Основной элемент компьютера с помощью которого обрабатывается информация

Обновлено: 01.07.2024

Все мы постоянно сталкиваемся с компьютерами в повседневной жизни: одни используют их для работы, другие – для учёбы или развлечений. Многие задаются вопросом: что же позволяет этой «железке» буквально за несколько секунд выполнять множество сложных операций? Попробуем ответить на этот вопрос, изучив устройство компьютера. Итак, как устроен компьютер?

Для начала стоит сказать, что существует множество видов компьютеров: настольные, портативные, суперкомпьютеры. Мы рассмотрим устройство портативных компьютеров (их ещё называют персональными, или ПК).

Основная часть ПК – это системный блок. Это тот «ящик», в который вставлено много проводов и на котором находится кнопка, включающая компьютер. К системному блоку подключаются устройства ввода и вывода информации, такие как монитор, клавиатура, мышь, колонки. Именно от того, что находится внутри этой части компьютера, зависит скорость его работы. Откроем крышку системного блока и разберёмся, что же находится под ней.

Вот мы и разобрались с тем, как устроен системный блок ПК. Информация выводится на другую важную часть компьютера – монитор. Сейчас наиболее часто можно встретить мониторы двух видов: ЖК и LED.

ЖК (жидкокристаллические) мониторы. Их экран работает на основе жидких кристаллов. К преимуществам жидкокристаллических дисплеев можно отнести малые размер и массу в сравнении с более старыми ЭЛТ. Их недостаток – зависимость контраста от угла обзора.
LED мониторы. В них каждым пикселем является один или несколько светодиодов. Такие экраны обладают множеством преимуществ: высокая контрастность и яркость, возможность сборки экрана больших размеров, произвольное соотношение высоты и ширины. Но есть и недостатки: высокая стоимость, частое перегорание отдельных светодиодов.

Вот мы и познакомились с устройством персонального компьютера. Слаженная работа всех его компонентов позволяет ему выполнять огромное количество операций, а нам – видеть их результат.

Процессор Материнская плата Видеокарта Устройства ввода Устройства вывода Оперативная память Внешняя память Блок питания

Процессор - это основной элемент компьютера, с помощью которого обрабатывается информация, находящаяся как в собственной памяти, так и в памяти других устройств.

Материнская плата - многослойная печатная плата, к которой подключаются все элементы компьютера: жесткий диск, процессор (CPU), оперативная память (ОЗУ), видеокарта, оптический привод и др.).

Видеокарта – устройство,преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.

Устройство ввода - это устройства, при помощи которых информация используемая в компьютерах выводится в форме понятной человеку.

Внешняя память - предназначена для долговременного и энергонезависимого хранения программ и данных.

Оперативная память - память (RAM, random-access memory) служит для хранения программ и данных, с которыми работает процессор в данный момент.

Блок питания - вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электроэнергией постоянного тока путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КОМПЬЮТЕРА И ИХ ФУНКЦИИ

познакомиться с компьютером и его назначением; иметь представление об основных компонентах компьютера и их свойствах; развивать способность иметь собственное мнение; развивать умение хорошо говорить и легко выражать свои мысли; развивать умение учиться самостоятельно;

Архитектура ПК- понимается его логическая организация, структура и ресурсы ( функционирование системы команд, способы адресации, организация памяти и пр.). Структура ПК- совокупность функциональных элементов ПК и связей между ними. Системный блок, клавиатура, мышь и монитор образуют минимальный комплект устройств, обеспечивающих работу компьютера.

Функции, выполняемые устройствами компьютера, подобны функциям мыслящего человека. УСТРОЙСТВА ВВОДА ПАМЯТЬ МЫШЛЕНИЕ ОРГАНЫ ЧУВСТВ ГОЛОС, ЖЕСТЫ УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ ПРОЦЕССОР УСТРОЙСТВА ВЫВОДА хранение информации приём информации передача информации обработка информации

Тренажер «Устройство компьютера»

Контроллер – это специальный процессор в компьютере, который управляет внешними устройствами (монитором, принтером и т. д.) . . Например контролер жесткого диска управляет головкой для записи и чтения инфу с вращающегося диска и полученное отдает на компьютер и наоборот принимает с него.

Выбранный для просмотра документ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА.docx

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА ИНФОРМАТИКИ В 7 КЛАССЕ

МАОУ Школа № 13 г. Благовещенска, учитель информатики: Полубаток Ксения Николаевна

ТЕМА: «Основные компоненты компьютера и их функции»

Цель урока: познакомить учащихся со структурой персонального компьютера, показать связь между устройствами.

