Учитель информатики. Какое устройство предназначено для обработки информации.

Содержание

Она связана с хранением и извлечением данных, постоянно хранящихся на жестком диске или аналогичном устройстве. У него есть собственный специализированный процессор, который выполняет эти функции.

Изучая эту тему, вы узнаете следующее.

— назначение аппаратного обеспечения компьютера; — как устроено основное оборудование компьютера; — что подразумевается под термином производительность компьютера.

Перед вами на столе стоит компьютер. Вы можете просить его о помощи, общаться с ним — иногда как с дружелюбным или строгим учителем, иногда как с партнером по игре. Компьютер помогает вам решать многие задачи, учит вас и развлекает. Он подчиняется вашим указаниям в виде конкретных команд. Компьютеры работают намного быстрее, чем человек, и выполняют команды практически мгновенно.

Как же компьютер может так идеально выполнять то, о чем его просят люди? Как устроен компьютер и из каких частей он состоит? Ответы на эти вопросы могут быть простыми или сложными, в зависимости от того, как вы хотите их использовать.

В этом курсе вы узнаете о структуре компьютера с точки зрения пользователя, чтобы вы могли использовать компьютер как инструмент для обработки информации. Компьютер должен уметь читать и распознавать информацию, хранить ее, обрабатывать и отображать результаты своей работы, т.е. выполнять основные этапы обработки информации (рис. 16.1): Вход, хранение, преобразование, выход.

Рисунок 16.1: Основные этапы обработки информации.

Все эти задачи требуют технических устройств и программ. Набор технических устройств называется аппаратным обеспечением.

Аппаратное обеспечение персональных компьютеров представляет собой систему взаимосвязанных технических устройств, обеспечивающих ввод, хранение, обработку и вывод данных.

Отдельные части компьютера — это блоки, которые соединены друг с другом различными устройствами, такими как кабели, разъемы, порты и т.д.

Из различных компонентов компьютера можно выделить следующие основные минимальные компоненты: устройство ввода — клавиатура, устройство вывода — монитор и отдельный блок, называемый системным модулем. Эти устройства обеспечивают основные уровни обработки информации, показанные на рисунке 16.1. С помощью клавиатуры человек вручную вводит информацию (данные и команды) в память компьютера. Дисплей используется для отображения входных данных, а также результатов обработки информации. Системный модуль заботится о преобразовании и хранении информации.

Помимо клавиатуры и монитора, при работе с персональным компьютером используется ряд других устройств, которые не являются частью основного оборудования, но служат для ввода и вывода информации. Например, трудно представить работу современного компьютера без маленького помощника — мыши, которая легко перемещается по ковру даже в руках неопытного пользователя.

Полезно иметь печатающее устройство — принтер, позволяющий в течение нескольких минут распечатывать тексты, таблицы и графические документы. Современный компьютер часто также имеет сканер (устройство, позволяющее вставлять информацию с листа бумаги в книгу, журнал и т.д.), колонки, наушники, микрофон и т.д. Те, кто играет в компьютерные игры, знают, что часто управляют ими с помощью джойстика.

Микропроцессор

Изучая эту тему, вы узнаете следующее.

— Что такое микропроцессор и для чего он используется? — Каковы основные характеристики микропроцессора — тактовая частота и скорость передачи данных.

Центральным устройством компьютера является процессор. Он выполняет различные арифметические и логические операции, которые лежат в основе каждой задачи обработки данных в компьютере. Кроме того, центральный процессор — это устройство, которое управляет всеми устройствами в компьютере.

Процессор компьютера — это устройство, которое преобразует информацию и управляет другими устройствами в компьютере.

Что такое современный процессор? Чтобы ответить на этот вопрос, следует помнить, что история развития компьютеров тесно связана с достижениями человечества в электронике, материаловедении и других областях науки и техники. Именно открытие определенных свойств материалов и веществ, особенно на основе кремния, позволило сделать процессор для современного компьютера на кристалле кремния. Современный компьютерный процессор представляет собой микросхему или чип, построенный на крошечной кремниевой пластине, называемой кристаллом. Первый в мире микропроцессор был разработан на основе микросхемы.

