Конспект занятия на тему "Магистрально-модульный принцип построения ПК. Основные компоненты ПК"

Тема: Магистрально-модульный принцип построения ПК. Основные компоненты ПК

Цель: познакомить с магистрально-модульным принципом построения компьютера, дать характеристику основным компонентам ПК; развивать внимание, память, математические навыки; воспитывать культуру информационного общения, взаимопомощь.

Оборудование: дидактический материал.

ХОД УРОКА

1. Организационное начало.

1. Приветствие.

2. Работа с дежурными.

1. Повторительно-обучающая работа.

1. Индивидуальная работа по карточкам.

Карточка №1.

Арифметические операции в двоичной системе счисления

1. 110011001₂ + 1110101₂

2. 111011101₂ - 1101100₂

3. 1010111₂ * 1101₂

4. 371₁₀ → А₂

Карточка №2.

Арифметические операции в восьмеричной системе счисления

1. 1001111011₂ → А₈

2. 543617₈ + 25466₈

3. 543617₈ - 25466₈

4. 34346₈ * 45₈

Карточка №3.

Арифметические операции в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления

1. 10101101111011₂ → А₁₆

2. 1345₈ : 6₈

3. 5B943F6₁₆ + 2E54₁₆

4. 2C8A27₁₆ * 348₁₆

III. Работа по осмыслению и усвоению нового материала.

1. Объявление темы и цели урока.

2. Объяснение нового материала.

Магистрально-модульный принцип построения ПК.

1. Актуализация опорных знаний.

Слайд 2. Вспомним функциональную схему компьютера. Компьютер состоит из так называемых функциональных блоков. Что же является связующим звеном всех компонентов компьютера? (Магистраль).

Какое устройство является самым главным в компьютере? (Центральный процессор)

Его назначение? (Управлять всеми устройствами, выполнять программы).

Где берёт процессор программы и данные? (В оперативной памяти).

Где хранится информация после выключения компьютера? (В долговременной памяти).

С помощью чего информация попадает в компьютер? (С помощью устройств ввода информации).

Приведите примеры таких устройств. (Клавиатура, мышь, сканер, микрофон и т. д.).

Чего не хватает на схеме? (Устройств вывода информации).

Приведите примеры этих устройств. (Монитор, принтер, динамики и т.д.).

Любопытный факт: что сейчас называют системным блоком? (Корпус компьютера).

А изначально системным блоком называлась пара: процессор – оперативная память.

2. Изучение нового материала.

Слайд 3. Рассмотрим подробнее строение магистрали, которую ещё называют шиной FSB (Front Side Bus). Магистраль состоит из трёх многоразрядных шин:

- шины данных, по которой между блоками компьютера передаются данные;

- шины адреса, по которой передаются адреса устройств и ячеек памяти, к которым обращается процессор;

- шины управления, передающей сигналы, определяющие характер обмена информацией.

Работу этих шин можно сравнить с железной дорогой: шина данных – товарные вагоны. Что тогда шина адреса? (Машинист в тепловозе). А шина управления? (Начальник поезда, он знает, что делать с грузом на станции назначения).

Шина данных - двунаправленная шина, данные по ней передаются от процессора к устройствам и обратно. Скорость передачи зависит от ширины шины – её разрядности. Разрядность этой шины определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов (битов), которые процессор может обработать одновременно. У современных компьютеров разрядность процессора, а значит и шины данных равна 64 битам.

По шине адреса сигналы передаются только от процессора к устройствам, и её разрядность может так же достигать 64 бит. От разрядности этой шины зависит объём адресуемой памяти – количество ячеек оперативной памяти. Это количество можно рассчитать по универсальной формуле информатики N=2^I, где I – разрядность шины адреса. Зная объём адресуемой памяти и информационную ёмкость одной ячейки можно вычислить возможный информационный объём оперативной памяти, с которой может работать шина адреса.

Шина управления тоже, как и шина данных, двунаправленная шина, по ней передаются команды на чтение данных, запись данных и т.д.