Предметные УУД: систематизированные представления об основных устройствах компьютера и их функциях;

Метапредметные: обобщение представления о компьютере как универсальном устройстве обработки информации;

понимание роли компьютеров в жизни современного человека;

способность увязать знания об основных возможностях компьютера с собственным жизненным опытом;

интерес к изучению вопросов, связанных с историй вычислительной техники.

Регулятивные УУД:

определять проблему в деятельности;

выбирать средства достижения цели в группе и индивидуально;

умения выбирать действия в соответствии с поставленной задачей;

принимать и сохранять учебную задачу, оценивать совместно с учителем результат своих действий.

Познавательные УУД:

выбор необходимой информации;

ориентироваться в терминах;

делать отбор источников информации для поиска новых знаний;

использовать знаково-символичные средства для решения различных учебных задач;

делать обобщения, выводы;

преобразовывать информацию из одной формы представления информации в другую форму.

Коммуникативные УУД :

усвоение информации с помощью аудио- видеотехники, компьютера,

формировать умение вступать в учебный диалог с учителем, одноклассниками, участвовать в общей беседе, соблюдая правила речевого поведения;

задавать вопросы, слушать и отвечать на вопросы других, формулировать собственные мысли;

высказывать и обосновывать свою точку зрения;

осуществлять совместную деятельность с учётом конкретных учебно-познавательных задач.

Тип урока: урок изучения нового материала с использованием ЭОР.

Формы работы учащихся: индивидуальная, фронтальная, коллективная

СТРУКТУРА И ХОД УРОКА

Название используемых ЭОР

Деятельность учителя (с указанием действий с ЭОР, например, демонстрация)

Приветствует учащихся, организует учебную деятельность учащихся.

- Добрый день ребята! Мне приятно снова видеть вас! Я думаю, что у вас сегодня хорошее настроение, принадлежности к уроку на месте, и все сегодня на уроке у нас получится.

Приветствуют учителя и друг друга, проверка наличия учебных принадлежностей.

Мотивация урока. Постановка целей и задач урока.

Презентация, сл. №1

Презентация, сл. №2.

-Ребята, прежде чем мы начнем работать вместе, я предлагаю вам выполнить небольшую работу с амостоятельно.

Приложение 1, 2.

Давайте откроем секрет и каждый по очереди выйдет и на ИД найдет то о чем слушал и расскажет нам.

-Скажите, как все эти понятия могут иметь отношения к теме нашего урока?

Тема нашего урока:

«Основные компоненты компьютера и их функции».

Предлагает учащимся ответить на некоторые вопросы, выполнить работу, определить тему, цель и задачи урока.

- Почему сегодня компьютер есть у каждого человека?

- В чем нам помогает компьютер?

- А бывало ли в вашей семье, что компьютер ломался? Что вы предпринимали чтоб его починить? А что выгоднее: сдать в ремонт, купить новый или починить самим? (починить самим) А что нужно знать чтоб починить компьютер самим? (знать устройство компьютера и принцип работы)

- Сегодня на уроке мы с вами познакомимся с компьютером. Узнаете, из каких устройств состоит компьютер, а на следующем уроке как эти устройства взаимодействуют между собой. В конце урока мы закрепим изученный материал.

Давайте определим ваши личные цели, которых вы хотите достигнуть на нашем уроке:

познакомиться с компьютером и его назначением;

иметь представление об основных компонентах компьютера и их свойствах;

развивать способность иметь собственное мнение;

развивать умение хорошо говорить и легко выражать свои мысли;

развивать умение учиться самостоятельно ;

Часть детей слушает аудиофайлы на компьютере. Позже по прослушанной информации отвечают на вопросы учителя и делают необходимые выводы.

Оставшиеся дети выполняют в паре задание на листах (ребусы)

Ученики по очереди на интерактивной доске выбирают устройство о котором слушали.

Компьютер — это устройство, предназначенное для автоматического выполнения последовательных действий в соответствии с заложенной программой.

Основные компоненты, обеспечивающие работу компьютера, — это аппаратное обеспечение (Hardware) и программное обеспечение (Software).

Для описания принципа действия, конфигурации и взаимного соединения основных логических узлов компьютера используется термин «архитектура».

Компьютер включает в себя четыре основных вида аппаратных устройств, позволяющих получать, передавать, хранить и обрабатывать информацию:

устройство обработки и управления (процессор);
устройство хранения (внутренняя и внешняя память);
устройства ввода (клавиатура, мышь, планшет, сканер);
устройства вывода (дисплей, принтер, плоттер).

