виде, то есть в виде последовательности нулей
и единиц. Физический принцип записи нулей и единиц может быть различным:
магнитный – чередование намагниченных (1) и ненамагниченных (0) участков;
оптический – чередование участков с различной отражающей способностью.
Слайд 14 Гибкий магнитный диск (дискета) – магнитный принцип записи.
Информация расположена на концентрических дорожках. Магнитная головка дисковода устанавливается
на определенную дорожку. Информационная емкость до 600 страниц текста.
Жесткий магнитный
диск (винчестер) — магнитный принцип записи. В металлическом корпусе заключено несколько тонких металлических дисков. Информационная емкость может достигать десятков тысяч книг
Компакт диск – оптический принцип записи и считывания информации. На поверхности диска чередуются участки с хорошей и плохой отражающей способностью. Может содержать многотомную энциклопедию.
DVD – диск – может содержать полнометражный фильм.
Flash – память – не имеет движущихся частей и не требует подключения к источнику питания.
Слайд 15 Устройства вывода
Монитор является универсальным устройством вывода информации и
подключается к видеокарте, установленной на компьютере. Мониторы бывают:
монитор
на базе электронно-лучевой трубки, основной элемент такого монитора – электронно-лучевая
трубка;
Жидкокристаллические мониторы.
Принтер – печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики. Принтеры бывают:
матричные;
струйные;
Лазерные.
Плоттер. Для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, схем и т.д.)
Акустические колонки и наушники. Для прослушивания звука, подключаются к выходу звуковой платы
Слайд 16 Сетевые устройства
Каждый компьютер, подключенный к сети должен иметь
специальную плату (сетевой адаптер), соединение компьютеров между собой производится
с помощью кабеля различных типов (коаксиального, витой парой, оптоволоконного).
Слайд 17 Закрепление нового материала Устная работа
Ответить на вопросы:
Для чего нужна
магистраль?
Перечислите названия устройств ввода информации.
Что такое оперативная память?
Что такое
процессор?
Назовите основные характеристики процессора.
Слайд 18 Нарисовать в тетради две схемы и заполнить их
(раздаточный материал)
Устройства ввода
Слайд 19 Проверочная работа. Учащимся предлагается ответить на вопросы теста.
При выключении
компьютера вся информация стирается . а) в оперативной памяти;
b) на гибком диске;
с) на жестком диске; d) на СD-RОМ диске
2. К внешним запоминающим устройствам относится . а) процессор; b) жесткий диск; с) драйвер; d) монитор.
3. Что из перечисленного не является носителем информации? а) книга; b) географическая карта; с) дискета с играми; d) звуковая плата
4. Винчестер предназначен для .
а) для постоянного хранения информации, часто используемой при работе на компьютере;
b) подключения периферийных устройств к магистрали;
с) управления работой ЭВМ по заданной программе.
5. Запись и считывание информации в дисководах для гибких дисков осуществляются с помощью.
а) сенсорного датчика; b) лазера; с) магнитной головки; d) термоэлемента
6. К памяти компьютера не относится:
а) флоппи-диск; b) акустические колонки; с) DVD – диск; d) Flash – карта.
7. Какое устройство обладает наименьшей скоростью обмена информацией?
а) СО-RОМ дисковод; b) дисковод для гибких дисков;
с) USB — накопитель на флэш-памяти; d) жесткий диск/
Источник: mypreza.com