Урок №4

Тема:Класифікація та основні характеристики процесорів. Принцип дії та основні характеристики найбільш поширених видів запам’ятовуючих пристроїв: дискових накопичувачів, оперативної та флеш-пам’яті. Класифікація та основні характеристики принтерів. Відеосистема комп’ютера, призначення та основні характеристики її складових: монітора, відеоадаптера та відеопам’яті.

Мета:

• пояснити основні принципи подання даних і програм у комп’ютері та пристрої, які виконують функції обробки та збереження даних;

• навести приклади процесорів, запам’ятовуючих пристроїв;

• ознайомитись із функціональним призначенням та основними характеристиками процесорів;

• вивчити основні характеристики запам’ятовуючих пристроїв;

• пояснити відмінності між зовнішніми та внутрішніми запам’ятовуючими пристроями, оперативними та постійними запам’ятовуючими пристроями;

• сформувати уявлення про принцип дії накопичувачів на магнітних та оптичних дисках;

• сприяти розвитку творчої активності учнів, інтересу вивчення предмету;

• виховувати дбайливе ставлення до технічних засобів.

Обладнання та матеріали: картки до гри «Комп’ютер», презентація «Урок4», картки «Складові комп’ютера», картки для самоаналізу уроку.

Хід уроку

1. Організаційний момент

2. Актуалізація опорних знань

Гра «Бараняча голова»

Учням пропонується: першому – назвати одне слово (поняття, термін) із тих, що були засвоєні; другий повинен повторити слово, промовлене попереднім учасником, і додати своє. Порядок слів при цьому змінювати не можна. Якщо учень зробив помилку, наступний замість слова промовляє – «бараняча голова».

Гра «Комп’ютер»

Заповніть порожні місця у фундаментальній схемі комп’ютера

3. Вивчення нового матеріалу

1. Мотивація навчальної діяльності

Питання до класу: Яким чином подані дані у комп’ютері? ( усі дані в комп’ютері представлені у двійковому кодуванні – за допомогою символів 0 та 1).

Як можна подати число 5 (чи будь-яке інше) за допомогою 0 та 1? Для того, щоб зацікавити клас, можна запропонувати «вгадати» число, коли народився учень, якщо він лише вкаже, на яких із зображених карток є ця дата.

Числа проставлені не випадково, насправді вони згруповані за двійковими розрядами. А саме, якщо двійкові розряди числа записати по одному на картку, то це число буде лише на тих картках, де записані одиниці. Таким чином, щоб дізнатись дату народження, треба лише додати степені двійки із відповідних карток (1, 2, 4, 8 або 16; вони записані у лівих верхніх кутах карток).

Після "фокусу" учням слід розкрити його "секрет" і запропонувати помінятися з вами ролями, наприклад відгадати число, в яке ви народилися. У результаті такої «гри» учні будуть підготовлені до того, щоб зрозуміти принцип подання чисел у двійковій системі числення.

Отже, для того, щоб «відгадати» деяке число, нам лише необхідно позначити картки, де є це число, одиницями, а де немає – нулями. Отримуємо, наприклад, 00101 – двійкове подання числа 5. Запропонуйте учням отримати двійкові подання інших чисел.

Як ви гадаєте, яка деталь (компонент) нашого комп’ютера відповідає за таке обчислення?

2. Оголошення теми і мети уроку

Сьогодні ми з вами розглянемо компоненти, що забезпечують обробку і зберігання інформації. Проте перш ніж перейти до розгляду конкретних пристроїв, звернімо увагу на способи подання даних і програм у комп’ютері, адже саме вони визначають, які технології буде застосовано для виготовлення апаратних компонентів.

3. Вивчення нового матеріалу

• Подання даних і програм у комп’ютері

Існує два типи систем числення – позиційні та непозиційні, у них прийнято різні принципи утворення чисел із цифр.

Позиційна система числення – це система, в якій той самий числовий знак (цифра) в запису числа має різні значення залежно від того місця (розряду), де його розташовано.

У непозиційній системі (римські числа) кожна цифра має однакове значення, незалежно від свого розташування у числі. Число утворюється додаванням цифр від більших до менших, а якщо менша цифра передує більшій, то її значення віднімається.

У позиційній системі кожна цифра набуває певної ваги, залежно від свого розташування у числі. Наприклад цифра 5 у числі 15 має меншу вагу, ніж у 528, позначаючи одиниці та сотні відповідно. За таким же принципом формуються числа і в двійковій системі.

