Лекция №6 "Компьютер как исполнитель команд."
Изучив эту тему, вы узнаете:
-
Программный принцип работы компьютера.
-
Как проводить исследования в медицинской сфере на основе использования готовой компьютерной модели.
Изучив эту тему, вы сможете:
Проводить исследования в медицинской сфере на основе использования готовой компьютерной модели.
Литература
-
Информатика и информационные технологии 10-11 классы. Угринович Н. Москва. БИНОМ. Лаборатория знаний. 2003.
-
Информатика и ИКТ. Базовый уровень. Учебник для 10-11 классов. Семакин И.Г. Хеннер Е.К. Москва. БИНОМ. Лаборатория знаний. 2007.
-
Информатика. Шауцукова Л.З. М.: Просвещение. 2009.
-
Гейн А.Г. Обязательный минимум содержания образования по информатике: и в нем нам хочется дойти до самой сути. // Информатика № 24, 2001
-
Андреева Е.В. Математические основы информатики. Элективный курс: Учебное пособие / М.: БИНОМ. Лаборатория Знаний, 2005
Компьютер как исполнитель команд.
Основные компоненты компьютера, их функциональное назначение и принципы работы. Программный принцип работы компьютера.
С давних времен люди стремились облегчить свой труд. С этой целью создавались различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека. Компьютер был изобретен в середине XX века для усиления возможностей интеллектуальной работы человека, т.е. работы с информацией.
Из истории науки и техники известно, что идеи многих изобретений человек подглядел в природе. Например, еще в XV веке великий итальянский ученый и художник Леонардо да Винчи изучал строение тел птиц и использовал эти знания для конструирования летательных аппаратов.
Русский ученый Н.Е. Жуковский, основоположник науки аэродинамики, также исследовал механизм полета птиц.
А с кого списали компьютер?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
По своему назначению компьютер —
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
По принципам своего устройства компьютер —
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Имеются четыре основных компонента информационной функции человека:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Компьютер включает в себя устройства, выполняющие эти функции мыслящего человека:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Работая с информацией, человек пользуется не только теми знаниями, которые помнит, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. У компьютера тоже есть два вида памяти:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Схема устройства компьютера:
Схема устройства компьютера впервые была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Хоть компьютер и похож на человека по принципу своего устройства, но нельзя отождествлять «ум компьютера» с умом человека. Важное отличие в том, что
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Программа –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Таким образом, программный принцип работы компьютера, состоит в том, что
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Информация, обрабатываемая на компьютере,
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Принципы фон-Неймана:
Принцип программного управления.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Принцип адресности.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Принцип однородности памяти.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Таким образом, компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.
Аппаратное обеспечение –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Программное обеспечение –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Персональный компьютер – это компьютер, предназначенный для личного использования.
На современном рынке вычислительной техники разнообразие модификаций и вариантов компьютеров огромно, но любой, даже самый необычный комплект неизменно включает одни и те же виды устройств.
Базовая конфигурация ПК –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
-
_______________________________________
-
_______________________________________
-
_______________________________________
-
_______________________________________
Системный блок –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
В системный блок входит
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Монитор –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Клавиатура –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Мышь –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Периферийными называют устройства, подключаемые к компьютеру извне.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Обычно эти устройства предназначены для ввода и вывода информации.
Вот некоторые из них:
-
Принтер;
-
Сканер;
-
Модем;
-
Web-камера.
Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Материнская плата – самая большая плата ПК.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Процессор. Микропроцессор – основная микросхема ПК.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Основная характеристика процессора –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения» – оперативная память – с нею он работает совместно.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Оперативная память (ОЗУ), предназначена для хранения информации,
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Может возникнуть вопрос - почему бы не использовать для хранения промежуточных данных жесткий диск, ведь его объем во много раз больше? Это делать нельзя, так как
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Для длительного хранения данных и программ широко применяются жесткие диски (винчестеры).
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Винчестером он сначала в шутку был назван в 1973 году, так как некоторые его технические характеристики по названию походили на марку знаменитой винтовки «винчестер». С тех пор название прижилось.
Видеоадаптер –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета — в этом случае говорят, что
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Звуковой адаптер.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Сетевая карта (или карта связи по локальной сети) служит для
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
При наличии специальных дополнительных устройств можно организовать связь компьютеров и на большие расстояния.
Основным параметром сетевой карты является
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Типовая норма от 10 до 100 мегабайт в секунду.
Компьютерное моделирование
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Когда программа готова, проводят компьютерный эксперимент и анализ полученных результатов моделирования при вариации модельных параметров. И уже в зависимости от этих выводов делают нужные коррекции на одном из этапов моделирования: либо уточняют модель, либо алгоритм, либо точнее, более корректнее определяют объект изучения.
Компьютерные модели проходят очень много изменений и доработок
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Этапы компьютерного моделирования можно представить в виде схемы:
Объект - Модель - Компьютер - Анализ - Информац. модель
!______! !_____! !____________! !______!
модел-е прогр-е к.эксперимент знание
В методе компьютерного моделирования присутствуют все важные элементы развивающего обучения и познания:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Однако важно не путать компьютерную модель (моделирующую программу) с самим явлением.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Современное компьютерное моделирование выступает как средство общения людей (обмен информационными, компьютерными моделями и программами), осмысления и познания явлений окружающего мира (компьютерные модели солнечной системы, атома и т.п.), обучения и тренировки (тренажеры), оптимизации (подбор параметров).
Компьютерная модель –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Компьютерные модели, как правило,
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Информационная модель –
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Главной задачей компьютерного моделирования выступает
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
При построении компьютерной модели используют системный подход, который заключается в следующем.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Некоторые характеристики моделей являются неизменными,
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Если
состояние системы меняется со временем,
то модели называют динамическими, в
противном случае - статическими.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________