Персональний комп’ютер, його основні складові. Процесор. Пристрої пам’яті.
ТЕМА УРОКУ
Запитання?
Комп’ютер та інформаційні процеси
Раніше на уроках з інформатики ви вже ознайомилися зі складовими персонального комп’ютера та основними інформаційними процесами.
Схема реалізації інформаційних процесів у персональному комп'ютері
Вхідні дані
Результати
Внутрішня пам’ять
(зберігання даних)
Процесор
(опрацювання даних)
Зовнішня пам’ять
(зберігання даних)
Пристрої
введення даних
(передавання даних)
Пристрої Виведення даних
(передавання даних)
Комп’ютер та інформаційні процеси
Архітектура комп’ютера — це опис будови комп’ютера та принципів роботи його складових. Основні вузли персонального комп’ютера
містяться в системному блоці.
Процесор, його призначення
Ви вже знаєте, що опрацювання даних у комп’ютері виконується процесором. Він є пристроєм, який забезпечує виконання комп’ютерних програм. У процесорів, як у будь-якого виконавця алгоритмів, є свій набір команд.
Процесор AMD Ryzen 7
з 8 ядрами
Процесор, його призначення
Під час роботи процесор може сильно нагріватися, тому на нього встановлюють систему охолодження — вентилятор, який називають кулером.
Процесор
Кулер
Цікаво
Процесор ще іноді називають CPU — від англ. Central Processing Unit — модуль центрального процесора.
Кулер — від англ. cooler — охолоджувач.
Процесор, його призначення
Процесор комп’ютера є його основною складовою. Він містить:
пристрій керування, який забезпечує виконання команд комп’ютерної програми,
арифметично-логічний пристрій, який здійснює операції над даними.
До складу сучасних процесорів входить ще й складова внутрішньої пам’яті – так звана кеш-пам’ять
Процесор, його призначення
Тип
Тактова частота
Розрядність
Кеш-пам’ять
Процесор, його призначення
Приклади значень властивостей процесора
для настільного і планшетного комп’ютерів
Властивість | Що характеризує | Значення властивостей процесора | |
Для настільного комп'ютера | Для планшетного комп'ютера | ||
Модель | Ім’я, що надається фірмою-виробником | AMD Ryzen Threadripper 3990X | KIRIN970 |
Тактова частота | Частота керуючих сигналів, які узгоджують роботу пристроїв процесора | 4,3 ГГц | 2,36 ГГц |
Кількість ядер | Кількість однакових за структурою процесорів, які об’єднано в один пристрій | 64 | 8 |
Розрядність | Кількість двійкових розрядів, які може одночасно опрацьовувати процесор | 64 біти | 64 біти |
ВИКОНУЙМО РАЗОМ!
ВИКОНУЙМО РАЗОМ!
ПРАЦЮЄМО НА ОЦІНКУ!
Архітектура комп’ютера. Процесор, його призначення.
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Пам’ять комп’ютера призначена для зберігання даних. Її поділяють на внутрішню та зовнішню. Основною властивістю всіх видів пам’яті є її ємність, яка вимірюється в байтах, кілобайтах, мегабайтах, гігабайтах, терабайтах тощо.
Внутрішня
Зовнішня
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Пам’ять
Внутрішня
Постійна
Опера-тивна
Кеш-пам’ять
Зовнішня
Пам’ять на магнітних дисках
Флеш-пам’ять
Інші
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Внутрішня пам’ять призначена для забезпечення роботи процесора. Її складові:
Як і процесор, розміщуються на материнській платі комп’ютера.
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Материнська, або головна плата (англ. motherboard або mainboard) – основна складова
сучасних персональних комп’ютерів, яка забезпечує передавання даних між пристроями комп’ютера.
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Оперативна пам’ять є основною в комп’ютері, у ній розміщуються програми і дані, які в подальшому опрацьовуються процесором. Щоб дані були опрацьовані процесором, вони попередньо повинні бути передані («завантажені») з пристроїв уведення даних або запам’ятовуючих пристроїв до оперативної пам’яті.