При работе компьютера информация через устройства ввода попадает в память. Процессор извлекает из памяти данные (данные — это информация, представленная в памяти компьютера), обрабатывает их, затем помещает в память результаты обработки. Далее эти результаты сообщаются пользователю через устройства вывода.

Программа — это последовательность команд, предписывающих компьютеру порядок его действий по обработке данных для достижения конкретного результата.

Именно программы управляют аппаратными устройствами компьютера.

Программа — данные, предназначенные для управления конкретными компонентами системы обработки информации в целях реализации определённого алгоритма (ГОСТ 19781-90).

Современные ЭВМ бывают разными — от суперкомпьютеров до нетбуков — и используются для разных целей. Самыми распространёнными являются персональные компьютеры (ПК). Они построены по принципу открытой архитектуры, разработанному корпорацией IBM и предполагающему:

наличие общей информационной шины, к которой подключаются дополнительные устройства через разъёмы расширения;
модульное построение компьютера;
совместимость всех новых устройств и программных средств с предыдущими версиями.

Принцип открытой архитектуры позволяет пользователю комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости её модернизацию.

В ПК используются специальные схемы управления работой внешних устройств — контроллеры (адаптеры, платы, карты). Существуют контроллеры дисковода, монитора, принтера, сетевая карта и т. д. Универсальный контроллер позволяет подключать через разъём USB разные виды устройств.

Пересылка данных и программ от одного устройства к другому осуществляется по системной шине (системной магистрали), которая обеспечивает высокую скорость передачи информации.

Шина — это кабель, состоящий из множества проводников. По одной группе проводников — шине данных — передаётся обрабатываемая информация, по другой — шине адреса — адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Третья часть магистрали — шина управления, по ней передаются управляющие сигналы (например, сигнал к началу работы устройства).

К магистрали могут подключаться дополнительные периферийные устройства, одни модели устройств могут заменяться другими. Каждое подключаемое устройство получает номер — адрес устройства. Информация от процессора подаётся на контроллер, управляющий работой устройства.

Магистраль, процессор и внутренняя память располагаются на материнской плате компьютера. Помимо основных устройств, материнская плата содержит множество слотов для подключения контроллеров устройств ввода/вывода и других компонентов (звуковая, видео, сетевая карты и т. д.).

Основные характеристики персонального компьютера

Процессор характеризуется тактовой частотой и разрядностью.

Некоторые операции выполняются процессором за несколько тактов.

Задаётся тактовая частота специальной микросхемой — генератором тактовой частоты, который вырабатывает периодические импульсы. Тактовая частота — это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Она измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). Именно тактовая частота определяет быстродействие компьютера.

Тактовая частота — это количество тактов процессора в секунду, а такт — промежуток времени, за который выполняется элементарная операция (например, сложение).

Разрядность процессора — максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком.

Современные ПК обычно работают с 32-разрядными или 64-разрядными процессорами, существуют процессоры с разрядностью 128 бит.

Для внутренней памяти самой важной характеристикой является её объём.

Для работы современных программ требуется оперативная память 128 Мбайт, 256 Мбайт и больше.

Более подробную информацию о составе персонального компьютера, характеристиках его устройств можно найти в учебниках и других источниках.

Все программы, хранящиеся в памяти компьютера, составляют его программное обеспечение (ПО).

Некоторые программы служат для того, чтобы управлять устройствами компьютера, программами и файлами. Совокупность таких программ компьютера называется системным программным обеспечением. Наиболее важной составляющей системного ПО является операционная система, обеспечивающая взаимодействие памяти с процессором, поддерживающая диалог с пользователем и управляющая устройствами компьютера. К операционным системам относятся, например, UNIX, MS DOS, MS Windows, MAC OS, Debian и др.

Программы, позволяющие решать задачи пользователя, называются прикладными программами (прикладным ПО). К прикладным программам относятся, например, текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, игры и т. д.

Выделяют также инструментальное программное обеспечение — программы и среды, при помощи которых программисты разрабатывают другие программы-приложения. К инструментальному программному обеспечению относятся, например, Borland C, Borland Pascal, MS Visual Studio, Java Eclipse, Borland Delphi и др.

Для использования компьютера надо не только понимать его возможности, но и знать основные приёмы и правила взаимодействия с ним. Доступные пользователю способы взаимодействия с программами и устройствами компьютера называют пользовательским интерфейсом .

Пользовательский интерфейс — совокупность способов организации диалога «человек — компьютер».

Вид и особенности пользовательского интерфейса задаёт операционная система.

