УТВЕРЖДАЮ
Начальник кафедры ПМ и ИТ
майор внутренней службы
Т.А. Подружкина
«01» июля 2014 г.
Методическая разработка чтения лекции
по дисциплине «Информатика и информационные технологии в профессиональной
деятельности»
для обучающихся по направлению подготовки (специальности) 030901.65
«Правовое обеспечение национальной безопасности»
специализация (профиль) специалист
Тема № 2 «Аппаратное и программное обеспечение информационных технологий»
Занятие № 2.1 «Архитектура, основные устройства и программное обеспечение персонального компьютера»
Обсуждена на заседании ПМК (секции)
Протокол № 22 от «01» июля 2014 г.
Санкт-Петербург
2014
Цели занятия
Учебные.
1. Рассмотреть принципы фон Неймана и классификацию ЭВМ.
2. Познакомится с архитектурой компьютера, устройствами системного блока.
3. Рассмотреть классификацию и назначение программного обеспечения.
Воспитательные
Воспитывать у обучаемых стремление к углубленному изучению учебного материала.
II. Расчёт учебного времени
|
Содержание и порядок проведения занятий |
Время, мин. |
|
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ: принять доклад о готовности группы к занятиям; проверить наличие обучаемых, внешний вид, готовность к занятиям. Знакомство с группой. Объявить тему, цели и учебные вопросы занятия. Подчеркнуть актуальность и значимость темы для дальнейшей практической деятельности обучаемых. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Учебные вопросы 1. Принципы фон Неймана и классификация ЭВМ. 2. Архитектура персонального компьютера. 3. Программное обеспечение. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ: напомнить тему, цели занятий, ответить на поставленные вопросы, дать задание на самостоятельную работу, самоподготовку; выдать план проведения всех видов занятий |
10 минут
75 минут
30 минут 15 минут 30 минут
5 минут |
III. Литература
Основная
1. Информатика. Базовый курс. 2-е изд. Под ред. С.В. Симоновича. СПб.: Питер, 2013.
2. Информатика. Курс лекций. Е. Л. Федотов, М.: уч. Пособие. Изд. Форум 2011 г.
Дополнительная
1. Персональный компьютер. Лучший самоучитель Е. Н. Гузенко, А. С. Сурядный, М. АСТ Астрель 2011 г.-544 с.
2. Аппаратные средства IBMPC. Энциклопедия, Изд-во Питер, 2006
IV. Учебно-материальное обеспечение
1. Технические средства обучения: мультимедийный проектор, компьютер.
2.Слайды:
Название темы.
Учебные вопросы.
Рекомендуемая литература.
Принципы фон Неймана.
Классификация ЭВМ.
Магистрально-модульный принцип построения компьютера.
Устройства ввода-вывода..
Понятие программы и программного обеспечения.
Классификация программного обеспечения.
V. Текст лекции
Вводная часть. Объявление темы лекции, цели занятия и учебных вопросов.
Учебные вопросы
1. Принципы фон Неймана и классификация эвм.
В 1946 г. Джон П. Экерт (род. 1919) и Джон В. Могли (1907—1980) разработали один из первых компьютеров для армии США— ENIAC (электронный числовой интегратор и калькулятор) на электронных лампах.
В 1945 г. к работе Могли и Экерта был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этой машине. Доклад был разослан многим ученым и получил широкую известность, поскольку в нем фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т.е. компьютеров.
Принципы фон Неймана
1. Принцип двоичного кодирования. Это означает, что вся информация в компьютере передается и хранится в двоичном виде.
2. Принцип программного управления. Тут речь идет о том, что программа представляет собой набор команд, которые процессор выполняет автоматически и в определенной последовательности.
3. Принцип однородности памяти. Разнотипная информация различается по способу использования, а не по способу кодирования.
4. Принцип адресности. Информация размещается в ячейках памяти, которые имеют точный адрес. Зная адрес, ЦП может получить доступ к нужной информации в любой момент времени.
Классификация средств вычислительной техники.
Электронно-вычислительные машины принято классифицировать по целому ряду признаков, в частности: по функциональным возможностям и характеру решаемых задач, по способу организации вычислительного процесса, по архитектурным особенностям и вычислительной мощности.
По функциональным возможностям и характеру решаемых задач выделяют:
- универсальные (общего назначения) ЭВМ;
- проблемно-ориентированные ЭВМ;
- специализированные ЭВМ.
