Урок 26. Человек — компьютер: обмен информацией
Предмет: Естествознание, 11 класс

Конспект урока

Естествознание, 11 класс

Урок 26. Человек — компьютер: обмен информацией

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Какие функциональные элементы входят в состав компьютера?

Из каких элементов состоят узлы компьютера?

Что такое электрические ячейки памяти и логические элементы?

Глоссарий по теме:

Микросхема-память – устройство, предназначенное для запоминания, хранения массивов информации.

Микросхема-процессор – устройство для обработки информации.

Ячейка памяти – минимальный адресуемый элемент запоминающего устройства ЭВМ. Ячейки памяти могут иметь разную ёмкость (число разрядов, длину).

Логическое устройство – это электронное устройство, реализующее функцию или систему функций алгебры логики в виде определенных уровней напряжений или токов.

Логический элемент – это электронные устройства, предназначенные для обработки информации представленной в виде двоичных кодов, отображаемых напряжением (сигналом) высокого и низкого уровня. Логические элементы реализуют логические функции И, ИЛИ, НЕ и их комбинации.

Генератор тактовых импульсов – устройство, которое генерирует электрические импульсы заданной частоты (обычно прямоугольной формы) для синхронизации различных процессов в цифровых устройствах —ЭВМ, электронных часах и таймерах, микропроцессорной и другой цифровой технике.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Естествознание. 11 класс: Учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2017. – §40, стр. 125-125

Информатика. Базовый курс / Под ред. СВ. Симоновича. — СПб.: Питер, 2005.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Сложно представить современную жизнь без технологий. Каждый день мы видим компьютер у себя на столе. Но далеко не все знают, что же таится под крышкой системного блока. С основными компонентами компьютера и их предназначением вы должны были ознакомиться на уроках информатики. Сегодня мы разберемся, как работают узлы компьютера с точки зрения преобразования электрических сигналов и что является элементарными составляющими компьютера?

Компьютер - это устройство для обработки информации, которое состоит из множества элементов: видеокарты, отвечающей за работу с изображением, оперативной памяти, отвечающей за временное хранение информации, постоянной памяти, предназначенной для длительного хранения данных, устройств ввода и вывода, материнской платы, через которую соединяются в единое целое все элементы ПК.

Микросхема-память и микросхема-процессор, расположены на одной или нескольких печатных платах.

Микросхема-память состоит из множества ячеек памяти и логического устройства. В ячейки памяти записывается сигнал 1 или 0, а потом считывается информация. Ячейки памяти состоят их логических элементов.

Микросхема-процессор состоит из нескольких логических устройств и нескольких регистров памяти. В зависимости от входных сигналов процессор передает сигналы на разные устройства.

Обратимся к ячейке памяти. Как мы уже знаем в ячейке памяти могут храниться только сигналы 0 или 1. Каждый из сигналов соответствует своему напряжению. Для «1» напряжение равно от 2.5 до 4.5 Вольт. Для «0» напряжение равно от 0 до 0,2 Вольт. Стоит отметить, что ячейки памяти могут иметь разную форму, но в любом случае содержат емкости, накапливающие заряд. Заряд, в свою очередь, задает напряжение при запоминании сигнала.

Управляет работой всех элементов генератор тактовых импульсов. Частота тактовых импульсов определяет быстродействие компьютера. Тактовая частота — это количество тактов (операций) процессора в секунду.

Как правило, чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность.

Логические элементы – это простейшие «кубики», составные части цифровой микросхемы, выполняющие определённые логические функции. При этом, цифровая микросхема может содержать в себе от одного, до нескольких единиц, десятков, …и до нескольких сотен тысяч логических элементов в зависимости от степени интеграции. Действие этих элементов можно понять, воспользовавшись таблицей.

Логические элементы состоят из транзисторов. Два параллельно включенных транзистора реализуют элемент ИЛИ-НЕ; два транзистора, включенных последовательно реализуют элемент И-НЕ. Транзистором называется преобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий не менее трех выводов, предназначенный для усиления мощности электрического сигнала. Важную роль в цепи играют и диоды. Их основная задача - превращение переменного тока в постоянный. Диоды широко применяются в логических цепях, в которых необходимо обеспечить прохождение тока в нужном направлении. Диод - основной элемент всех блоков питания в нашем компьютере.

Резюме теоретической части:

Компьютер – это устройство для обработки информации, которое состоит из множества элементов: микросхем-память и микросхем-процессор, расположенных на одной или нескольких печатных платах. Микросхема-память состоит из множества ячеек памяти и логического устройства. В ячейки памяти записывается сигнал, а потом считывается информация. Ячейки памяти состоят их логических элементов. Микросхема-процессор состоит из нескольких логических устройств и нескольких регистров памяти. Управляет работой всех элементов генератор тактовых импульсов. Частота тактовых импульсов определяет быстродействие компьютера. Логические элементы – это простейшие «кубики», составные части цифровой микросхемы, выполняющие определённые логические функции. При этом, цифровая микросхема может содержать в себе от одного, до нескольких единиц, десятков, …и до нескольких сотен тысяч логических элементов в зависимости от степени интеграции. Логические элементы состоят из транзисторов. Два параллельно включенных транзистора реализуют элемент ИЛИ-НЕ; два транзистора, включенных последовательно реализуют элемент И-НЕ. Важную роль в цепи играют и диоды. Их основная задача – превращение переменного тока в постоянный. Диоды широко применяются в логических цепях, в которых необходимо обеспечить прохождение тока в нужном направлении. Диод – основной элемент всех блоков питания в нашем компьютере.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

1) Вставьте пропущенные слова.

1. Быстродействие компьютера определяет _____.

2. За запись сигнала и подсчет информации отвечает ______________.

Правильный вариант: Микросхема-процессор, Микросхема-память

Пояснение: 1. Микросхема-процессор состоит из нескольких логических устройств и нескольких регистров памяти. Управляет работой всех элементов генератор тактовых импульсов. Частота тактовых импульсов определяет быстродействие компьютера.

2. Микросхема-память состоит из множества ячеек памяти и логического устройства. В ячейки памяти записывается сигнал, а потом считывается информация. Ячейки памяти состоят их логических элементов.

2) Установите последовательность по мере возрастания размеров.

Первые компьютеры, Процессор, Клавиатура, Диод

Правильные варианты:

Диод
Процессор
Клавиатура
Первые компьютеры

Пояснение: 1. Размер диода до 8 мм 3. Размер клавиатуры до 500мм

2. Размер процессора до 50мм 4. Размер первых компьютеров более 17м