Одним из самых старых является интерфейс командной строки (консоль) — разновидность текстового интерфейса. При таком способе взаимодействия пользователь вводит (в основном с клавиатуры) в специальную командную строку текстовые команды, являющиеся инструкциями, понятными операционной системе. Для командных строк характерно наличие приглашения — символа в начале строки, указывающего, что система ждёт от пользователя ввода команд. Приглашением, например, может быть символ $ или @. В командной строке Windows приглашением к вводу команды служит мигающий символ нижнего подчёркивания. При помощи команд можно управлять файлами и устройствами, запускать приложения и т. д. Пользователь должен знать команды и их формат. Выводится информация в консоль обычно также в текстовой форме.

Интерфейс командной строки требует мало памяти, но он не является дружественным для пользователя.

В настоящее время практически все пользователи компьютеров ведут диалог с операционной системой при помощи графического интерфейса . Графический интерфейс сделал управление файлами и устройствами проще, увеличив число пользователей и количество областей применения персональных компьютеров. Рассмотрим некоторые элементы оконного интерфейса операционных систем семейства Microsoft Windows.

Окна можно открывать (разворачивать), закрывать, сворачивать, перемещать, упорядочивать, менять размеры. Открытое окно может занимать целый экран или его часть.

Закрыть окно — значит полностью убрать его с экрана. Закрытие программного окна означает удаление программы из оперативной памяти.

Свёрнутые окна отображаются в виде кнопок в Панели задач. Программа, окно которой свёрнуто, остаётся в оперативной памяти, с ней в любой момент можно возобновить работу. Чтобы вновь раскрыть свёрнутое окно, нужно щёлкнуть на кнопке в Панели задач.

Современный компьютер – это универсальное электронное программно управляемое устройство для работы с информацией.

Вся информация представляется в компьютере в виде двоичного кода.

Тактовая частота процессора равна количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду.

Разрядность процессора – максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться за одну операцию или период одного такта.

Программный принцип работыкомпьютера – это совокупность программ на компьютере, с помощью которых осуществляется его работа.

Локальная компьютерная сеть – это сеть, находящаяся (на небольшой территории) служащая для пользования одними и теми же данными и услугами, которая объединяет небольшое количество компьютеров.

Наименьший элемент памяти компьютера – бит.

Интернет – это глобальная компьютерная сеть, которая связывает между собой миллионы компьютеров и сетей со всего мира.

Формула, которая используется при решении типовых задач:

где I – объём файла, t – время, V – скорость передачи данных.

Основная литература:

Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.

Дополнительная литература:

Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.

Теоретический материал для самостоятельного изучения.

Мы не представляем теперь нашу жизнь без современных электронно-вычислительных устройств. А какими устройствами пользуются почти все? Конечно, это телефоны, планшеты, ноутбуки и компьютеры. Компьютеры есть сейчас в каждом доме и нужны нам для самых разных целей. И вот сегодня на уроке мы поговорим о том, что такое современный компьютер, из каких устройств он состоит, и каковы их функции.

Самый первый компьютер был создан в 1945 году в США. Сейчас это один из важных объектов, который изучают на уроках информатики.

Универсальным его называют потому, что он может обрабатывать, хранить, передавать самую разнообразную информацию, которую люди используют в разных видах деятельности.

Компьютеры могут обрабатывать разные виды информации: числа, текст, изображения, звуки.

Но вся информация представляется в компьютере в виде двоичного кода, т.е. последовательностей нулей и единиц. Информацию, которая предназначена для обработки на компьютере и представленную в виде двоичного кода называют двоичными данными. Последовательности единиц и нулей в компьютерном представлении соответствуют электрическим сигналам – включено и выключено.

Данные компьютер обрабатывает с помощью программ, как и данные они также представляются в виде двоичного кода. Такой принцип работы называется программным.

Все устройства, входящие в состав компьютера, можно разделить на два вида: устройства, входящие в системный блок и внешние устройства. Центральным устройством системного блока является процессор. Он принимает данные, считывает из оперативной памяти команды, анализирует и выполняет их, а также отправляет результат работы на требуемое устройство.

Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота и разрядность. Тактовая частота процессора равна количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду.

Разрядность процессора – максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться одновременно.

Память компьютера предназначена для приёма, хранения и передачи данных. Наименьший элемент памяти компьютера – бит.

Память бывает внутренней и внешней.

Внутренняя память встроена в компьютер, ею управляет процессор. Внешняя же память подключается к компьютеру и предназначена для хранения большого объёма информации, такие устройства называют носителями информации.

