План урока по предмету «Аппаратное обеспечение ЭВМ»

Департамент образования Тульской области
ГОУ СПО ТО «Болоховский машиностроительный
техникум»
План урока по предмету
«Аппаратное обеспечение ЭВМ»
Дьячковой Елены Станиславовны
Тема: «Архитектура ЭВМ»
Курс: I
Учебная группа: О-7
Профессия: Оператор ЭВМ
Дата проведения: 26.11.2010
2010 год
Цель урока: Сформировать представление об архитектуре ЭВМ.
Выяснить назначение основных узлов ЭВМ и их взаимосвязь.
Тип урока: комбинорованный
Задачи урока:
1.
Обеспечение в ходе урока усвоения и первичного закрепления
новых понятий
2.
Формирование и развитие приемов умственного труда и
логических приемов (анализ, синтез, обобщение).
3.
Формирование
коммуникативных
качеств
личности,
восприятие компьютера как инструмента обработки информации.
Вид
используемых
на
уроке
программных
средств:
интерактивная презентация, тест MS Excel.
Аппаратное и программное обеспечение: ПК, интерактивная
доска, Windows 7, MS Office 2007, StarBoard Software.
Целесообразность использования медиапродукта на уроке:
1.
интенсификация
учебно-воспитательного
процесса
(уменьшение времени подачи материала)
2.
повышение эффективности усвоения учебного материала за
счет одновременного изложения необходимых сведений и показа
демонстрационных фрагментов.
3.
развитие наглядно-образного мышления за счет повышения
уровня наглядности.
4.
воспитание
уважительного отношения к выступающему,
умения слушать, умения высказывать мнение.
Использованная литература:
1.
Учебник. Технические средства автоматизации. Е.И.Гребенюк,
Н.А.Гребенюк, М. «Академия», 2009.
2.
Учебник Аппаратные средства компьютера. М. «Академия»,
2010.
3.
Учебник Вычислительная техника. Келим Ю.М., М.
«Академия», 2007.
1.
План урока
Организационная часть ................................................................. 2 мин
2.
Актуализация знаний........................................................................9 мин
3.
Формирование новых знаний………………..………..….……15 мин
4.
Закрепление новых знаний………………..………………….......10 мин
5.
Подведение итогов…………………………………………….….3 мин
6.
Домашнее задание………………………….…………………..…1 мин
Ход урока
Урок ведется с одновременной демонстрацией презентации
«Архитектура ЭВМ»
1) Организационная часть
 Приветствие.
 Проверка отсутствующих.
 Проверка готовности к уроку.
2. Актуализация знаний.
В начале урока организуется небольшая дискуссия, базируясь на
опыте учащихся, с попыткой ответить на вопросы: «Что представляет
собой персональный компьютер?», «Из каких частей состоит компьютер?».
Вводится понятие «Архитектура ЭВМ (ПК)», на основе полученных
ответов формулируется тема урока.
Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и
принципов
работы
компьютера,
достаточное
для
пользователя
и
программиста.
Цель урока: Сформировать представление об архитектуре ЭВМ и
выяснить назначение основных узлов ЭВМ и их взаимосвязь.
Для того чтобы перейти к непосредственному изучению темы урока,
необходимо вспомнить (повторить) то, что мы изучали ранее (Раздел
«Общие сведения об ЭВМ»)

Какой принцип лежит в основе ранее разработанных ЭВМ?
(Принцип
фон
Джон
Неймана,
американца
венгерского
происхождения). Давайте вспомним, что представляет собой структурная
схема компьютера по фон Джон Нейману. Задание 1: Учащимся
предлагается выполнить задание на интерактивной доске, расставив
внутренние устройства компьютера в заданной схеме (Приложение 1)
Арифметикологическое устройство
(АЛУ)
Устройства
ввода информации
(Увв)
Устройство
управления
(УУ)
Оперативнозапоминающее
устройство
(ОЗУ)
Внешнее
запоминающее
устройство
(ВЗУ)
Устройства вывода
информации
(Увыв)
)
1
3
Архитектура ЭВМ. Основные узлы и связь между ними. @Паросова И.А.
Воспроизведение известного.
Архитектура ЭВМ. Основные узлы и связь между ними. @Паросова И.А.
1
3
Фронтальный опрос в виде беседы.
Создаются условия для положительного настроя учащихся на учебное
занятие. Создается атмосфера заинтересованности.
Учащийся
подготавливается
к
самостоятельной
поисковой
деятельности или к осознанному восприятию объяснений. С целью
развития интереса к предмету, опрос производится в форме игры:
учащиеся сами выбирают тему и сложность вопроса (сложность возрастает
с возрастанием № вопроса, презентация «Вопросы» Приложение 2.).
3. Формирование новых знаний:
1)
Понятие – архитектура ЭВМ. Архитектурой компьютера
называется его описание на некотором общем уровне, включающее его
описание
на
некотором
общем
уровне,
включающее
логическую
организацию, структуру и ресурсы компьютера. Архитектура определяет
принципы действия, информационные связи, и взаимное соединение
основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ,
внешнего ЗУ и переферийных устройств. Общность архитектуры разных
компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.
2) Магистрально – модульный принцип архитектуры.
В основе архитектуры большинства современных
ПК лежит
магистрально-модульный принцип.
Компьютер не является неделимым, цельным объектом. Он состоит
из
некоторого
количества
устройств
–
модулей,
обладающих
возможностью замены. Связаны эти модули через набор электронных
линий – магистралей, обеспечивающих энергоснабжение и обмен данными
между устройствами ПК.
Модульный
принцип
позволяет
каждому
самостоятельно
комплектовать нужную конфигурацию и производить впоследствии
модернизацию компьютера.
Магистральный принцип обмена информации – передача
данных между устройствами по шинам.
Обработка данных на компьютере
1.
Пользователь
запускает
программу,
хранящуюся
в
долговременной памяти, она загружается в оперативную память и
начинает выполняться.
2.
Выполнение: процессор считывает команды и выполняет
их. Необходимые данные загружаются в оперативную память из
долговременной памяти или вводятся с помощью устройств ввода.
3.
Выходные
(полученные)
данные
записываются
процессором в оперативную или долговременную память, а также
предоставляются пользователю с помощью устройств вывода
информации.
Для
связи
основных
используется специальная
устройств
компьютера
между
собой
информационная магистраль, называемая
шиной. Шина – это кабель состоящий из множества проводов. Шину делят
на 3 части:

Шина адреса – на ней устанавливается адрес устройства (либо
ячейки памяти), с которым будет происходить обмен информацией;

Шина данных –по которой
собственно и будет передана
информация;

Шина управления – регулирует процесс обмена информацией
(например позволяет компьютеру различать между собой адреса памяти и
устройств ввода/вывода).
Процессор выполняет арифметические и логические операции,
взаимодействует с памятью, управляет и согласует работу периферийных
устройств. Подключение отдельного модуля компьютера к магистрали на
физическом уровне обеспечивают контроллеры, на программном уровне
– драйверы. Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его,
чтобы соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и
правильно отреагировать на этот сигнал. За реакцию устройства процессор
не отвечает, а отвечает только контроллер, поэтому внешние устройства
ЭВМ заменяемы.
3) Принцип открытой архитектуры.
Компьютеры, в которых
существует возможность производить
замену отдельных компонентов системного блока на более совершенные (в
рамках совместимости) либо на аналогичные, но разных производителей,
устанавливать различное ПО называются ПК поддерживающими принцип
открытой архитектуры. К таковым относятся практически все ПК
компании IBM.
Отличие составляют ЦЭВМ Macintosh созданные компанией Apple.
В этих компьютерах возможно использование запчастей только фирмыпроизводителя, а часть программного обеспечение жестко привязано к
аппаратному.
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.
Если интерфейс является общепринятым, например, утверждённым
на уровне международных соглашений, то он называется стандартным.
Каждый из функциональных элементов (память, монитор или другое
устройство)
связан
с
шиной
определённого
типа
—
адресной,
управляющей или шиной данных.
Для
согласования
интерфейсов
периферийные
устройства
подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры)
и порты примерно по такой схеме:
Итак, принцип открытой архитектуры заключается в следующем:

компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей,
разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.

Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт
наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь
может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному
стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в
соответствии со своими личными предпочтениями
4)
Базовая конфигурация компьютера.
Какие основные блоки входят в состав компьютера?
Современный персональный компьютер состоит из нескольких
основных конструктивных компонент:

системного блока;

монитора;

клавиатуры;

манипуляторов.
Минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для
начала работы с компьютером:

системная (материнская) плата;

процессор с системой охлаждения;

модуль оперативной памяти;

жесткий диск;

дисковод лазерных дисков;

видеоадаптер;

корпус с блоком питания;

монитор;

клавиатура;