Слайд 4. Точно указать место расположения магистрали в компьютере невозможно, оно не локализовано, но одно из важнейших аппаратных устройств компьютера практически полностью состоит из этой шины. Это – системная или материнская плата. Конфигурация компьютера в первую очередь зависит от выбора именно материнской платы. А этот выбор весьма разнообразен. Перед вами системные платы, разных цветов, размеров, разных «узоров», сопровождаемых надписями на английском языке. Разобраться в таком калейдоскопе без предварительной подготовке просто нереально. Но всё-таки кое-что в таком разнообразии можно найти и общего. А в дальнейшем изучении убедиться в том, что этого общего не так уж и мало, если вы умеете «читать» материнскую плату. Итак, какую же цель мы поставим перед собой на уроке? (Изучить материнскую плату).

Верно, я немного переформулирую цель: научиться «читать» материнскую плату.

Слайд 5. Итак, внимательно рассмотрим системную плату. На ней обязательно есть разъём для установки процессора, слоты для подключения оперативной памяти, видеокарты и контроллеров внешних устройств. Связь между процессором и оперативной памятью и видеопамятью осуществляет контроллер оперативной памяти – «северный мост». Связь между «северным мостом» и периферийными устройствами осуществляет контроллер периферийных устройств – «южный мост». Всё это достаточно крупные детали материнской платы, чтобы их можно было сразу на ней обнаружить.

Итак, ставим на своё место процессор, оперативную память, «северный» и «южный» мосты на ней уже установлены. Пара этих контроллеров получила название «чипсет».

Обмен данными между процессором и «северным мостом» осуществляется по системной шине, а между «северным мостом» и оперативной памятью по шине памяти.

По шине AGP (Accelerated Graphic Port – ускоренный графический порт) к «северному мосту» подключается видеокарта, к которой подключается монитор или видеопроектор.

«Северный мост» связан с «южным мостом» специальной шиной.

К «южному мосту» подключаются контроллеры внешних устройств:

1) По шине PCI-Express, пришедшей на смену уже устаревшей шине AGP, подключается монитор, проектор или TV-тюнер для подключения телевизионного кабеля.

2) По шине PCI подключаются сетевая карта для подключения модема, звуковая карта для подключения колонок и наушников, контроллер для подключения цифровых устройств, например видеокамеры.

Как визуально отличить очень похожие шины AGP, PCI и PCI-Express?

На PCI перемычка справа, а на PCI-Express – слева. Шины PCI-Express отличаются различной длинной. На слайде представлены шины PCI-Express x1 и x16. На шине AGP перемычка справа как на PCI, но сама шина располагается на материнской плате правее.

3) По шине SATA (Serial Advanced Technology Attachment) подключаются винчестер и оптический привод.

4) Эти же устройства могут подключаться и по уже устаревающему интерфейсу - шине IDE, разъём которой можно спутать с разъёмом для подключения дисковода гибких магнитных дисков. Визуальное отличие в количестве контактов, на IDE их 19.

5) Также к «Южному мосту» подключается множество аппаратных портов: PS/2 - для подключения клавиатуры и мыши, COM – последовательный порт для подключения мыши, клавиатуры, модема, в настоящее время уже морально устарел, LPT – параллельный порт для подключения принтера или сканера, USB – для подключения практически любых периферийных устройств, LAN – для подключения компьютера к компьютерной сети, AUDIO – для подключения динамиков, наушников, микрофона.

6) Шина USB – для подключения устройств с данным интерфейсом через переднюю панель корпуса компьютера.

У вас на столах лежат карточки № 1 с этим слайдом, дома вклейте их в свои рабочие тетради.

Слайд 6. Попробуем на паре этих материнских карт распознать основные компоненты.

Итак, что выделено на слайде? (Разъём для подключения центрального процессора).

А сейчас? (Разъёмы для подключения оперативной памяти).

Сейчас? («Северный мост»)

Обратите внимание, что на первой материнской плате нет микросхемы «северного моста» – он интегрирован с центральным процессором.

Что мы видим далее? («Южный мост»)

Далее? (На первой плате – шина PCI-Express, а на второй – шина AGP).

Далее? (Шины PCI).

Далее? (Шина IDE).

Далее? (Шина SATA).

Всё верно.

Слайд 7. Проверим, насколько хорошо вы усвоили расположение основных компонентов системной платы. На слайде эти компоненты пронумерованы от 1 до 9. Выполним задание № 1, содержащее список компонентов. Вам необходимо установить правильное соответствие между номером и названием компонента.

