Гіпермаркет Знань>>Інформатика >>Інформатика 9 клас>> Інформатика:Типова архітектура персонального комп'ютера. Класифікація та основні характеристики ПК.
Презентація до предмету Інформатика 9 клас.
Тема «Компьютер изнутри».
Компьютер изнутри
1.Основные принципы 2.Персональный компьютер 3.Хранение целых чисел 4.Битовые операции 5.Вещественные числа
Тема 1. Основные принципы
Определения
Компьютер (computer) – это программируемое электронное устройство для обработки числовых и символьных данных. аналоговые компьютеры – складывают и умножают аналоговые (непрерывные) сигналы цифровые компьютеры – работают с цифровыми (дискретными) данными. Hardware – аппаратное обеспечение, «железо». Software – программное обеспечение, «софт».
Программа – это последовательность команд, которые должен выполнить компьютер.
Команда – это описание операции (1…4 байта):
код команды операнды – исходные данные (числа) или их адреса результат (куда записать).
Типы команд:
безадресные (1 байт) одноадресные (2 байта) двухадресные (3 байта) трехадресные (4 байта)
Структура памяти
Память состоит из нумерованных ячеек.
Линейная структура (адрес ячейки – одно число). Байт – это наименьшая ячейка памяти, имеющая собственный адрес (4, 6, 7, 8, 12 бит). На современных компьютерах 1 байт = 8 бит.
Архитектура компьютера
Архитектура – принципы действия и взаимосвязи основных устройств компьютера (процессора, ОЗУ, внешних устройств).
Принстонская архитектура (фон Неймана):
Гарвардская архитектура – программы и данные хранятся в разных областях памяти.
Принципы фон Неймана
«Предварительный доклад о машине EDVAC» (1945)
1.Принцип двоичного кодирования: вся информация кодируется в двоичном виде. 2. Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. 3. Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти. 4. Принцип адресности: память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.
Выполнение программы
Счетчик команд (IP = Instruction Pointer) – регистр, в котором хранится адрес следующей команды.
![3.06-15.jpg](/images/e/ec/3.06-15.jpg) 1.Команда, расположенная по этому адресу, передается в УУ. Если это не команда перехода, регистр IP увеличивается на длину команды. 2.УУ расшифровывает адреса операндов. 3.Операнды загружаются в АЛУ. 4.УУ дает команду АЛУ на выполнение операции. 5.Результат записывается по нужному адресу. 6.Шаги 1-5 повторяются до получения команды «стоп».
Архитектуры компьютеров
![3.06-16.jpg](/images/5/52/3.06-16.jpg)
Тема 2. Персональный компьютер
ПК – это компьютер, предназначенный для личного использования (доступная цена, размеры, характеристики).
Принцип открытой архитектуры
на материнской плате расположены только узлы, которые обрабатывают информацию (процессор и вспомогательные микросхемы, память)
схемы, управляющие другими устройствами (монитором и т.д.) – это отдельные платы, которые вставляются в слоты расширения
схема стыковки новых устройств с компьютером общедоступна (стандарт)
конкуренция, удешевление устройств
производители могут изготавливать новые совместимые устройства
пользователь может собирать ПК «из кубиков»
Взаимосвязь блоков ПК Шина – многожильная линия связи, доступ к которой имеют несколько устройств.
Контроллер – электронная схема, управляющая внешним устройством по сигналам процессора.
Тема 3. Хранение целых чисел
Целые беззнаковые числа
Беззнаковые данные – не могут быть отрицательными. Байт (символ) память: 1 байт = 8 бит диапазон значений 0…255, 0…FF16 = 28 - 1
Си: unsigned char Паскаль: byte
Целые беззнаковые числа
Целое без знака память: 2 байта = 16 бит диапазон значений 0…65535, 0…FFFF16 = 216-1 Си: unsigned int Паскаль: word
Длинное целое без знака память: 4 байта = 32 бита диапазон значений 0…FFFFFFFF16 = 232-1 Си: unsigned long int Паскаль: dword
Целые числа со знаком
Сколько места требуется для хранения знака?
Старший (знаковый) бит числа определяет его знак. Если он равен 0, число положительное, если 1, то отрицательное.
![3.06-17.jpg](/images/9/94/3.06-17.jpg)
Двоичный дополнительный код
Задача: представить отрицательное число (–a) в двоичном дополнительном коде. Решение: Перевести число a–1 в двоичную систему. Записать результат в разрядную сетку с нужным числом разрядов. Заменить все «0» на «1» и наоборот (инверсия). Пример: (– a) = – 78, сетка 8 бит
![3.06-18.jpg](/images/e/e8/3.06-18.jpg)
![3.06-19.jpg](/images/e/e3/3.06-19.jpg)
Целые числа со знаком
![3.06-20.jpg](/images/a/a8/3.06-20.jpg)
Ошибки
Переполнение разрядной сетки: в результате сложения больших положительных чисел получается отрицательное (перенос в знаковый бит). Перенос: при сложении больших (по модулю) отрицательных чисел получается положительное (перенос за границы разрядной сетки).
Тема 4. Битовые операции
Инверсия (операция НЕ)
Инверсия – это замена всех «0» на «1» и наоборот.
![3.06-21.jpg](/images/1/1c/3.06-21.jpg)
![3.06-22.jpg](/images/6/6e/3.06-22.jpg)
Операция И – обнуление битов
Маска: обнуляются все биты, которые в маске равны «0». Задача: обнулить 1, 3 и 5 биты числа, оставив остальные без изменения.
Тема 5. Вещественные числа
Нормализация двоичных чисел
![3.06-23.jpg](/images/2/29/3.06-23.jpg)
Нормализованные числа в памяти
![3.06-24.jpg](/images/2/2a/3.06-24.jpg)
Вещественные числа в памяти
Арифметические операции
Перейти до презентації можна клікнувши на текст "Презентація" і встановивши Microsoft PowerPoint
Надіслав викладач інформатики Манжула Анна Михайлівна.
Календарно-тематичне планування з інформатики, відео з інформатики онлайн, Інформатика в школі скачати
Предмети > Інформатика > Інформатика 9 клас > Типова архітектура персонального комп'ютера. Класифікація та основні характеристики ПК > Типова архітектура персонального комп'ютера. Класифікація та основні характеристики ПК. Презентація уроку
|