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Після вимкнення живлення комп’ютера всі дані з оперативної пам’яті зникають.
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Планки оперативної пам’яті, які серійно виробляють-ся для комп’ютерів, мають обсяги до 128 ГБ.
2 Гб
128 Гб
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Оперативна пам’ять виготовляється у вигляді плати блоків мікросхем, яка встановлюється в спеціальні роз’єми (слоти) на материнській платі.
Зазвичай на материнській платі можна встановити кілька плат мікросхем оперативної пам’яті.
Слот (англ. slot) – щілина, паз, отвір.
Сокет (англ. socket) – заглиблення, гніздо, розетка.
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
До складу сучасних процесорів включають кеш-пам'ять. Вона призначена для прискорення обміну даними між оперативною пам’яттю і процесором. Розрізняють кеш-пам'ять таких рівні рівнів:
Першого
Другого
Третього
в більшості процесорів - 128 Кбайт
для настільних ПК становить
1-32 Мбайт
Збільшення ємності кеш-пам'яті зазвичай збільшує швидкодію процесора.
2-256 Мбайт
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Програми та дані, які потрібні для виконання дій, пов’язаних з початком роботи комп’ютера, зберігаються в постійній пам’яті. Після ввімкнення комп’ютера дані з постійної пам’яті копіюються («завантажуються») в оперативну пам’ять і запускаються програми підготовки комп’ютера до роботи.
Мікросхеми постійної пам'яті на материнській платі
Пам’ять комп’ютера. Внутрішня пам’ять
Постійна пам’ять виготовляється у вигляді однієї або двох мікросхем, що вставляються в спеціальні гнізда – сокети, або впаюються на материнській платі.
Зовнішня пам’ять
Зовнішня пам’ять призначена для довготривалого зберігання значних масивів даних. Від внутрішньої пам’яті її відрізняє не тільки призначення, але й відмінності у значеннях окремих властивостей:
Зовнішня пам’ять
Основними носіями даних зовнішньої пам’яті є жорсткі магнітні диски та електронні схеми:
Жорсткий диск
(вінчестер)
Зовнішній
жорсткий диск
Флеш-
пам’ять
Карта
пам’яті
Зовнішня пам’ять
Носії даних розміщуються у відповідних пристроях. Жорсткі магнітні диски є носіями даних у пристроях, які називають накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД).
Зовнішня пам’ять
Накопичувачі на жорстких магнітних дисках можуть мати один або кілька металевих дисків, покритих шаром магнітної речовини. Запис даних виконується шляхом намагнічування ділянок поверхні диска з використанням електромагнітної головки, яка виконує і зчитування даних.
Поверхня одного з жорстких дисків
Електромагнітна головка
Зовнішня пам’ять
Властивості накопичувачів на жорстких магнітних дисках і приклади їх значень у сучасних пристроях.
Властивість | Значення властивості НЖМД для | |
настільних комп’ютерів | ноутбуків | |
Ємність | 1–16 ТБ | 0,5–5 ТБ |
Діаметр жорстких дисків | 3,5 дюйма | 2,5 дюйма |
Швидкість обертання жорстких дисків | 5400–15 000 об/хв | 5400–10 000 об/хв |
Зовнішня пам’ять
Зовнішню пам’ять на електронних мікросхемах ще називають флеш-пам’яттю.
Вона реалізовується в пристроях пам’яті трьох основних типів:
USB-флешнакопичувач («флешка»)
флешкарта
(карта пам’яті)
твердотілий, або SSD-накопичувач
Зовнішня пам’ять
USB-флешнакопичувачі використовуються в основному для обміну даними між різними комп’ютерами. Для їх підключення до комп’ютера використовуються USB-роз’єми. Більшість USB-флешнакопичувачів мають ємність від 4 до 128 ГБ, хоча є пристрої і значно більшої ємності – до 2 ТБ.
