Литература. 1.Шауцукова Л.З. Информатика. – М.: Просвещение

Тема урока:
Архитектура ЭВМ. Магистрально- модульный принцип
построения
Цели урока:
Познавательные: Сформировать знания о структуре ПЭВМ.
Развивающие: развитие интереса к изучаемой теме, логического мышления
Воспитательные: привитие навыков осознанного использования компьютера
при решении различного рода задач.
Ход урока:
I.Этап. Организационный.
II.Этап. Проверка знаний. предыдущих тем.
III.Этап. Подготовка учащихся к активному и сознательному усвоению нового
материала.
Объяснение материала:
Компьютер - это универсальное (многофункциональное) электронное
автоматическое устройство, предназначенное для накопления, обработки и
передачи информации. Основные блоки компьютера: процессор, память,
периферийные устройства.
Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация,
структура, ресурсы, то есть средства вычислительной системы, которые могут
быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.
В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен
магистрально- модульный принцип (рис. 1).
Наиболее распространены следующие архитектурные решения:
1.Классическая архитектура (архитектура фон Неймана).
2.Многопроцессорная архитектура.
3.Многомашинная вычислительная система.
4.Архитектура с параллельными процессорами.
Далее будем рассматривать классическую архитектуру (архитектура фон
Неймана).
Модульная организация компьютера опирается на магистральный принцип
(шинный) принцип обмена информацией между устройствами.
Магистраль (системная шина) - это набор электронных линий, связывающих
центральный процессор, основную память и периферийные устройства воедино
относительно передачи данных, служебных сигналов и адресации памяти.
Процессор выполняет арифметические и логические операции, взаимодействует
с памятью, управляет и согласует работу периферийных устройств. Обмен
информацией между отдельными устройствами компьютера производится по
образующим магистраль трем многоразрядным шинам (многопроводным
линиям связи), соединяющим все модули -- шине данных, шине адресов, шине
управления.
Шина данных.
Разрядность шины определяется количеством битов информации, передаваемых
по шине параллельно. Данные по шине данных могут передаваться от
процессора к какому-либо устройству, или наоборот, от устройства к
процессору, то есть шина данных является двунаправленной.
Благодаря модульному принципу построения потребитель сам может
комплектовать компьютер нужной ему конфигурации и производить при
необходимости ее модернизацию.
Что позволяет говорить о модульном принципе построения компьютера?
Конструктивно составные части системного блока и магистраль располагаются
на системной плате. На ней иногда бывают сосредоточены все необходимые для
работы компьютера элементы. Такие платы называются Аll-ln-Оnе. Однако
большая часть компьютеров имеет системные платы, которые содержат лишь
основные узлы, а элементы связи, например, с приводами накопителей,
дисплеем и другими периферийными устройствами на ней отсутствуют. В таком
случае эти отсутствующие элементы располагаются на отдельных печатных
платах, которые вставляются в специальные разъемы расширения,
предусмотренные для этого на системной плате. Эти дополнительные платы
называют дочерними, а системную плату --материнской (motherboard).
Функциональные устройства, выполненные на дочерних платах, часто называют
контроллерами или адаптерами, а сами дочерние платы -- платами расширения.
Таким образом, подключение отдельных модулей компьютера к магистрали,
находящейся непосредственно на материнской плате, на физическом уровне
осуществляется с помощью контроллеров, а на программном обеспечивается
драйверами. Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его,
чтобы соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и правильно
отреагировать на него. За его выполнение процессор не отвечает, отвечает лишь
соответствующий контроллер, поэтому периферийные устройства компьютера
заменяемы и набор таких модулей произволен. Большая часть периферийных
устройств подсоединяется очень просто--снаружи, через разъемы на корпусе
системного блока к выходам соответствующих контроллеров - портам
(периферийные устройства еще называются внешними, так как осуществляют
связь ЭВМ с "внешним миром").
К основным режимам работы процессора с использованием шины передачи
данных можно отнести:
· запись/чтение данных из оперативной памяти (оперативное запоминающее
устройство - ОЗУ);
· запись/чтение данных из внешних запоминающих устройств (ВЗУ);
· чтение данных с устройств ввода;
· пересылка данных на устройства вывода.
Выбор абонента по обмену данными производит процессор, формируя код
адреса данного устройства, а для ОЗУ - код адреса ячейки памяти. Код адреса
передается по адресной шине, причем, сигналы по ней передаются в одном
направлении - от процессора к устройствам (однонаправленная шина). По шине
управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией
(ввод/вывод), и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств,
участвующих в обмене информацией.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1.Что называют архитектурой компьютера?
2.В чем смысл модульного принципа организации современной ЭВМ?
3.Что такое магистраль?
4.Какова функция процессора при работе компьютера?
5.Как происходит выбор абонента для обмена данными?
6.Какова роль шины управления ?
7.Какие основные блоки входят в состав компьютера?
8.Почему возможен модульный принцип построения компьютера?
9.Структурная схема ЭВМ в общем случае включает в себя:
а) процессор, ОЗУ, ВЗУ, устройства ввода, устройства вывода;
б) АЛУ, устройство управления, принтер, дисплей;
в) микропроцессор, ВЗУ, клавиатуру, дисплей;
г) системный блок, дисплей, ОЗУ.
10. Системная шина представляет собой совокупность одно- и двунаправленных
линий связи, логически объединенных в группы:
а) шина данных и шина питания;
б) шина адреса и шина питания;
в) шина адреса и шина управления.
Литература.
1.Шауцукова Л.З. Информатика. – М.: Просвещение, 2000.
2.Н. Угринович Информатика и информационные технологии. – М.:Бином.
Лаборатория Знаний, 2002.