Апаратне забезпечення ПК (Опорний конспект уроку)

Матеріал з Фізмат Вікіпедії
(різн.) ← Попередня версія • Поточна версія (різн.) • Новіша версія → (різн.)
Перейти до: навігація, пошук

Мета уроку

- ознайомити учнів з принципом будови та роботи основних апаратних складових ПК, їх основними характеристиками;

- виховання в учнів інформаційної культури, розвиток абстрактного і логічного мислення;

- створення базових понять свідомого використання комп’ютерної системи.

Обладнання

Колекція складових апаратної складової ПК.

Колекція картинок (електронна форма) сучасних апаратних комплектуючих ПК.

Комп'ютери кабінету.

Програмне забезпечення

- iTALC (для демонстрації колекції картинок з зображенням апаратних складових, про які йде мова).

План уроку

I. Орг. момент.(1 хв.).

II. Повторення вивченого матеріалу. (7 хв).

1. Що ви розумієте під поняттям «інформаційна система»?

2. Яка структура інформаційної системи?

3. Про що вам говорить ім’я Джон Фон Нейман?

4. Що таке апаратна складова інформаційної системи?

5. За якими критеріями класифікується апаратне забезпечення ПК?

6. Для чого слугує програмна складова інформаційної системи?

III. Теоретична частина. ( 30 хв.)

1. Материнські плати, чипсет.

2. Процесор.

3. Загальні поняття пам’яті ПК.

4. ROM – Постійна пам'ять.

5. RAM - Оперативна пам’ять.

6. Накопичувачі на магнітних дисках.

7. Накопичувачі на оптичних дисках.

IV. Відповіді на питання учнів. (5 хв.)

V. Підсумок уроку, домашнє завдання (2 хв.) – Опрацювати відомості з опорного конспекту.

Опорний конспект до уроку

Материнська плата – найбільша плата ПК. На ній розташовуються:

- роз’їм для встановлення процесора (слот процесора);

- мікросхема постійної пам’яті, що містить програму ініціалізації пристроїв комп’ютера при ввімкненні (БІОС);

- електронні схеми управління роботою основних стандартних пристроїв ПК (контролери);

- електронні схеми, що забезпечують роботоздатність всіх пристроїв, розміщених на материнській платі (тактовий генератор, стабілізатори живлення, тощо);

- слоти (розєми) для встановлення блоків оперативної памяті;

- слоти розширення (роз’ємні сполучення з блоками, конструктивно виконаними на окремих від МП платах (картах) – памяті, контролерів);

- шини (набори провідників), що пов'язують процесор з іншими складовими МП (пам'ять, контролери, тактовим генератором.

Їх розрізняють за тим, які сигнали вони передають на адресну шину, шину даних, службову шину.

Всі електронні схеми, розміщені на МП, складають чипсет МП. Класифікують материнські плати за версіями чипсету, установленого на ній та виробником. Важливими характеристиками є версія програмного забезпечення, що міститься в мікросхемі БІОС, тип слота процесора, тип оперативної пам’яті, яка підтримується чипсетом МП, кількість та типи слотів розширення, тощо.

Процесор. Мікропроцесор – основна мікросхема ПК. Всі обчислення виконуються в ній. Спрощено його роботу можна розглядати так: задаючи на адресній шині адреси відповідних комірок пам’яті процесор зчитує через шину даних звідти коди команд програми, за якою працює, та дані, з якими необхідно працювати. Опрацьовуючи команду процесор проводить відповідні операції з даними, після чого відправляє опрацьовані дані в задану комірку пам’яті. Процесор має досить складну внутрішню будову. Робота всіх складових поцесора узгоджується тактовою частотою, яка задається генератором тактової частоти, що розміщений в чипсеті МП. Тактова частота сучасних процесорів вимірюється в гігагерцах (ГГц)). Чим вище тактова частота, тим вище продуктивність комп'ютера. Є ще кілька важливих характеристик процесора – тип і кількість ядер процесора, та їх технологія виробництва, частота системної шини, кількість кеш памяті, але ми їх розглядати поки не будемо. Процесори класифікуються за виробником, тактовою частотою, кількістю ядер, технологією і ін.

Комп'ютерна пам'ять (англ. memory, storage) — функціональна частина ПК, призначена для прийому, зберігання та видачі даних. В основі роботи запам'ятовуючих пристроїв може лежати будь-який фізичний ефект, що забезпечує приведення системи до двох або кількох стійких станів. У сучасній комп'ютерній техніці часто використовуються фізичні властивості напівпровідників, коли проходження струму через напівпровідник або його відсутність трактується як наявність логічних сигналів 0 або 1. Стійкі стани, що визначаються напрямком намагніченості, дозволяють використовувати для зберігання даних різноманітні магнітні матеріали. Наявність або відсутність заряду в конденсаторі також може бути покладена в основу системи зберігання інформації. Найбільш поширені засоби машинного зберігання даних, використовувані в персональних комп'ютерах: — це модулі оперативної пам'яті, жорсткі диски (вінчестери), дискети (гнучкі магнітні диски), cd або DVD диски, а також пристрої флеш-пам'яті. Робота пристрою з напівпровідниковим типом пам’яті базується на здатності напівпровідника керувати проходженням струму ( при цьому проходження струму через напівпровідник, або його відсутність, трактується як наявність логічних сигналів 0 або 1), можливості побудови напівпровідникових схем (тригерів), здатних вдержувати на своїх виходах стабільні запрограмовані рівні напруги; або здатності конденсатора вдержувати деякий час електричний заряд. Пристрої напівпровідникової пам’яті класифікують на два типи - пристрої ROM пам’яті та пристрої RAM пам’яті. ROM – Постійна пам'ять - (англ. - Read Only Memory - дослівно пам'ять тільки для читання), призначена для енергонезалежного збереження важливої інформації, наприклад коду програм базової систему введення/виведення (BIOS).

RAM - Оперативна пам’ять - (Random Access Memory) – це пам'ять ЕОМ, призначена для тимчасового зберігання програм і даних під час їх виконання (обробки). Оперативна пам'ять є енергозалежною. RАM ділиться на категорії:

-SRAM (Static RAM ) – статична пам'ять. Цей тип пам'яті не вимагає регенерації (відновлення даних), має достатньо великий об'єм, невелику швидкодію і низьке енергоспоживання.

-DRAM (Dynamic RAM ) – динамічна пам'ять. Головний плюс технології – швидкодія. Один з недоліків –необхідність постійно проводити регенерацію даних. На сьогоднішній день існує декілька десятків типів технологій виготовлення DRAM.

Робота накопичувачів на магнітних дисках базується на здатності деяких феромагнітних матеріалів змінювати напрямок намагніченості під дією зовнішнього магнітного поля, та довготривало зберігати набутий напрямок. В склад будь – якого накопичувача на магнітних дисках входять наступні блоки:

- носій інформації – диск, покритий феромагнітним покриттям. В залежності від типу накопичувача диск є закріпленим в конструкції накопичувача (накопичувач на жорстких дисках, HDD) , або змінним, розташованим в спеціальному захисному контейнері (накопичувач на гнучких дисках, FDD).

- механізм розташування магнітних головок – забезпечує зміну положення головок в процесі ввімкнення та роботи.

- механіка диска – забезпечує обертовий рух диска в робочому стані, та підготовку до заміни чи роботи контейнера змінного диска (для накопичувачів з змінним диском.

- блок управління – керує роботою всіх складових накопичувача, процесом зчитування – запису та обміну даних.

До основних характеристик накопичувачів на магнітних дисках відносяться : інтерфейс, форм-фактор, час доступу, кількість операцій вводу-виводу на секунду, швидкість обертання диска, швидкість передачі даних, рівень шуму, надійність. Найбільш поширеними представниками цього типу запам’ятовуючих пристроїв є накопичувач на жорстких дисках (HDD) та накопичувачі на гнучких дисках (FDD).

Накопичувачі на оптичних дисках. Принцип збереження інформації:

- При промисловому способі інформація записується на інформаційну доріжку компакт диску в вигляді ряду заглиблень шляхом пресування (промисловий спосіб), чи дією випромінювання записуючої головки рекордера.

- При зчитуванні інформації, на поверхні рухомого компакт диска за допомогою приводу оптичної системи фокусується промінь із лазерного випромінювача. Промінь відбивається від поверхні диску і крізь призму подається на датчик. Світловий потік перетворюється в електричний сигнал, який поступає у мікропроцесор, де він аналізується й перетворюється у двійковий код. Основними характеристиками є: - швидкість передачі даних - вимірюється в кратних долях швидкості програвача аудіо компакт-дисків (150 Кбайт/сек) і характеризує максимальну швидкість з якою накопичувач пересилає дані в оперативну пам'ять комп'ютера, наприклад, 50x CD-ROM буде зчитувати дані зі швидкістю 7500 Кбайт/сек.;

- час доступу - час, потрібний для пошуку інформації на диску, вимірюється у мілісекундах;

- швидкість запису (для рекордерів) – швидкість перенесення даних з оперативної пам’яті на диск.