Программная обработка данных на компьютере. Процессор и системная плата
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Программная обработка данных на компьютере. Процессор и системная плата»
Компьютер — это универсальное средство обработки информации. Компьютер может обрабатывать графическую, текстовую, звуковую и числовую информацию.
Но для того чтобы компьютер сумел сделать это, вся информация должна быть представлена в двоичном коде, то есть в виде последовательностей нулей и единиц.
Получаемую числовую, текстовую, графическую и звуковую информацию, человек воспринимает соответственно в виде цифр, букв, графических изображений и звука, а компьютер ее воспринимает в виде двоичного кода — последовательности импульсов.
Если импульс есть то это единица, импульс отсутствует — это ноль. Но иногда бывает и наоборот. Если импульс есть то это ноль, импульс отсутствует — это единица. Одна цифра двоичного кода содержит в себе один бит объема информации.
Вся информация, представленная в компьютере в виде двоичного кода, называется данными.
Для того чтобы компьютер смог обрабатывать данные, он должен получить последовательность инструкций или алгоритм действий для обработки данных. Например, алгоритм для нахождения разности чисел или форматирования текста. Другими словами, для решения задачи компьютер должен получить программу. Компьютерная программа — это алгоритм, записанный на языке программирования и предназначенный для исполнения компьютером.
Компьютеры бывают разнообразные и портативные и настольные и совсем маленькие (карманные). Но устройство каждого из этих компьютеров можно представить в виде такой функциональной схемы. Процессор обрабатывает все данные по соответствующей программе в виде последовательности электрических импульсов: импульс есть — единица, нет — ноль. Но человеку тяжело воспринимать информацию закодированную таким способом. Поэтому существуют специальные устройства, которые переводят двоичный код компьютера на язык человека. Они называются устройства «вывода».
А устройства, с помощь которых, наоборот, вводят информацию, а в последующем кодируют, чтобы компьютер мог ее обработать, называются устройствами «ввода» информации.
Чтобы компьютер смог выполнить какую-либо программу, то эта программа вместе с данными должна находиться в его оперативной памяти. Во время выполнения программы производится обмен данными между процессором и оперативной памятью. После выключения компьютера вся информация из оперативной памяти стирается. А для постоянного хранения информации, даже когда компьютер выключен, применяется долговременная память.
Взаимодействие между всеми устройствами компьютера осуществляется по магистрали.
Основой компьютера является системная плата. По-другому мы можем называть ее материнской, основной или главной платой. Она представляет собой сложную многослойную плату с большим количеством микросхем. На материнской плате реализована магистраль для обмена информацией между устройствами компьютера. Имеются разъёмы для подключения устройств, для оперативной памяти и, конечно, процессора.
Процессор считается мозгом компьютера. Производительность процессора напрямую зависит от его характеристик. Основные характеристики процессора — это разрядность, тактовая частота и архитектура.
Разрядность — это сколько битов (нулей или единиц) может обработать процессор одновременно. В 1971 году компанией Интел был выпущен первый процессор.
Разрядность у него была всего лишь 4 бита. То есть одновременно он мог обрабатывать 4 бита информации.
У современных компьютеров разрядность процессора 64 бита, в 16 раз больше, чем четыре десятка лет назад.
Частотой процессора определяется количество выполняемых им тактов обработки информации за одну секунду. Одна операция может занимать один или несколько тактов. Единицы измерения тактовой частоты — герцы. В наше время, тактовая частота процессоров может достигать нескольких миллиардов герц. Поэтому ее измеряют в производных единицах от герца — мегагерцах, что составляет миллион герц, и в гигагерцах — это миллиард герц.
Для повышения производительности процессора постоянно совершенствуется его архитектура, иначе говоря — «внутренняя конструкция». В структуру процессора внедряется кэш — сверхоперативная память. Кэш использует небольшую, очень быструю память, которая содержит в себе копии наиболее часто используемых данных из основной памяти. Также современные процессоры могут иметь уже не одно, а 2, 4, 6 или даже 8 ядер, тем самым выполняя в 2, в 4, в 6 или в 8 раз больше вычислений. Но многие ошибочно полагают, что если ядер больше, то всегда будет прирост производительности. К сожалению если программа не оптимизирована под несколько ядер, то она будет использовать только лишь одно ядро процессора.
Источник
Урок 3. Основные компоненты компьютера и их функции
Современный компьютер – это универсальное электронное программно управляемое устройство для работы с информацией.
Вся информация представляется в компьютере в виде двоичного кода.
Тактовая частота процессора равна количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду.
Разрядность процессора – максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться за одну операцию или период одного такта.
Программный принцип работыкомпьютера – это совокупность программ на компьютере, с помощью которых осуществляется его работа.
Локальная компьютерная сеть – это сеть, находящаяся (на небольшой территории) служащая для пользования одними и теми же данными и услугами, которая объединяет небольшое количество компьютеров.
Наименьший элемент памяти компьютера – бит.
Интернет – это глобальная компьютерная сеть, которая связывает между собой миллионы компьютеров и сетей со всего мира.
Формула, которая используется при решении типовых задач:
где I – объём файла, t – время, V – скорость передачи данных.
Основная литература:
- Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.
Дополнительная литература:
- Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
- Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
- Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
Теоретический материал для самостоятельного изучения.
Мы не представляем теперь нашу жизнь без современных электронно-вычислительных устройств. А какими устройствами пользуются почти все? Конечно, это телефоны, планшеты, ноутбуки и компьютеры. Компьютеры есть сейчас в каждом доме и нужны нам для самых разных целей. И вот сегодня на уроке мы поговорим о том, что такое современный компьютер, из каких устройств он состоит, и каковы их функции.
Самый первый компьютер был создан в 1945 году в США. Сейчас это один из важных объектов, который изучают на уроках информатики.
Современный компьютер – это универсальное электронное программно управляемое устройство для работы с информацией.
Универсальным его называют потому, что он может обрабатывать, хранить, передавать самую разнообразную информацию, которую люди используют в разных видах деятельности.
Компьютеры могут обрабатывать разные виды информации: числа, текст, изображения, звуки.
Но вся информация представляется в компьютере в виде двоичного кода, т.е. последовательностей нулей и единиц. Информацию, которая предназначена для обработки на компьютере и представленную в виде двоичного кода называют двоичными данными. Последовательности единиц и нулей в компьютерном представлении соответствуют электрическим сигналам – включено и выключено.
Данные компьютер обрабатывает с помощью программ, как и данные они также представляются в виде двоичного кода. Такой принцип работы называется программным.
Все устройства, входящие в состав компьютера, можно разделить на два вида: устройства, входящие в системный блок и внешние устройства. Центральным устройством системного блока является процессор. Он принимает данные, считывает из оперативной памяти команды, анализирует и выполняет их, а также отправляет результат работы на требуемое устройство.
Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота и разрядность. Тактовая частота процессора равна количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду.
Разрядность процессора – максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться одновременно.
Память компьютера предназначена для приёма, хранения и передачи данных. Наименьший элемент памяти компьютера – бит.
Память бывает внутренней и внешней.
Внутренняя память встроена в компьютер, ею управляет процессор. Внешняя же память подключается к компьютеру и предназначена для хранения большого объёма информации, такие устройства называют носителями информации.
Все устройства, которые не входят в состав системного блока называются внешними. Это клавиатура, мышь, монитор, принтер, микрофон и другие. все их можно разделить на устройства ввода и вывода.
Для обмена информацией компьютеры объединяются в компьютерные сети.
Локальная компьютерная сеть – это сеть, находящаяся на небольшой территории, служащая для пользования одними и теми же данными и услугами, которая объединяет небольшое количество компьютеров.
Интернет – это глобальная компьютерная сеть, которая связывает между собой миллионы компьютеров и сетей со всего мира.
Скорость передачи данных является главной характеристикой компьютерной сети. Объём передаваемых данных равен произведению скорости передачи на время и измеряется в битах, килобитах, мегабитах или в гигабитах в секунду.
Сколько времени будет скачивать файл размером 2 килобайт при Интернет-соединении с максимальной скоростью скачивания 16384 бит в секунду?
Информационный объём данных находится, как произведение скорости передачи на время, значит, чтобы найти время скачивания файла, нужно информационный объём разделить на скорость скачивания файла. Но, прежде, чем начать считать, нужно килобайты перевести в биты.
2 килобайт – это 2048 байт или 16384 бита.
Итак, 16384 делим на 16384, получаем, что для скачивания данного файла потребуется одна секунда.
Сегодня мы узнали, что такое современный компьютер, каковы его основные компоненты и какие функции они выполняют. Также выяснили, что такое компьютерная сеть.
В наше время персональный компьютер всё чаще используется как инструмент выхода в Интернет.
Материал для углубленного изучения темы.
Суперкомпьютер «Ломоносов»
Суперкомпьютер «Ломоносов» построен компанией «Т-Платформы» для МГУ им. М.В. Ломоносова. В 2009 году он установлен в Московском университете.
Разрабатывали суперкомпьютер 4 года:в 2009 году проектировали, устанавливали и вводили в эксплуатацию базовую часть «Ломоносова». Общий объём памяти составил 56,5 ТБ, объём хранилища — 0,35 ПБ, объём резервной системы – 234 ТБ без сжатия. Потребляемая мощность суперкомпьютера составила 1,5 МВт.
В 2010 году общий объём оперативной памяти увеличили до 79,92 ТБ, хранилища – до 1,75 ПБ.
В 2011 году провели расширение системы – теперь она использует 32768 ядер / 4096 узлов на базе процессоров IntelXeon 5570.
В 2012 году общий объём памяти увеличился до 92 ТБ, сейчас компьютер потребляет 2,8 МВт.
По состоянию на 24.09.2018 он занимает 3-е место в рейтинге Топ-50 суперкомпьютеров СНГ.
С помощью суперкомпьютера «Ломоносов», уже получены уникальные результаты в разных областях науки, например, в исследовании механизмов генерации шума в турбулентной среде или же в создании новых компьютерных методов проектирования лекарственных препаратов.
В настоящее время он содержит 6654 вычислительных узла, более 94000процессорных ядер, обладает пиковой производительностью 1,37 Пфлоп/с. «Ломоносов» относят к уникальным системам высшего диапазона производительности.
На суперкомпьютере «Ломоносов» решается множество важных задач по обработке сейсмических данных. В частности, осуществляется подавление волн-помех, проводится построение глубинного изображения среды при помощи метода миграции в обратном времени – каждый расчет требует задействовать несколько тысяч процессорных ядер суперкомпьютера «Ломоносов».
В суперкомпьютере используется 6 видов вычислительных узлов и процессоры с разной архитектурой, а также специальные сети.
Суперкомпьютер «Ломоносов» – уникальный универсальный инструмент, помогающий ученым получать уникальные результаты. Возможностями суперкомпьютерного комплекса Московского университета, основу которого составляет суперкомпьютер «Ломоносов», сегодня пользуются более 500 научных групп, представляющих все основные подразделения МГУ, многие институты РАН и другие научные учреждения России.
Разбор решения заданий тренировочного модуля.
№1. Созданный на компьютере текст занимает 8 страниц. На каждой странице размещается 35 строк по 75 символов в строке. Какой объём оперативной памяти (в байтах) займёт этот текст?
Чтобы найти объём оперативной памяти, нужно количество страниц умножить на количество строк и количество символов в строке, т.е. 8 · 35 · 75 = 21000 символов. Поскольку один символ равен одному байту, значит, объём оперативной памяти составляет 21000 байтов.
Ответ: 21000 байтов.
№2. Скорость передачи данных по некоторому каналу связи равна 128 Кбит /с. Передача файла по этому каналу связи заняла 2 мин. Определите размер файла в мегабайтах, ответ округлите до целых.
Источник
Что может обрабатывать компьютеру
За последние несколько десятилетий компьютерная техника претерпела значительных изменений, а вот мы как жили рядом с многочисленными насекомыми, так и продолжаем с ними соседствовать. Если у вас в системном блоке бесчинствуют тараканы, то это ужасно и отвратительно, но с этим хотя бы что-то можно придумать. Но бывают случаи, когда кажется что проблему вообще не решить. Давайте сегодня рассмотрим несколько основных сложностей, возникающих от соседства с насекомыми.
реклама
Тараканы в системном блоке. Прежде всего вам следует избавиться от мерзких тварей на кухне, ведь очистка только лишь системника – это полумеры. Но бывает и так, что прусаки достались вам по наследству, либо вы просто купили компьютер с сюрпризом. В этом случае стоит отключить питание от сети и очистить ваше сокровище от живучих тварей. После этого обязательно убедитесь, что ни один не застрял между платами, старательно убрав продукты жизнедеятельности тараканов. Кстати, слово «Баг» в известном нам значении появилось в 1947 году, когда одна из сотрудниц лаборатории в Гарвардском университете обнаружила внутри компьютера мотылька, который замкнул контакты. Хотя есть информация, что его использовал ещё Эдисон.
Муравей или жучок внутри монитора. Одна из самых сложных проблем. Специалисты советуют выключить монитор и убрать его в холодное помещение. Дело в том, что хладнокровные существа заползли внутри не для того, чтобы вам вредить, ведь их просто сбило с пути тепло монитора. Чаще всего насекомые уходят, но бывает и так, что они остаются там навеки. В таком случае монитор придётся разобрать полностью. Есть также любопытный способ, основанный на вибрации. Может быть вам он подойдёт больше. Вот ссылка на видео.
Куда хуже, если у вас тараканы залезли в ноутбук. Несмотря на кажущийся дефицит места, там прекрасно помещается целая семья ползучих существ. Прежде чем смотреть последнее видео убедитесь, что перед экранами нет детей и женщин, ведь их нервная система может не выдержать. Ну а в случае ноутбука вам поможет только полная разборка, ведь бросать свой дом прусаки не будут, а значит выкуривать их придётся старым добрым механическим способом. Осторожно, присутствует ненормативная лексика.
