Устройство компьютера

Ход урока

1. Введение

Современное образование в России перешло на Федеральный государственный образовательный стандарт второго поколения (ФГОС). Особенность ФГОС нового поколения – деятельностный характер, который ставит главной задачей развитие личности ученика. Система образования отказывается от традиционного представления результатов обучения в виде знаний, умений и навыков, формировки стандарта указывают реальные виды деятельности, которыми учащийся должен овладеть к концу начального обучения.

Требования к результатам обучения сформулированы в виде личностных, метапредметных и предметных результатов.

Неотъемлемой частью ядра нового стандарта являются универсальные учебные действия (УУД). Под УУД понимают “общеучебные умения”, “общие способы деятельности”, “надпредметные действия” и т.п. Предусматривается отдельная программа – программа формирования универсальных учебных действий.

Универсальные учебные действия являются одной важнейших частей Федерального государственного образовательного стандарта. Представлены четыре вида УУД:

• личностные
• познавательные
• регулятивные
• коммуникативные.

Приоритетна развивающая функция обучения, которая должна обеспечить становление личности школьника, раскрытие его индивидуальных возможностей. Акцент на умения применять знания, на знания как средство развития личности. Поэтому формулировки заданий на уроках теперь будут выглядеть несколько иначе. На уроках мира, предлагается не столько усвоить конкретные знания, как было раньше, сколько научить работать с “популярными естественно-научными текстами, рисунками, таблицами и простейшими схемами с целью отбора источников, поиска и извлечения информации для создания собственных устных или письменных текстов, ответов на вопросы, аргументации своей точки зрения”.

Какие основные моменты следует учитывать учителю при подготовке к современному уроку в свете новых ФГОС?

1. Прежде всего, необходимо рассмотреть этапы конструирования урока.
2. Определение темы учебного материала
3. Тип дидактической цели урока
4. Определение типа урока
5. Продумывание структуры урока
6. Обеспеченность урока
7. Отбор содержания учебного материала
8. Выбор методов обучения
9. Выбор форм организации педагогической деятельности
10. Оценка ЗУН
11. Рефлексия урока

2. Тема урока: “Устройство компьютера”

Цели урока:

• Обучающая: изучить основные устройства компьютера, функциональные возможности компьютера, виды компьютерной памяти, принципы взаимодействия устройств ПК, основные характеристики ПК.
• Воспитательная: формирование системного мышления, формирование умения работать в коллективе, восприятия компьютера как инструмента информационной деятельности человека.
• Развивающая: способствовать развитию мотивации к изучению информатики, развитие познавательного интереса, творческой активности учащихся.

Тип урока: проблемно-эвристический, урок анализа.

Форма урока: урок – исследование.

Формы обучения:

• фронтальная экспериментальная работа;
• Индивидуальная работа
• Групповая работа

Методы: Проблемно-эвристические, мозговой штурм, эвристическая беседа.

Учебно-методическое обеспечение:

• Н. В. Макарова “Информатика и ИКТ. Учебник 8-9 класс, изд. "Питер", 2009, плакаты.
• Программа презентаций POWER POINT.
• Презентация к уроку по теме "Устройства компьютера"
• Мультимедийный проектор.

Предварительная подготовка учащихся: учащиеся делятся на 3 группы. Одна группа готовит материал на тему "Основные устройства компьютера". Вторая группа - на тему "Устройства ввода-вывода". Третья группа - на тему "Внешние запоминающие устройства".

3. План ведения урока.

1. Организационный момент.

2. Постановка целей и задач урока.

3. Актуализация знаний.

4. Теоретическая часть.

5. Самостоятельная работа с презентацией.

6. Заключительная часть. Подведение итогов урока.

5. Домашнее задание.

Ход урока

1. Организационный момент: приветствие, знакомство с темой, мотивация, целеполагание.

2. Постановка целей и задач урока.

3. Актуализация знаний учащихся.

Коллективное выполнение проблемных заданий.