Первый в мире микропроцессор был разработан инженерами Intel в 1971 году. В современных компьютерах наиболее широко используются микропроцессоры Intel и AMD.

Структурно микропроцессор представляет собой интегральную схему или, точнее, сверхбольшую интегральную схему (VLSI). Слово «сверхбольшой» относится не к размеру ИС, а к количеству электронных компонентов на кремниевой пластине. Количество этих компонентов достигает нескольких миллионов. Благодаря техническому прогрессу стало возможным минимизировать количество электронных компонентов и увеличить их число на одном чипе, что приводит к созданию более компактных устройств, более быстрой работе и большей надежности. Микропроцессор имеет контакты, которые подключаются к разъему на материнской плате. Розетка имеет прямоугольную форму с несколькими рядами отверстий по окружности.

Обработка информации в компьютере требует выполнения процессором различных арифметических и логических операций. Арифметические действия — это основные математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение и деление. Логические операции (логическое сложение, логическое умножение, отрицание и т.д.) — это некоторые специальные операции, которые чаще всего используются для проверки отношений между различными величинами. Они необходимы для управления работой компьютера.

Процессор состоит из: — арифметико-логическое устройство (ALU), выполняющее основные арифметические и логические операции; — блок управления (CB); — элементы памяти.

Процессор должен обеспечить автоматическое выполнение программы, хранящейся в памяти компьютера; для этого он выполняет следующие действия: — выборка инструкции из памяти; — декодирование инструкции; — выполнение инструкции.

2.1.2. Устройства компьютера и их функции

Компьютер состоит из процессора, памяти, устройств ввода и вывода. Функции, выполняемые этими устройствами, в некоторой степени схожи с функциями мыслящего человека (рис. 2.3). Но даже это кажущееся сходство не позволяет нам отождествлять человека с машиной, просто потому, что человек управляет своими действиями, в то время как компьютер управляется встроенной программой.

Процессор компьютера

Процессор — это сердце компьютера. Он получает данные, считывает команды из основной памяти, анализирует их, выполняет и отправляет результаты на нужное устройство. Наиболее важными характеристиками процессора являются тактовая частота и битовая глубина.

Процессор обрабатывает полученные электрические сигналы (импульсы). Интервал времени между двумя последовательными электрическими импульсами называется циклом. Процессор имеет определенное количество тактовых циклов для выполнения каждой функции.

Тактовая частота процессора равна количеству тактов, которые процессор выполняет за одну секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) — миллионы тактов в секунду. Чем выше тактовая частота, тем быстрее работает компьютер. Тактовая частота современных процессоров уже превышает 1000 МГц = 1 ГГц (гигагерц).

Разрешающая способность процессора — это максимальная длина двоичного кода, который может быть обработан или передан одновременно. Разрядность современных компьютеров достигает 64 бит.

Память компьютера

Память компьютера предназначена для записи (загрузки), хранения и экспорта данных. Давайте представим, что это лист бумаги с одной клеткой. Каждая ячейка этого листа представляет собой один бит памяти — наименьший элемент хранения данных в компьютере. Каждая ячейка может хранить одно из двух значений: 0 или 1. Один символ двухсимвольного алфавита, как мы знаем, несет один бит информации. Поэтому один бит памяти содержит один бит информации.

Различают внутреннюю и внешнюю память.

Развитие от первого до сегодняшнего дня

Ранние компьютеры, такие как ENIAC, должны были физически подключаться каждый раз, когда выполнялась очередная задача.

В 1945 году математик фон Нейман опубликовал эскиз программируемого логического компьютера под названием EDVAC, который был окончательно завершен в 1949 году.