Проверяем:

Разъём центрального процессора (№ 6),

Разъёмы оперативной памяти (№ 4),

«Северный мост» (№ 3),

«Южный мост» (№1),

Шина PCI-Expres (№ 2),

Шина PCI-Express (№ 7),

Шина PCI-Express (№ 9),

Шина PCI (№ 8),

Шина SATA (№ 5).

Слайд 8. Теперь выполним задание № 2. На слайде опять пронумерованы основные компоненты системной платы, в своих карточках вам необходимо написать название этих компонентов. Приступили.

Проверяем:

№ 1 (Разъём для оперативной памяти),

№ 2 (PCI-Express),

№ 3 (PCI),

№ 4 (Разъём для процессора),

№ 5 («Северный мост»),

№ 6 («Южный мост»),

№ 7 (Шина PCI-Express),

№ 8 (Шина PCI),

№ 9 (Шина SATA).

№ 10 (Шина PCI-Express).

4. Тренировка для глаз.

Слайд 9. Изучая строение системной платы, и вглядываясь в расположение её компонентов, мы подвергаем свои глаза большой нагрузке. Поэтому давайте сейчас проделаем несложный тренинг по снятию избыточного напряжения с наших глаз.

Сядьте прямо, положите руки на колени, и проследите одними глазами, без поворотов головы, за перемещениями слота для подключения процессора на слайде.

5. Изучение нового материала.

Слайд 10. Теперь обратим внимание на аппаратные порты системной платы. На слайде представлены два набора таких портов. А именно: PS/2, COM, LPT, о которых речь уже шла. Порт VGA для подключения аналогового монитора или проектора, в настоящее время морально устаревает и вытесняется портами DVI и HDMI для передачи цифровых видео и аудиоданных, Optical Audio - оптический порт для аудиоданных, USB 3.0 - универсальный порт отличается от своего предшественника USB 2.0 техническими характеристиками и синим цветом, e-SATA – порт для подключения накопителя информации, IEEE 1394 – порт для подключения аудио и видео мультимедийных устройств, принтеров, сканеров, накопителей информации, для создания компьютерной сети, USB 2.0, RG-45 (LAN) – об этих портах речь уже шла выше, AUDIO – название говорит само за себя.

На ваших столах лежат карточки № 2 с портами системной платы. Они вам пригодятся уже сегодня, а дома вклейте их в свои рабочие тетради.

Слайд 11.

Теперь выполним задание № 3 для закрепления наших знаний о портах материнской платы. На слайде набор пронумерованных портов, вам надо на своих карточках написать названия этих портов, используя лежащие перед вами памятки.

Проверим:

№ 1 (USB 2.0),

№ 2 (PS/2),

№ 3 (HDMI),

№ 4 (OPTICAL),

№ 5 (DVI),

№ 6 (VGA),

№ 7 (USB 3.0),

№ 8 (USB 2.0),

№ 9 (RG-45).

№ 10 (AUDIO)

Слайд 12.

Быстродействие (пропускная способность) любого устройства компьютера зависит от двух характеристик: тактовой частоты и разрядности и вычисляется путём их перемножения.

В каких единицах измеряется разрядность? (В битах).

А тактовая частота? (В герцах)

Частоту ещё измеряют и в 1/с.

Тогда в чём измеряется пропускная способность? (Бит/с).

Т.е. что такое пропускная способность устройства? (Количество бит, проходящих через устройство в секунду).

Например, если тактовая частота магистрали равна 400 МГц, а разрядность - 64 бита, то для того, чтобы вычислить её пропускную способность надо перемножить 64 бита и 400 МГц. Вычислите быстродействие в гигабайтах в секунду. Проверим.

Слайд 13.

На слайде представлена пропускная способность основных компонентов материнской платы.

Шина USB – 60 Мбит/с.

Шина IDE – 100 Мбит/с.

Шина SATA – 380 Мбит/с.

Шина AGP – 2,1 Гбит/с.

Шина PCI – 4 Гбит/с.

Шина памяти – 6,4 Гбит/с.

Системная шина – 12 Гбит/с.

Шина PCI-Express – 16 Гбит/с

Центральный процессор – 32 Гбит/с.

Какая цель была поставлена у нас на уроке? (Научиться «читать» материнскую плату)

Достигли ли мы поставленной цели? (Да)

Основные компоненты ПК

Новый материал излагается в сопровождении презентации «Основные компоненты компьютера и их функции».