мышь
Системная
плата
служит,
стапелем
для
конфигурирования
компьютера. Ее возможности практически на сто процентов определяют,
какие интерфейсы будут доступны для подсоединения остальных
компонентов, и во многом влияют на эффективность компьютерной
системы в целом.
Процессор
выполняет вычислительные операции, исполняя код
программ.
Система
охлаждения
служит
неотъемлемым
элементом
современного процессора. Высокие рабочие частоты обусловливают
высокую тепловую мощность, которую призвана рассеивать система
охлаждения.
Модули оперативной памяти предназначены для временного (на
период работы компьютера) хранения команд и данных.
Жесткий
диск
является
основным
устройством
для
долговременного хранения программ и данных.
Дисковод лазерных дисков предназначен для записи и считывания
информации с лазерных компакт-дисков, как правило, форм-фактора 5,25
дюйма.
Видеокарта выполняет обработку графических данных и передает
результат на монитор через буфер кадра. Современные видеокарты имеют
собственный графический процессор и локальную видеопамять для
временного хранения обрабатываемых данных.
Корпус служит для монтажа компонентов компьютерной системы,
их
питания,
обеспечения
условий
охлаждения,
снижения
уровня
электромагнитных излучений.
Неотъемлемой частью корпуса считается блок питания. Основные
параметры корпуса: мощность блока питания, форм-фактор, размер.
Монитор
служит
устройством
отображения
визуальной
информации.
Клавиатура
предназначена для
ввода
символов,
управления
курсором и выполнения некоторых служебных операций.
Мышь является устройством управления активными элементами
графического
интерфейса
пользователя,
присущего
современным
операционным системам.
Вывод: Итак, разобрав основные вопросы урока, мы можем прийти
к выводу, что компьютер - это универсальное программно- управляемое
автоматическое устройство для обработки информации различных видов и
архитектура современного компьютера:
 Шинная: устройства взаимодействуют через общую магистральшину
 Открытая: изменяемый состав устройств
( вспомним архитектуру фон Неймана:
 Централизованная:
устройства
взаимодействуют
через
центральный процессор
 Фиксированная: неизменяемый набор устройств)
4. Закрепление новых знаний:
Учащиеся самостоятельно ищут ответ на задание преподавателя,
выдвигают свои предположения, работают с компьютерной презентацией.
Данная деятельность позволяет формировать логическое мышление.
Происходит систематизация изученных на уроке понятий и ранее
усвоенных знаний.
•
Что включает в себя системная шина?
•
Для чего необходимо иметь слоты расширения?
•
Возможно ли,
в вашем компьютере заменить имеющийся
жесткий диск на другой, большего объема?
•
Что называется архитектурой ЭВМ?
•
Что такое «базовая конфигурация ПК»?
•
Каким образом устройства ЭВМ соединены между собой?
•
Какие еще устройства можно заменить в вашем компьютере?
•
Производили ли вы модернизацию своего компьютера?
Выполнить тест (с помощью интерактивной доски):
№
№
Вопрос
Варианты ответа
правильн.
ответа.
1.
Базовой
1.винчестера, дисковода, монитора, клавиатуры
конфигурацией
2. монитора, клавиатуры, системного блока, мыши
компьютера считается
наличие…
2
3. принтера, клавиатуры, монитора, памяти
1. конструктивные подробностей устройства машины,
2.
Архитектура – это ….
электронных схем.
2.универсальное устройство обработки информации.
3
3. описание устройства и принципов работы компьютера
3.
Устройствами
ввода
являются…
При
5.
6.
2.мринтер, клавиатура, джойстик
отключении
вся
1. на жестком диске
2. в оперативной памяти
информация
2
стирается
3.на гибком диске
Обработка
1. внешней памятью
информации
2. клавиатурой
производится…
3. процессором
Устройством
1. клавиатура
информации
1
3. мышь, плоттер, винчестер
компьютера
4.
1. микрофон, клавиатура, сканер, дигитайзер
вывода
2. монитор
3
2
является…
К
7.
3. процессор
внешним
запоминающим
2. дискета, лазерный диск, флэш-память
устройствам
9.
Акустические
1. звуковой информации
колонки служат для
2. графической информации
вывода…
3. текстовой информации
Для
1. процессор, винчестер, дискета
формирования
изображения,
монитора служит…
10.
1
2. видеокарта
выводимого на экран
Модем
2
3. монитор, ОЗУ, ПЗУ
относятся…
8.
1. процессор, винчестер, дискета
является
устройством…
2
3. дисплей
1. обработки информации
2. вывода информации
3
3. связи для выхода в сеть
5. Контроль и самопроверка знаний:
Отрабатывается умение использовать усвоенные знания в качестве
средства межсубъективного общения и инструмента самоутверждения в
глазах
партнёра.
Формируются
навыки
общения
и
совместной
деятельности.
– Определить, какие устройства изображены на фотографиях,
описать их назначение, а затем проверить правильность работы у
соседа по парте с оцениваем
6. Подведение итогов.
Ответы на вопросы учащихся. Подведение итога урока. Выставление
оценок.
Этот этап позволяет соотнести цель и результат.
7. Домашнее задание
•
Уровень знания: знать, что такое архитектура компьютера
•
Уровень
понимания:
выбрать
оптимальную
конфигурацию
компьютерной системы (по запросу пользователя)
•
Материал учебника для повторения и закрепления знаний: стр.19-23
Приложение 1.
)
1
3
Архитектура ЭВМ. Основные узлы и связь между ними. @Паросова И.А.
Устройства
ввода информации
(Увв)
Арифметикологическое устройство
(АЛУ)
Устройство
управления
(УУ)
Внешнее
запоминающее
устройство
(ВЗУ)
Оперативнозапоминающее
устройство
(ОЗУ)
Устройства вывода
информации
(Увыв)
Архитектура ЭВМ. Основные узлы и связь между ними. @Паросова И.А.
1
3