Первые устройства, которые можно назвать процессорами, появились с появлением компьютера с хранимыми программами.

Программы, созданные для EDVAC, хранились в основной памяти компьютера и не требовали установки через компьютерную проводку.

Следовательно, программу, работающую на EDVAC, можно было заменить, просто изменив содержимое памяти.

Первые процессоры были одноразовыми и использовались в конкретных компьютерах. Впоследствии этот метод разработки процессоров индивидуально для конкретного приложения позволил массово разрабатывать многозадачные процессоры.

Реле и электронные лампы

Обычно они использовались в качестве коммутационных устройств. Компьютеру требовались тысячи таких устройств. Компьютеры, такие как EDVAC, выходили из строя в среднем каждые восемь часов.

В конце концов, трубчатые процессоры стали необходимы, поскольку преимущества, связанные с высокой скоростью работы, перевешивали их проблемы с надежностью.

Эти ранние современные процессоры работали на более низких тактовых частотах, чем современные микроэлектронные конструкции, в основном из-за низкой скорости коммутационных элементов, используемых в их конструкции.

Транзисторы

К 1950-м и 1960-м годам процессоры уже не нужно было строить на основе больших, неисправных и уязвимых коммутационных устройств, таких как реле и электронные лампы.

По мере того как различные технологии позволяли создавать более компактные и надежные электронные устройства, сложность конструкции процессоров также возрастала. Первое такое усовершенствование произошло с появлением транзистора.

Благодаря этому прогрессу появилась возможность создавать более сложные процессоры с гораздо меньшим количеством отказов на одной или нескольких печатных платах. Компьютеры на базе транзисторов предложили несколько улучшений по сравнению с более ранними компьютерами.

Помимо снижения энергопотребления и повышения надежности, транзисторы позволяли ускорить обработку данных благодаря очень короткому времени переключения по сравнению с электронно-лучевой трубкой.

Компьютерная грамотность с Надеждой

Уже давно мы привыкли к персональным компьютерам (сокращенно ПК). Мы включаем их в розетку и работаем, не задумываясь об их дизайне или о том, как они обрабатывают информацию на компьютере.

Причина этого в том, что разработчики компьютеров и программного обеспечения научились создавать надежные продукты, которые не требуют от нас размышлений о дизайне компьютера или установленного на нем программного обеспечения.

Типичный пример: профессор. Как работает трансформатор? Студент. У-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у…

Читатели этого блога наверняка неравнодушны к изучению принципов работы компьютера и программного обеспечения.

Обработка информации на компьютере: основные этапы

Изначально компьютер был разработан для автоматизации обработки информации. Он предназначен для того, чтобы иметь средства для успешного выполнения предусмотренной функции.

Чтобы обработать информацию в компьютере, необходимо выполнить с ней следующие основные операции:

1) Введите информацию в компьютер:

2) Сохраните введенную информацию в компьютере:

Если человеку разрешено вводить информацию в компьютер, он, конечно, должен иметь возможность хранить эту информацию и затем использовать ее в процессе обработки.

3) Обработать импортированную информацию:

Должно быть понятно, что обработка импортированной информации требует определенных алгоритмов обработки, иначе не может быть и речи об обработке информации. Компьютер должен иметь такие алгоритмы и уметь применять их к входным данным, чтобы «правильно» преобразовать их в выходные данные.

4) Хранение обработанной информации

Подобно хранению входных данных, компьютеру необходимо хранить результаты своей работы, результаты обработки входных данных, чтобы их можно было использовать позже.

5) Для вывода информации из компьютера.

Эта функция позволяет выводить результаты обработки информации в человекочитаемом формате. Это функция, которая позволяет использовать результаты обработки информации в компьютере. В противном случае результаты этой обработки останутся в компьютере, что сделает их извлечение совершенно бессмысленным.