Все устройства, которые не входят в состав системного блока называются внешними. Это клавиатура, мышь, монитор, принтер, микрофон и другие. все их можно разделить на устройства ввода и вывода.

Для обмена информацией компьютеры объединяются в компьютерные сети.

Локальная компьютерная сеть – это сеть, находящаяся на небольшой территории, служащая для пользования одними и теми же данными и услугами, которая объединяет небольшое количество компьютеров.

Скорость передачи данных является главной характеристикой компьютерной сети. Объём передаваемых данных равен произведению скорости передачи на время и измеряется в битах, килобитах, мегабитах или в гигабитах в секунду.

Сколько времени будет скачивать файл размером 2 килобайт при Интернет-соединении с максимальной скоростью скачивания 16384 бит в секунду?

Информационный объём данных находится, как произведение скорости передачи на время, значит, чтобы найти время скачивания файла, нужно информационный объём разделить на скорость скачивания файла. Но, прежде, чем начать считать, нужно килобайты перевести в биты.

2 килобайт – это 2048 байт или 16384 бита.

Итак, 16384 делим на 16384, получаем, что для скачивания данного файла потребуется одна секунда.

Сегодня мы узнали, что такое современный компьютер, каковы его основные компоненты и какие функции они выполняют. Также выяснили, что такое компьютерная сеть.

В наше время персональный компьютер всё чаще используется как инструмент выхода в Интернет.

Материал для углубленного изучения темы.

Суперкомпьютер «Ломоносов»

Суперкомпьютер «Ломоносов» построен компанией «Т-Платформы» для МГУ им. М.В. Ломоносова. В 2009 году он установлен в Московском университете.

Разрабатывали суперкомпьютер 4 года:в 2009 году проектировали, устанавливали и вводили в эксплуатацию базовую часть «Ломоносова». Общий объём памяти составил 56,5 ТБ, объём хранилища - 0,35 ПБ, объём резервной системы – 234 ТБ без сжатия. Потребляемая мощность суперкомпьютера составила 1,5 МВт.

В 2010 году общий объём оперативной памяти увеличили до 79,92 ТБ, хранилища – до 1,75 ПБ.

В 2011 году провели расширение системы – теперь она использует 32768 ядер / 4096 узлов на базе процессоров IntelXeon 5570.

В 2012 году общий объём памяти увеличился до 92 ТБ, сейчас компьютер потребляет 2,8 МВт.

По состоянию на 24.09.2018 он занимает 3-е место в рейтинге Топ-50 суперкомпьютеров СНГ.

С помощью суперкомпьютера «Ломоносов», уже получены уникальные результаты в разных областях науки, например, в исследовании механизмов генерации шума в турбулентной среде или же в создании новых компьютерных методов проектирования лекарственных препаратов.

В настоящее время он содержит 6654 вычислительных узла, более 94000процессорных ядер, обладает пиковой производительностью 1,37 Пфлоп/с. «Ломоносов» относят к уникальным системам высшего диапазона производительности.

На суперкомпьютере «Ломоносов» решается множество важных задач по обработке сейсмических данных. В частности, осуществляется подавление волн-помех, проводится построение глубинного изображения среды при помощи метода миграции в обратном времени – каждый расчет требует задействовать несколько тысяч процессорных ядер суперкомпьютера «Ломоносов».

В суперкомпьютере используется 6 видов вычислительных узлов и процессоры с разной архитектурой, а также специальные сети.

Суперкомпьютер «Ломоносов» – уникальный универсальный инструмент, помогающий ученым получать уникальные результаты. Возможностями суперкомпьютерного комплекса Московского университета, основу которого составляет суперкомпьютер «Ломоносов», сегодня пользуются более 500 научных групп, представляющих все основные подразделения МГУ, многие институты РАН и другие научные учреждения России.

Разбор решения заданий тренировочного модуля.

№1. Созданный на компьютере текст занимает 8 страниц. На каждой странице размещается 35 строк по 75 символов в строке. Какой объём оперативной памяти (в байтах) займёт этот текст?

Чтобы найти объём оперативной памяти, нужно количество страниц умножить на количество строк и количество символов в строке, т.е. 8 · 35 · 75 = 21000 символов. Поскольку один символ равен одному байту, значит, объём оперативной памяти составляет 21000 байтов.

Ответ: 21000 байтов.

№2. Скорость передачи данных по некоторому каналу связи равна 128 Кбит /с. Передача файла по этому каналу связи заняла 2 мин. Определите размер файла в мегабайтах, ответ округлите до целых.

Читайте также: