4 davidova (1)

АРХИТЕКТУРА
ПЕРСОНАЛЬНОГО
КОМПЬЮТЕРА
МАГИСТРАЛЬНО-МОДУЛЬНЫЙ
ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ
КОМПЬЮТЕРА
Урок по предмету
«Информатика и ИКТ»
Разработка преподавателя
высшей квалификационной категории
Давыдовой Галины Владимировны
Ц Е Л И:
 Обучающая:
изучить и закрепить новые понятия по теме
«Архитектура персонального компьютера.
Магистрально-модульный принцип построения
компьютера»
 Развивающая:
способствовать развитию логического
мышления, умения излагать мысли, интереса
учащихся к данной теме и предмету в целом
 Воспитательная:
Воспитание информационной культуры
студентов, внимательности,
дисциплинированности, усидчивости
Вид урока:
урок изучения нового материала

Оборудование:
Компьютеры.
Мультимедийный проектор.
 Наглядные
материалы:
 Мультимедийная
презентация
ПЛАН УРОКА
 Организационный
момент (2 мин);
 Подготовка к основному
этапу занятия
(3 мин);
 Формирование новых знаний и
способов действий
(15мин);
 Физкультминутка
(2 мин);
 Самостоятельная работа
(10 мин)
 Первичное закрепление
(10 мин);
 Подведение итогов урока,
домашнее задание
(3 мин);
ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ
 Проверка
посещаемости.
 Проверка
наличия конспектов и
раздаточного материала на столах.
 Проверка
исправности
технических средств
ПОДГОТОВКА К ОСНОВНОМУ
ЭТАПУ
ЗАНЯТИЯ
 Вступительное
слово
преподавателя.
 Ознакомление
с новым
материалом с использованием
мультимедийной презентации.



В основу архитектуры современных персональных
компьютеров положен магистрально-модульный
принцип .
Модульность позволяет потребителю самому
комплектовать нужную ему конфигурацию
компьютера и производить при необходимости ее
модернизацию. Модульная организация
компьютера опирается на магистральный
(шинный) принцип обмена информацией между
устройствами.
К магистрали, которая представляет собой
три различные шины, подключаются процессор и
оперативная память, а также периферийные
устройства ввода, вывода и хранения
информации, которые обмениваются
информацией в форме последовательностей нулей
и единиц, реализованных электрическими
импульсами.
ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ
ШИНЫ


Быстродействие процессора,
оперативной памяти и
периферийных устройств
существенно различается.
Быстродействие устройств
зависит от тактовой частоты
обработки данных (обычно
измеряется в мегагерцах – МГц)
и разрядности, т.е. количества
битов данных, обрабатываемых
за один такт.
(Такт – это промежуток времени
между подачами электрических
импульсов, синхронизирующих
работу устройства компьютера).
Соответственно, скорость
передачи данных
(пропускная способность)
соединяющих эти устройства
шин также должна
различаться.
Пропускная
способность шины
(измеряется в бит/с)
равна произведению
разрядности шины
(измеряется в битах) и
частоты шины
(измеряется в герцах –
Гц, 1Гц = 1 такт в
секунду):
 Пропускная
способность шины =
разрядность шины ×
частоту шины

МНОГИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА ИНТЕГРИРОВАНЫ
В СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИНСКИЕ (СИСТЕМНЫЕ) ПЛАТЫ:
Сетевая
карта
Сетевой адаптер беспроводной
cвязи Wi-Fi
Внутренний модем
Звуковая карта
ЧИПСЕТ
 Важнейшей
частью
материнской
платы является
чипсет, который
во многом
определяет
архитектуру
современного
персонально
компьютера.



Чипсет Intel 845 GE
Современные
компьютеры содержат
две основные большие
микросхемы чипсета:
- контроллерконцентратор
памяти, или
Северный мост,
который обеспечивает
работу процессора с
оперативной памятью
и с видеоподсистемой;
- контроллерконцентратор
ввода-вывода, или
Южный мост,
обеспечивающий
работу с внешними
устройствами.
УПРОЩЕННАЯ СХЕМА СИСТЕМНОЙ ПЛАТЫ
Монитор
Проектор
Систем
ная
шина
Видеоплата
Жесткие
диски
CDдисководы
DVDдисководы
PSI-Express
Шина
SATA
Северный
мост

Южный
мост
Шина
памяти
Шина
USB
Оперативная
память
Принтер,
сканер,
Цифровая
фотокамера,
Web-камера,
модем,
клавиатура,
мышь
 Системная
шина
(см. рисунок предыдущего слайда)
Между Северным мостом и процессором данные
передаются по системной шине (FSB от анл. FrontSide
Bus).
 В наиболее быстрых компьютерах частота системной
шины составляет 400 МГц. Однако между Северным
мостом и процессором эффективная частота передачи
данных в 4 раза выше. Таким образом, процессор может
получать и передавать данные с частотой 400 МГц × 4
= 1600 МГц.
 Так как разрядность системной шины равна
разрядности процессора и составляет 64 бита,
то пропускная способность системной шины равна
64 бита × 1600 МГц = 102400 Мбит/с = 100 Гбит/с = =12,5
Гбайт/с

ЧАСТОТА ПРОЦЕССОРА
В
процессоре используется внутреннее
умножение частоты, поэтому частота
процессора в несколько раз больше, чем
частота системной шины.
 В современных процессорах используется
коэффициент умножения частоты 8.
 Это означает, что процессор за один такт
шины способен генерировать 8 своих
внутренних тактов и, следовательно,
частота процессора составляет
 400 МГц × 8 = 3,2 ГГц.
ШИНА ПАМЯТИ
Обмен данными между Северным мостом и
оперативной памятью производится по шине
памяти, частота которой может быть больше
(например, в 4 раза), чем частота системной
шины. У современных модулей памяти частота
шины памяти может составлять 400 МГц × 4 =
1600 МГц, т.е. оперативная память получает
данные с такой же частотой, что и процессор.
 Так как разрядность шины памяти равна
разрядности процессора и составляет 64 бита, то
пропускная способность шины памяти также
равна:
 64 бита × 1600 МГц = 102400 Мбит/с =
= 100 Гбит/сек = 12, 5 байт/с = 12800 Мбайт/с .

ШИНЫ SATA И USB
Шина SATA.

Устройства внешней
памяти (жесткие диски,
CD- и DVD-дисководы)
подключаются к Южному
мосту по шине SATA
(англ. Serial Advanced
Technology Attachment –
последовательная шина
подключения
накопителей), скорость
передачи данных по
которой может достигать
300 Мбайт/с.
Шина USB.

Для подключения
принтеров, сканеров,
цифровых камер и других
периферийных устройств
обычно используется шина
USB (Universal Serial Bus
– универсальная
последовательная
шина). Эта шина обладает
пропускной способностью до
60 Мбайт/с и обеспечивает
подключение к компьютеру
одновременно до 127
периферийных устройств
(принтер, сканер, цифровая
камера, Web-камера, модем
и др.) .
ШИНА PCI EXPRESS



По мере усложнения графики приложений
требования к быстродействию шины, связывающей
видеопамять с процессором и оперативной памятью,
возрастают.
В настоящее время для подключения видеоплаты к
Северному мосту все большее распространение
получает шина PCI Express (Peripherial Component
Interkonnect bus Express – ускоренная шина
взаимодействия периферийных устройств).
Пропускная способность этой шины может достигать
32 Гбайт/с.
К видеоплате с помощью аналогового разъема VGA
(Video Graphics Array – графический видеоадаптер)
или цифрового разъема DVI(Digital Visual Interface –
цифровой видеоинтерфейс) подключается электроннолучевой или жидкокристаллический монитор или
проектор.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ТЕМЕ
«АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА.
МАГИСТРАЛЬНО-МОДУЛЬНЫЙ ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ
КОМПЬЮТЕРА»














Какой принцип положен в основу архитектуры современных
персональных компьютеров?
Какие возможности предоставляет модульность потребителю?
Что из себя представляет «магистраль»?
Какие дополнительные устройства могут быть интегрированы в
современные материнские платы?
Назовите две основные большие микросхемы чипсета и перечислите их
функции.
От чего зависит быстродействие устройств компьютера. Назовите
единицу измерения тактовой частоты обработки данных и
разрядности.
Дайте объяснение термину «такт».
Как рассчитывается пропускная способность шины?
Назовите назначение системной шины. Чему равна её пропускная
способность?
Чему равна частота процессора?
Шина памяти – её назначение и пропускная способность
Шина PCI Express – её назначение, пропускная способность.
Шина SATA – её назначение, скорость передачи данных.
Шина USB – её назначение, пропускная способность.
ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА

Я попрошу вас закончить предложения, это будут
ваши чувства, эмоции здесь и сейчас.

В целом урок прошёл… .

На занятии я научился… .

Во время занятия мне было трудно…, потому что… .

Мне бы хотелось…..

Я приобрёл... .

Больше всего мне понравилось… .