Что такое обработка информации на компьютере

Наиболее важной способностью компьютера является обработка информации. Прелесть компьютера в том, что он может преобразовывать информацию. Вся структура компьютеров определяется требованием обрабатывать информацию в кратчайшие сроки и максимально быстрым способом.

Под обработкой информации в компьютере можно понимать любое действие, которое преобразует информацию из одного состояния в другое.

Поэтому компьютер имеет специальное устройство, называемое процессором, которое предназначено исключительно для чрезвычайно быстрой обработки данных со скоростью до миллиардов операций в секунду.

Основная память (RAM)

Данные, необходимые для обработки, извлекаются (берутся) процессором из основной памяти.

Основная память (RAM) — это устройство, которое может хранить как входные, так и выходные данные ВРЕМЕННО.

В оперативной памяти также хранятся промежуточные данные, которые создаются в процессе обработки информации. Таким образом, процессор извлекает данные из оперативной памяти и записывает обработанные данные в эту память. Информация временно хранится там, пока она обрабатывается.

Наконец, для ввода и вывода данных компьютер оснащен внешними устройствами ввода/вывода, которые позволяют вводить информацию для обработки и выводить результаты этой обработки.

Внешний жесткий диск, внешний DVD-плеер, USB-накопитель, клавиатура, мышь.

Процессор и основная память работают с одинаковой скоростью. Как упоминалось ранее, скорость обработки может составлять миллионы и миллиарды операций в секунду. Ни одно внешнее устройство ввода и вывода не может работать на таких скоростях.

По этой причине для их подключения в компьютере предусмотрены специальные контроллеры ввода-вывода. Их задача — объединить высокую скорость процессора и оперативной памяти с относительно низкой скоростью ввода и вывода.

Эти контроллеры делятся на специализированные, к которым можно подключать только специальные устройства, и общие контроллеры. Примером специализированного устройства управления является видеокарта, которая используется для подключения монитора к компьютеру.

В данном случае речь идет о так называемых портах ввода-вывода. К портам ввода/вывода можно подключать различные устройства (клавиатуры, мыши, принтеры, сканеры и т.д.).

Виды регистров

Существуют различные типы регистров. Они отличаются друг от друга по типу выполняемых ими функций. Самые важные регистры имеют собственные имена:

Счетчик команд – это регистр, содержащий адрес следующей команды, которую нужно выполнить. Он служит для автоматического выбора программы из набора связанных ячеек памяти.
Сумматор – принимает участие при выполнении всех операций.
Регистр команд. В нем хранится команда на тот период времени, который нужен для выполнения.

Шина данных

Процессор компьютера предназначен для обработки информации. Процессор компьютера предназначен для обработки информации. Это делается с помощью элемента, называемого внутренней шиной данных. Современные процессоры имеют и другие части, но необходимый минимум — это группа устройств, описанных выше.

Этот процесс обычно включает в себя следующие шаги:

Выбирается команда из ячейки, адрес которой сохранен в регистре-счетчике. Его содержимое при этом увеличивается на значение длины этой команды.
Далее она отправляется в устройство управления, попадая в его регистр команд.
Адресное поле, принадлежащее команде, расшифровывается устройством управления.
Последнее дает сигнал, и данные считываются из оперативной памяти, попадая уже в арифметико-логическое устройство.
Устройством управления расшифровывается код выполняемой операции и в арифметико-логическое устройство подается сигнал о выполнении этого действия над данными, которые в таком случае называются операндами.
Результат выполнения операции может сохраниться в самом центральном процессоре или же передается в память, в случае, когда имеется адрес, по которому должен находиться результат.
Все вышеперечисленные шаги выполняются до тех пор, пока не будет дан стоповый сигнал.

