Устройство ЭВМ (компьютера). Компьютер – это многофункциональное электронное устройство для хранения, обработки и передачи информации. - презентация

1 Устройство ЭВМ (компьютера)

2 Компьютер – это многофункциональное электронное устройство для хранения, обработки и передачи информации

3 Общая схема Память Процессор Устройства ввода-вывода Эта схема предложена в 1946 году американцем Джоном Фон Нейманом, одним из создателей первых ЭВМ

4 Схема устройства компьютера Устройства ввода Устройства вывода Процессор Внутренняя память Внешняя память

5 5 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.

6 Задание 1. Д. фон Нейман в 1945 году сформулировал принципы построения ЭВМ в «Предварительном докладе о машине EDVAC». Найдите изображения этой ЭВМ.

7 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»

8 8 Взаимосвязь блоков ПК процессор память шины адреса, данных, управления порты клавиатура, мышь, модем, принтер, сканер видеокарта сетевая карта контроллеры дисководов Шина – многожильная линия связи, доступ к которой имеют несколько устройств. Контроллер – электронная схема, управляющая внешним устройством по сигналам процессора. контроллеры

9 Поколения ЭВМ

10 Поколение все типы и модели ЭВМ, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах

11 Первое поколение ЭВМ 50-е годы XX века

12 Характеристики ЭВМ первого поколения Элементная база : электронно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы. Габариты : ЭВМ была в виде громоздких шкафов и занимала спец. машинный зал Производительность: тыс. оп/с. Программирование: трудоемкий процесс в машинных кодах, общение с ЭВМ требовало от специалистов высокого профессионализма Эксплуатация: слишком сложна из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп, их перегрев.

13 Задание 2. Разместите ниже изображения электронно-вакуумных ламп.

14 Задание 3. Первая ЭВМ появилась в 1946 году в США и получила название ЭНИАК. Разместите ниже её изображение.

15 ЭНИАК была создана в Высшем техническом училище Пенсильванского университета группой под руководством Джона Мочли и Джона Эккерта Предназначался для вычисления баллистических таблиц для нужд артиллерии. ENIAC состоял из электронных ламп и соединительных проводов, смонтированных на 40 панелях в комнате площадью 9 х 15 квадратных метров (масса - 30 т., энергопотребление к Вт).

16 Второе поколение ЭВМ 60-е годы XX века

17 Элементная база : полупроводниковые элементы. Габариты : ЭВМ выполнена в виде нескольких однотипных стоек, чуть выше человеческого роста. Производительность : 100 тыс – 1 млн оп/с. Программирование : программирование велось на алгоритмических языках, на перфокартах или магнитных лентах Эксплуатация упростилась. При выходе элемента из строя менялась вся плата Характерные черты второго поколения

18 Задание 4. Найдите изображения полупроводниковых элементов: транзисторов, диодов.

19 Задание 5. Появление вычислительных центров для централизованной обработки информации, введен принцип разделения времени. Жесткий принцип управления заменился микропрограммным. Найдите фотографии ЭВМ второго поколения

20 Третье поколение ЭВМ 70-е годы XX века

21 Элементная база : интегральные схемы, которые вставляются в специальные гнезда на печатной плате. Габариты : уменьшены до размеров полтора человека, но большие ЭВМ требовали машинные залы. Производительность : сотни тысяч -миллионы операций в секунду. Первая ЭВМ на ИС IBM-360. Появление дисплеев, графопостроителей, использование принципа модульности и магистральности. Увеличение объема памяти. Характерные черты третьего поколения

22 Задание 6. В 1958 году Джон Килби впервые создал интегральную схему, которая могла заменить несколько тысяч транзисторов. Найдите, как выглядели первые интегральные схемы

23 Задание 7. Первой ЭВМ на интегральных схемах была IBM-360. Разместите ниже её фотографии.

24 Четвёртое поколение ЭВМ 80-е годы XX века

25 Элементная база: Большие интегральные схемы. Габариты : настольный компьютер, переносные модели году, центральный процессор небольшого компьютера оказалось возможным разместить на кристалле площадью всего в четверть квадратного дюйма (1,61 см 2 ). Началась эпоха микрокомпьютеров. Производительность : в 10 раз превышает быстродействие ЭВМ третьего поколения на интегральных схемах, в 1000 раз - быстродействие ЭВМ второго поколения на транзисторах и в раз - быстродействие ЭВМ первого поколения на электронных лампах. Эксплуатация: Мультипроцессорная обработка. Программное обеспечение ориентировано на пользователя. Основное требование удобство работы пользователя Характерные черты четвёртого поколения

26 Задание 8. Приведите примеры фотографий, на которых изображены компьютеры четвертого поколения.

27 1977 Apple-II 1981 IBM PC (personal computer) ЕС-1841 Задание 9. Найдите фотографии следующих компьютеров. iMac (1999) PowerMac G4 Cube (2000)

28 Задание 10. Найдите фотографии и названия трех разных моделей планшетов.

29 Какими должны быть компьютеры пятого поколения? Перспективы Развитие идет по пути "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером. В компьютерах пятого поколения произойдёт качественный переход от обработки данных к обработке знаний. Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них - это традиционный компьютер. Но теперь он лишён связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином "интеллектуальный интерфейс". Его задача - понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера. Будет также решаться проблема децентрализации вычислений с помощью компьютерных сетей; как больших, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, так и миниатюрных компьютеров, размещённых на одном кристалле полупроводника.

30 1. Чарльз Бэббидж, Сергей Алексеевич Лебедев, Герман Холлерит, Джон Фон Нейман, – Ада Аугуста Лавлейс, – Вильгельм Готфрид Лейбниц, Жозеф Мари Жаккард, Джордж Буль, – Алексей Андреевич Ляпунов, Андрей Петрович Ершов, Домашнее задание. К следующему уроку подготовьте короткое сообщение об одном из представителей ученых, внесших вклад в развитие информатики и вычислительной техники и принесите в электронном виде.