Источник
Открытый урок по теме "Виды компьютерной информации. Великолепная пятерка мультимедиа"
— Что такое информация? (Это сведения, которые помогают нам ориентироваться в окружающем мире).
— Как человек воспринимает информацию? (С помощью органов чувств)
— Какие вы знаете органы чувств? (зрение — глаза, слух- ухо, обоняние- нос, осязание – кожа, вкус – язык)
Б) Практика – проверка. (Учащиеся отгадывают предметы с помощью органов чувств)
— Какие вы знаете виды информации (Числовая, текстовая, графическая, звуковая, видеоинформация)
Практика – проверка. (На столах лежат карточки, которые содержат определенный вид информации)
— Покажите карточку, которая содержит текстовую информацию, числовую информацию, графическую информацию).
— Что можно делать с информацией? (Принимать, обрабатывать, хранить, выдавать).
— Что, значит, уметь работать с информацией? (Это значит уметь принимать, обрабатывать, хранить, выдавать эту информацию).
3. Новый материал + Поэтапное закрепление
А) Проблемный вопрос — С какой информацией компьютер может работать?
Б) Давайте договоримся, что уметь работать с информацией – это значит уметь принимать, обрабатывать, хранить и выдавать эту информацию. А теперь посмотрим, с какой информацией компьютер может это делать, а с какой – нет.
Люди имеют дело со многими видами информации. Сообщение о запуске нового спутника можно ввести в компьютер, сохранить и вывести на экран. Можно даже ввести и сохранить цвет моря ясным солнечным утром, а потом сравнить с цветом того же моря зимним вечером. Но вот ввести в компьютер запах розы, вкус яблока или мягкость плюшевой игрушки – нельзя никак.
Мы уже говорили о том, что компьютер – это электронная машина, а значит, он работает с сигналами. Поэтому компьютер может работать только с той информацией, которую можно превратить в сигналы. Если бы люди умели превращать в сигналы вкус или запах, то компьютер мог бы работать и с такой информацией, но делать этого пока не научились.
— С какой информацией не работает компьютер? (Которую нельзя превращать с сигналы. Которую мы воспринимаем с помощью обоняния, вкуса и осязания).
Очень хорошо превращается в сигналы то, что мы видим. Для этого есть видеокамеры, специальные цифровые фотоаппараты и специальные устройства, которые называются сканеры.
Люди давно научились превращать в сигналы то, что мы слышим. Делают это с помощью микрофона. Даже обычный телефонный аппарат способен справиться с такой задачей – он превращает в сигналы звук вашего голоса.
Очень трудно превратить в сигналы то, что люди чувствуют с помощью обоняния, осязания и вкуса. Ученые еще не нашли таких способов. Значит, компьютеры с такой информацией работать не могут.
В) Великолепная пятерка мультимедиа
Пока же компьютер может работать только с той информацией, которую мы видим и слышим. Самые первые компьютеры работали только с числами – это числовая информация.
Задание №1. Работаем с числовой информацией.
Потом люди научились превращать буквы в числа, и тогда компьютеры стали работать с буквами, словами, предложениями и длинными текстами. Такую информацию стали называть текстовой.
Задание №2. Работаем с текстовой информацией.
Прошло еще немного времени и компьютеры научились работать с рисунками и картинками. Сегодня компьютеры могут работать с графической информацией.
Задание №3. Работаем с графической информацией.
Очень долго компьютеры оставались “немыми”. Для того чтобы работать на предприятиях и в учреждениях, звук был не нужен. Вполне достаточно было обрабатывать числа, тексты и графику. Но когда компьютеры подешевели и их стали покупать для домашнего использования, им понадобились звуковые устройства. Теперь компьютеры могут воспроизводить звуки, музыку. Такая информация называется звуковой.
Задание №4. Психологическая физкультминутка под музыку.
И лишь совсем недавно компьютеры научились работать с видеоинформацией, то есть принимать, обрабатывать и показывать видеофильмы.
Задание №5. Просмотр небольшого видеоролика.
Вывод: Итак, современные компьютеры могут работать с пятью видами информации. Какими? (Числовая, Текстовая, Графическая, Звуковая, Видеоинформация).
Все эти пять видов информации вместе называют одним словом: мультимедиа. Если компьютер может работать со всеми этими пятью видами информации, то его называют мультимедийным.
4. Итог урока
– Какую информацию не может обрабатывать компьютер?
Какую информацию обрабатывает компьютер?
– Как называют компьютер, если он работает с числовой, текстовой, графической, звуковой и видеоинформацией?
5. Домашнее задание
Провести исследование. Предмет исследования – компьютер.
Объект исследования – виды информации. Является ли ваш компьютер мультимедийным.
Источник