Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
гос / Gosy / ГОС по МПИ1.doc
Скачиваний:
95
Добавлен:
25.04.2015
Размер:
417.28 Кб
Скачать

18. Устройство и организация работы эвм: место, роль и методика изучения раздела.

Учебники: Гейн, Житомирский – тема рассматривается после темы «Символьные переменные»; Каймин – после темы «Алгоритмы»; Кушниренко – после «Алгоритмического языка» (после циклических алгоритмов); Ляхович – углубленное изучение темы после решения задач в режиме диалога; Ершов – после «Команд ввода/вывода».

Цель: формирование общего представления о структуре ЭВМ и проходящих в ней процессах.

Место темы: в начале курса, рассмотрение темы в 11 классе.

Мотив: необходимо знать, как устроена машина, на которой работаем.

Методы: изложение в форме лекции.

Закрепление: обучающие программы, задания на кодирование информации.

Контроль: устный опрос, фронтальная письменная работа.

Обработка информации с помощью ЭВМ всегда происходит в некоторой обстановке – внешней среде, являющейся источником входной и потреблением выходной информации.

Ядро темы:

  1. основные блоки ЭВМ (процессор – УУ и АЛУ, память – внешняя, внутренняя – ОЗУ, ПЗУ, устройства ввода/вывода, магистрали).

  1. Процессор – его устройство и функции, принципы фон Неймана.

Принципы фон Неймана:

– ЭВМ должна работать в двоичном исчислении,

– основная память должна иметь произвольный доступ, т.е. любая ячейка памяти свободна в любой момент,

– в памяти должна храниться программа и данные,

– память явл. иерархическим блоком ЭВМ.

Процессор занимается непосредственно обработкой информации. Память используется процессором для запоминания входных сообщений, промежуточной информации результатов работы и получения ранее заполненной информации (аналогично живому существующему процессор – мозг). Для хранения различной промежуточной информации в составе ЭВМ предлагаются разнообразные ЗУ. Они входят в состав процессора и непосредственно связаны с ним. Процессор современных машин имеет порядок нескольких сантиметров. Он может располагаться в одном корпусе с клавиатурой или в составе дисплея.

Алгоритм работы процессора. Команды программы и информация хранятся в памяти, каждая команда занимает слово, адреса слов – нечетные числа, занимают два байта. Процессор в каждый момент исполнения программы помнит, какую команду он должен выполнить следующей. Для этой цели и используются регистры. Чтобы выполнить команду, он должен прежде всего узнать, в чем она состоит, т.е. получить из памяти слово по адресу. Далее процессор должен изменить содержание адреса, иначе на следующем шаге будет выполняться та же самая команда. Затем процессор приступает к выполнению собственной программы. Этот циклический процесс прекратиться тогда, когда выполняемой командой окажется “стоп”.

  1. Память – принцип адресности, виды памяти.

Память – совокупность нескольких запоминающих устройств. Состав памяти зависит от ее структуры. В нее может входить одно или несколько типов ЗУ.

Память:

– оперативная (непосредственно управляет работой),

– местная (буферная связь между процессором и каналами),

– адресная память,

– программная память (хранение машинных программы),

– внешняя память (длительное хранение),

– внутренняя память (выдача и занесение в стек),

– водеопамять (дисковод с гибким магн. диском, жестким м.д.)

Память процессорпрограмма.

Память состоит из машинных команд + процессор. Число одновременно обработанных битов называется разряд процессора. В памяти ЭВМ запоминающиеся элементы объединяются в группы по 8, 16, 32 ... битов. Число битов с помощью которого кодовый адрес запоминается, называется разрядным. Он характеризует объем памяти. Процессор и память взаимосвязаны:

1) запись информации в память,

2) чтение информации из памяти.

При записи программы по шине данных передают записывающую информацию, по шине адреса передают информацию в каком месте памяти происходит запись.

  1. Устройства ввода–вывода.

1) клавиатура. У большинства ЭВМ клавиатура устроена так: под клавишами расположено три слоя полиэтиленовой пленки. Верхний слой на нижней поверхности не содержит металлического покрытия. 3-й слой с верхней стороны имеет металлическое покрытие. Между слоями помещена п/э пленка с отверстиями строго под клавишей. При нажатии клавиши пленка прогибается и замыкает определенный элемент схемы. Каждая клавиша имеет свою схему. По цепи сигнал идет в процессор и ЭВМ узнает какая клавиша нажата.

2) дисплей (монитор) – телевизор, основной элемент монитора:

– электр. лучевая трубка,

– катод (электронная трубка),

– анод (экран).

Под высоким напряжением электроны трубки разгоняются до больших скоростей, ударяясь об экран вызывают свечение. Изменяя движение электрона можно менять цвет экрана. У разных машин структура монитора разная (корвет– мозаичный монитор). Экран монитора помещает в 1 стр. по 64 символа.

3) дисковод–запись информации на гибкие магнитные диски и считывание. Маг.диски–наиболее удобные носители информации. Принцип записи аналогичен магнитофону. Устройство, с помощью которого записывается и считывается информация с гибких маг. дисков – дисковод. Они бывают одинарные и спаренные . Запись идет магнитной головкой. На дискете запись идет по радиусу скачками от тракта к тракту.

4) устройство печати: графопостроитель, множительная техника, принтер–печатающая головка, состоящая из множества игл. Печать идет слева направо по листу. Против каждой иглы свой э/магнит.

  1. Обмен информацией м/у блоками ЭВМ – магистрали, потоки информации.

Взаимодействие между основными частями ЭВМ. Для связи процессора, памяти, устройства в/в служит специальный пучок проводов – магистраль. Она содержит шину данных, шину адреса несколько специальных проводов для передачи сигнала.

Связь между устройствами осуществляется через магистраль, управление работой идет через процессор. Все устройства, кроме процессора – исполнители.

  1. Кодировка информации – двоичные коды.

Контроль знаний: устный, письменный опрос; задачи на кодирование, принцип адресности (сколько бит и байт нужно для слова «кошка», сколько целых чисел можно разместить в памяти в … байт)

Расширение раздела: 1) кодирование информации, системы счисления; 2) физические принципы работы ЭВМ; 3) основной алгоритм работы процессора; 4) электронно-логические элементы.