Универсальные ЭВМпредназначены для решения самых разных инженерно-технических задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных.
Проблемно-ориентированные ЭВМпредназначены для решения более узкого круга задач, связанных с регистрацией, накоплением и обработкой небольших объемов данных.
Специализированные ЭВМиспользуются для решения узкого круга задач (микропроцессоры и контроллеры, выполняющие функции управления техническими устройствами).
По способу организации вычислительного процессаЭВМ подразделяются на однопроцессорные и многопроцессорные, а также последовательные и параллельные.
Однопроцессорные. В составе ЭВМ имеется один центральный процессор и все вычислительные операции и операции по управлению устройствами ввода-вывода информации осуществляются на этом процессоре.
Многопроцессорные.В составе ЭВМ имеется несколько процессоров между которыми перераспределяются функции по организации вычислительного процесса и управлению устройствами ввода-вывода информации.
Последовательные. Работают в однопрограммном режиме, когда работа ЭВМ построена так, что она может исполнять только одну программу, и все ее ресурсы используются только в интересах исполняемой программы.
Параллельные.Работают в мультипрограммном режиме, когда в ЭВМ на исполнении находится несколько пользовательских программ и между этими программами происходит разделение ресурсов, обеспечивая их параллельное выполнение.
По архитектурным особенностям и вычислительной мощности различают:
Рассмотрим схему классификации ЭВМ по этому признаку (рис.1).
Рис.1. Классификация ЭВМ по архитектурному признаки
и вычислительной мощности.
Суперкомпьютеры– это самые мощные по быстродействию и производительности вычислительные машины. К суперЭВМ относятся “Cray” и “IBM SP2” (США). Используются для решения крупномасштабных вычислительных задач и моделирования, для сложных вычислений в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий, также находят применение и в финансовой сфере.
Большие машины или мейнфреймы (Mainframe).Мейнфреймы используются в финансовой сфере, оборонном комплексе, применяются для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров.
Средние ЭВМширокого назначения используются для управления сложными технологическими производственными процессами.
Мини-ЭВМориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов, в качестве сетевых серверов.
Микро-ЭВМ— это компьютеры, в которых в качестве центрального процессора используется микропроцессор. К ним относятся встроенные микро – ЭВМ (встроенные в различное оборудование, аппаратуру или приборы) и персональные компьютеры PC.
Персональное компьютеры. Бурное развитие приобрели в последние 20 лет. Персональный компьютер (ПК) предназначен для обслуживания одного рабочего места и способен удовлетворить потребности малых предприятий и отдельных лиц. С появлением Интернета популярность ПК значительно возросла, поскольку с помощью персонального компьютера можно пользоваться научной, справочной, учебной и развлекательной информацией.
К персональным компьютерам относятся настольные и переносные ПК. К переносным ЭВМ относятся Notebook (блокнот или записная книжка) и карманные персональные компьютеры (Personal Computers Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistants – PDA и Palmtop).
Встроенные компьютеры. Компьютеры которые используются в различных устройствах, системах, комплексах для реализации конкретных функций. Например диагностика автомобилей.
С 1999 года для классификации ПК используется международный сертификационный стандарт – спецификация РС99. В соответствии с этой спецификацией ПК делятся на следующие группы:
массовые ПК (Consumer PC);
деловые ПК (Office PC);
портативные ПК (Mobile PC);
рабочие станции (WorkStation);
развлекательные ПК (Entertaiment PC).
Большинство ПК относится к массовыми включают стандартный (минимально необходимый) набор аппаратных средств. В этот набор входят: системный блок, дисплей, клавиатура, манипулятор типа «мышь». При необходимости этот набор легко дополняется другими устройствами по желанию пользователя, например принтером.
Деловые ПКвключают минимум средств воспроизведения графики и звука.
Портативные ПКотличаются наличием средств коммуникации отдаленного доступа.
Рабочие станцииотвечают повышенным требованиям к объемам памяти устройств хранения данных.
Развлекательные ПКориентированы на высококачественное воспроизведение графики и звука.
По конструктивным особенностямПК делятся на:
стационарные (настольные, Desktop);
переносимые:
портативные (Laptop);
блокнотные (Notebook);
карманные (Рalmtop).