Характеристики

Итак, понятно, для чего нужен процессор: для выполнения инструкций конкретной программы. Для этого он имеет следующие функции:

Тактовая частота. Центральный процессор тесно связан с генератором частоты тактов, которым вырабатываются импульсы. Они синхронизируют между собой работу всех элементов компьютера. Равняется эта характеристика числу тактов за одну секунду. Один такт – это отрезок времени, находящийся между первым импульсом и вторым. Измеряется тактовая частота в мегагерцах.
Разрядность. Это максимальное значение, отвечающее за число разрядов двоичного кода, образованного и передаваемого процессором в одно и то же время. Эта характеристика определена разрядностью его регистров.
Адресное пространство. К нему относится тот диапазон адресов, к которым обращается процессор, применяя адресный код.

Благодаря вышесказанному, вы можете четко определить, для чего нужен процессор. Это мозг компьютера, без которого он вообще не может быть использован. Это мозг компьютера, без которого он бесполезен.

Пользователи компьютеров часто путают блок с процессором и называют первый вторым. Это в корне неверно. Сам процессор — это устройство, предназначенное для управления работой компьютера в соответствии с заранее определенной последовательностью инструкций, называемой программой, и для выполнения функций обработки информации.

Кроме того, существуют и другие устройства с похожими названиями. Текстовый процессор, например, предназначен для создания и форматирования документов. Microsoft Word относится к этому типу программ.

Вопрос №1: Какое устройство предназначено для обработки информации? Выберите один из вариантов ответа: Сканер Принтер Монитор

В настоящее время дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 54 265 учебным заведениям. Чтобы узнать, какая скидка распространяется на всех сотрудников вашего учреждения, войдите в личный кабинет Инфорурок.

Курс профессиональной переподготовки

Руководство профильным направлением (проектом) в организации библиотечно-информационной сферы

Заместитель директора (заведующий) библиотечного отдела

К этой скидке мы можем добавить скидку для вашего учебного заведения (в зависимости от того, сколько ваших коллег прошли курсы «Инфоурок»).

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

«Управление развитием компании»

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Вопрос 1:

Какое устройство предназначено для обработки информации? Выберите один из ответов:

Сканер Принтер Монитор Клавиатура Процессор

2 слайда Вопрос 2: Где расположены основные силовые части компьютера?

Мышь Наушники Монитор Системный блок

3 слайда Вопрос №3: Каково основное назначение оперативной памяти в компьютере? Ответьте на один из следующих вопросов:

Для ввода информации Для обработки информации Для экспорта информации Для кэширования информации Для передачи информации Для передачи информации

Дистанционные курсы для педагогов

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 990 467 Записи в базе данных

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Курс профессиональной переподготовки «Организация и предоставление туристских услуг»
Курс повышения квалификации «Формирование компетенций межкультурной коммуникации в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Экономика и право: налоги и налогообложение»
Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Организация логистической деятельности на транспорте»
Курс повышения квалификации «Основы построения коммуникаций в организации»
Курс повышения квалификации «Этика делового общения»
Курс повышения квалификации «Правовое регулирование рекламной и PR-деятельности»
Курс повышения квалификации «Методы и инструменты современного моделирования»
Курс повышения квалификации «Мировая экономика и международные экономические отношения»
Курс профессиональной переподготовки «Деятельность по хранению музейных предметов и музейных коллекций в музеях всех видов»
Курс повышения квалификации «Финансовые инструменты»
Курс профессиональной переподготовки «Организация процесса страхования (перестрахования)»
Курс профессиональной переподготовки «Информационная поддержка бизнес-процессов в организации»

Оставьте свой комментарий

990 990 466 990 990 466 990 990 466 Пожалуйста, войдите в систему, чтобы задать вопросы.

07.06.2020 3332
PPTX 40.5 кбайт
Оцените материал:

Если вы считаете, что материал нарушает авторские права или должен быть иным образом удален с сайта, вы можете подать жалобу на материал. Удаление материала

Автор материала

На сайте: 1 год и 11 месяцев
Подписчики: 0
Всего просмотров: 41802
Всего материалов: 231

Скидка для новых слушателей. Зарегистрируйтесь, чтобы применить свою скидку к любому курсу