- процессор

- память

- устройства ввода информации

- устройства вывода информации

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

Универсальным устройством компьютер называют потому, что может применяться для многих целей – обрабатывать, хранить и передавать информацию, использоваться человеком в разных видах деятельности.

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

Информация любого вида представляется в компьютере в виде двоичного кода.

Обработку данных компьютер проводит в соответствии с программой – последовательностью команд, которые необходимо выполнить над данными для решения поставленной задачи.

Программно-управляемым устройством компьютер называется потому, что его работа осуществляется под управлением установленных на нём программ.

Любой компьютер состоит из процессора, памяти, устройств ввода и вывода информации.

Просмотр и обсуждение анимации «Типы компьютеров»

Просмотр и обсуждение анимации «Архитектура и структура компьютера»

Функции, выполняемые устройствами компьютера, подобны функциям мыслящего человека).

Процессор

Центральным устройством компьютера является процессор. Он организует приём данных, считывание из памяти очередной команды, её анализ и выполнение, а также отправку результатов работы на требуемое устройство. Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота и разрядность.

Процессор обрабатывает поступающие к нему электрические сигналы (импульсы). Промежуток времени между двумя последовательными электрическими импульсами называется тактом. На выполнение процессором каждой операции выделяется определённое количество тактов.

Тактовая частота процессора равна количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) — миллионах тактов в секунду. Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает компьютер. Тактовая частота современных процессоров уже превышает 1000 МГц = 1 ГГц (гигагерц). Промежуток времени между двумя последовательными электрическими импульсами называется тактом.

Разрядность процессора — это максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться одновременно. Разрядность процессоров современных компьютеров достигает 64.

Внутренняя память

Внутренней называется память, встроенная в компьютер и непосредственно управляемая процессором. Во внутренней памяти хранятся исполняемые в данный момент программы и оперативно необходимые для этого данные. Внутренняя память компьютера позволяет передавать процессору и принимать от него данные примерно с такой же скоростью, с какой процессор их обрабатывает. Поэтому внутренняя память иначе называется оперативной (быстрой). Объём оперативной памяти современных компьютеров достигает нескольких гигабайтов.

Электрические импульсы, в форме которых информация сохраняется в оперативной памяти, существуют только тогда, когда компьютер включён. После выключения компьютера вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, теряется.

К внутренней памяти компьютера относится также ПЗУ — постоянное запоминающее устройство. В нём хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания. После выключения компьютера информация в ПЗУ сохраняется.

9 слайд — внешняя память компьютера (схема);

10 слайд — устройства ввода и вывода;

Приложив значительные усилия, человек может представить текстовую, графическую, звуковую информацию в двоичном коде.

Значительно труднее человеку понять двоичный код. И совсем уже невозможно человеку понять информацию, представленную последовательностью электрических импульсов. Входящие в состав компьютера устройства ввода «переводят» информацию с языка человека на язык компьютера; устройства вывода «переводят» электрические импульсы в форму, доступную для человеческого восприятия. Примеры устройств ввода: клавиатура, мышь, микрофон. Примеры устройств вывода: монитор, принтер.

11 слайд — самое главное.

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

- Любой компьютер состоит из:

- процессора

- памяти

- устройств ввода и вывода информации.

- Функции, выполняемые этими устройствами, в некотором смысле подобны функциям мыслящего человека.

IV. Работа по проверке и оценке изученного материала.

1. Объявление темы и цели урока.

2. Сообщение заданий практической работы.

13 слайд – задание для практической работы;

Расположить фамилии людей, внесших вклад в историю развития вычислительной техники на ленте времени:

- Лебедев,

- Рамеев,

- Ершов,

- Буш,

- Энгельбарт,

- Цузе,

- Жаккард,

- Паскаль.

Всю недостающую информацию найдите в сети Интернет.

Создать ленту времени можно с помощью сервиса TimeRime (http://timerime.com/), имеющегося в свободном доступе в сети Интернет.

1. Самостоятельное выполнение практической работы.

2. Подведение итога этапа

V. Итог урока.

Обобщающая беседа по основным вопросам пройденного материала.

VI. Задавание на дом.

Угринович 11 кл., стр 19-23, читать с. 23-25

Угринович 11 кл., стр 9-16 читать