Зовнішня пам’ять
Різноманітні флеш-карти здебільшого використовуються як пристрої пам’яті для смартфонів, фото- та відеокамер тощо. Для їх підключення використовують, залежно від типу флешкарти, відповідні слоти.
Зовнішня пам’ять
Найпопулярнішими на сьогодні у зв’язку з їх широким використанням у смартфонах є флешкарти типу microSD.
Ємність флешкарт коливається в межах
від 4 до 512 ГБ.
Зовнішня пам’ять
Твердотілі, або SSD-накопичувачі, мають таке саме призначення, як і накопичувачі на жорстких магнітних дисках. Здебільшого їх використовують як основні пристрої зовнішньої пам’яті для мобільних комп’ютерів – ноутбуків, планшетних комп’ютерів.
Зовнішня пам’ять
Порівняно з НЖМД SSD-накопичувачі мають більшу швидкість обміну даних, але й більшу вартість за однакової ємності. За максимальною ємністю SSD-накопичувачі також поки що поступаються накопичувачам на жорстких магнітних дисках – до 8 ТБ.
Зовнішня пам’ять
Для підвищення швидкодії комп’ютера за рахунок збільшення швидкості обміну даними значна частина ноутбуків оснащується двома пристроями зовнішньої пам’яті:
більш «швидким» SSD-накопичувачем
значно «повільнішим» накопичувачем на жорстких магнітних дисках (HDD)
(для розміщення програм, які дуже часто використовуються комп’ютером, наприклад операційної системи)
для забезпечення потрібної ємності зовнішньої пам’яті.
Зовнішня пам’ять
Для створення резервних копій даних, банку конфіденційних даних значного обсягу, переміщення великих обсягів даних без використання комп’ютерних мереж та інших цілей можуть використовуватися так звані зовнішні накопичувачі на жорстких магнітних дисках і або SSD-накопичувачі.
Зовнішня пам’ять
На відміну від внутрішніх пристроїв, які підключаються до материнської плати через відповідні роз’єми і розміщуються в системному блоці або корпусі мобільного комп’ютера,
зовнішні пристрої підключаються до комп’ютера з використанням
USB-роз’ємів.
Чи знаєте ви, що...
Один з перших накопичувачів на жорстких магнітних дисках розробила корпорація IBM, і в 1956 році його було представлено для продажу. Цей пристрій отримав назву IBM 350 Disk File, мав обсяг «цілих» 5 Мбайт і складався з 50 металевих дисків, вкритих шаром магнітної речовини. Діаметр дисків – 24 дюйми або 60,96 см, а маса всього пристрою перевищувала тонну.
Завантаження IBM 350 Disk File в багажний відсік літака
Чи знаєте ви, що...
Визначним ученим, який зробив суттєвий внесок у розробку технологій створення сучасних накопичувачів на магнітних дисках, є Любомир Романків (нар. 17.04.1931, м. Жовква, Львівська обл.), американський учений українського походження, у минулому – провідний співробітник корпорації IВМ.
Любомир Романків
Чи знаєте ви, що...
Він розробив технологію створення головок запису/зчитування даних з поверхні магнітних дисків, що значно зменшило витрати на виготовлення НЖМД. Ця технологія уможливила виготовлення пристроїв, що могли розміститися в корпусах персональних комп’ютерів. Л. Романків є співавтором понад 60 патентів.
Для тих, хто хоче знати більше
Тривалий час як носії даних використовували оптичні диски, які відрізнялися ємністю та можливістю здійснювати запис і перезапис даних. Основні типи оптичних дисків, їх властивості та значення властивостей подано в таблиці.
Зовнішня пам’ять
У пристроях для роботи з оптичними дисками використовують промінь лазера для зчитування та запису даних.
ОСМИСЛЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
ОСМИСЛЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
ОСМИСЛЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1.Опрацювати презентацію до уроків 13-14, проаналізувати
стор. 51-59
2. Виконати: Тест по перевірці уроків 9-10
3. Виконати: Практичну роботу до уроків 9-10
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