«Звичайні» десяткові числа можна легко перевести у систему із іншою основою (зокрема, двійкову) і у зворотному напрямку.

Наприклад:

128₁₀=1•10²+2•10¹+8•10⁰

7216₁₀=7•10⁴+2•10³+1•101++6•10⁰

1001₂=1•2³+0•2²+0•2¹+1•2⁰=9₁₀

Текстові дані теж можна закодувати за допомогою 0 та 1. В основі кодування символів лежать кодові таблиці ASCII та Unicode, що зіставляють кожен символ певному числу. Варто зауважити, що залежно від обраної системи кодування, кожному символу може відповідати 8 або 16 розрядів, що впливає на довжину коду.

Графічні дані можна представити у растровому чи векторному форматі. У растрових зображеннях кожен піксел кодується двійковим кодом. Його розрядність залежить від кількості кольорів зображення (для чорно-білих досить одного розряду, для 16-колірних – чотирьох і т.д.). Векторні зображення будується за інформацією про тип об’єкта (наприклад, коло) та його властивості (координати центру кола, його радіус, колір, тип ліній тощо).

Звук перед двійковим кодуванням повинен пройти дискретизацію. Відеодані є комбінацією зображень та звуку.

Програми, що складаються із окремих команд, подаються у двійковому коді, проте сучасні мови програмування дозволяють формулювати необхідні команди словами, у зручному для людини вигляді.

• Класифікація та основні характеристики процесорів.

Центральний процесор – основний компонент комп’ютера, призначений для керування всіма його пристроями та виконання арифметичних і логічних операцій над даними.

Можливості комп’ютера залежать від характеристик процесора, від його продуктивності (тактової частоти та кількістю ядер)

Тактова частота визначає, скільки елементарних операцій (тактів) процесор виконує за секунду, і вимірюється в мегагерцах (1 Мгц= 10⁶Гц) та гігагерцах (1 ГГц= 10⁹ Гц)

Багатоядерний процесор може мати два чи більше обчислювальних ядер на одному процесорному кристалі або одному корпусі. Сучасні багатоядерні процесори мають 2 або 4 ядра (планується випуск 8-ядерних зразків) з тактовою частотою кожного від 1,66 до 3,2 ГГц.

Найбілу послідовність розрядів (бітів), яку процесор може обробляти одночасно, називають машинним словом. Залежно від довжини машинного слова розрізняють 8-, 16-, 32- та 64-розрядні процесори.

Ще одна важлива характеристика процесора – набір команд, який він «розуміє» та може виконати.

Як ви гадаєте, де розташовують процесор в комп’ютер?

Материнська плата – пристрій, на якому встановлено внутрішні компоненти комп’ютера. Використовується для передавання даних між усіма його пристроями.

На материнській платі розташовано центральний процесор та чіп сет – набір мікросхем, спроектований для спільної роботи з метою виконання певних функцій.

• Принцип дії та основні характеристики найбільш поширених видів запам’ятовуючих пристроїв: дискових накопичувачів, оперативної та флеш-пам’яті.

Пам’ять комп’ютера поділяють на зовнішню та внутрішню. Характеристика такої пам’яті – обсяг, який вимірюється у Мбайтах і Гбайтах.

Можна провести аналогію між пам’яттю комп’ютера та шафою і робочим столом. Книга постійно зберігається у шафі (у зовнішній пам’яті); шафа досить велика і може містити багато таких книг. Але коли потрібно прочитати (опрацювати) книгу, ми її витягуємо із шафи і розміщуємо на столі (в оперативній пам’яті), для того щоб можна було швидко і зручно з нею працювати. Після завершення роботи книгу повертають в шафу, щоб не захаращувати робочий стіл, який має обмежений розмір. Необхідно обговорити з учнями принцип дії жорстких дисків, оптичних дисководів та флеш-накопичувачів, наголосивши, що великою перевагою флеш-накопичувачів є відсутність у приводі рухомих частин. Питання: чому флеш-накопичувачі досі не витіснили жорсткі диски? (відповідь: висока ціна 1Гб місця на флешці)

Оперативна пам’ять – швидкодіюча пам’ять, призначена для запису, зберігання та читання інформації у процесі її обробки.

Постійна пам’ять – швидкодіюча енергозалежна пам’ять, призначена для зберігання інформації, що не змінюється під час виконання програм. Ця пам’ять забезпечує лише можливість читання інформації.

Пристрій зберігання даних складається з носія, на якому записано дані, та допоміжного обладнання, що забезпечує можливість їх записування, читання і передавання.