Проблемные вопросы:

• на каких носителях люди хранили информацию до изобретения компьютеров?
• с каким устройством компьютера можно сравнить мозг человека?
• каким образом можно было передавать информацию ?

Учащиеся отвечают на эти вопросы.

4. Теоретическая часть

Учащиеся разделены на 3 группы. У каждой группы выбирается докладчик. По очереди докладчики рассказывают остальным ученикам материал, который они подготовили дома. Таким образом, учащиеся осваивают материал самостоятельно. Учитель поправляет, дополняет, корректирует их выступления.

Материал 1-го докладчика

 Структурная схема ЭВМ

Материнская плата

Системная плата (или материнская) - центральная электронная часть не только системного блока, но и всего персонального компьютера. На ней установлены интегральные схемы различного назначения. Интегральной схемой называется электронная схема, выполненная в виде кристалла кремния площадью 25-40мм. Характеризует интегральную схему степень интеграции - количество первичных элементов (диодов, транзисторов, резисторов, конденсаторов), расположенных на одном кристалле. Благодаря специальной технологии обеспечивается степень интеграции от несколько сотен до десятков тысяч первичных элементов. Интегральная схема размещена в герметичном стандартном корпусе с металлическими выводами воздействий и снятия выходных сигналов.

На материнской плате размещаются:

• Процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
• Микропроцессорный комплекс (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
• Шины-наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
• Оперативная память (оперативное заполняющее устройство, ОЗУ)- набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
• ПЗУ (постоянное заполняющее устройство)- микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер включен;

Процессор

Переработку информации и управление всем процессом обработки осуществляет микропроцессор, т.е. процессор, выполненный в виде интегральной схемы. Микропроцессор содержит несколько десятков тысяч первичных элементов. Процессор – это основная микросхема компьютера, он является “мозгом” компьютера.

ПРОЦЕССОР ЭВМ предназначен для арифметической и логической обработки информации, а также для автоматического управления вычислительным процессом в соответствии с заданной программой.

Именно процессор последовательно выполняет инструкцию пользователя, производит все вычисления, сообщает об имеющихся ошибках, контролирует работу всех остальных (периферийных) устройств.

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры х86 были 16-разрядными. Начиная с процессора 80386 они имеют 32-разрядную архитектуру.

Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может выполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Сегодня рабочие частоты некоторых процессоров уже превосходят 500 миллионов тактов в секунду (500 МГц).

Микропроцессоры для компьютеров фирмы IBM изготавливаются фирмой Intel.

IBM PS

• Intel- 8088 в начале 80-х годов
• 80286
• 80386 – 1988-91г
• 80386 SX
• 80486 – 91г – 92г
• Pentium – 93г

Материал 2-го докладчика

Устройства ввода-вывода информации

УСТРОЙСТВА ВВОДА (УВВ) предназначены для ввода в память машины программы и исходных данных решаемой задачи, а устройства вывода (ув) служат для вывода окончательных и промежуточных результатов вычислений. Часто устройства ввода и вывода информации объединяют в одну общую группу устройств, называемую устройствами ввода-вывода. Устройства ввода-вывода вместе с внешними запоминающими устройствами называют периферийными или внешними устройствами ЭВМ.

Устройства ввода-вывода играют в составе ЭВМ важную роль, поскольку они обеспечивают связь человека с вычислительной машиной. Вместе с тем эти устройства являются наиболее узким местом современных ЭВМ в основном из-за их относительно низкой надёжности, уступающей надёжности работы процессора. Это объясняется тем, что устройства ввода-вывода имеют в своём большинстве механически перемещающиеся узлы: кнопки, клавиши и т.п. Кроме того, они существенно медленнее, чем процессор.

Основным устройством ввода, используемым человеком, является клавиатура. На клавиатуре имеются буквы русского и латинского алфавитов, цифры, знаки препинания и специальные символы. В память ЭВМ они передаются закодированными с помощью электрических сигналов так, как это объяснялось выше.

Основным устройством вывода информации для непосредственного восприятия её человеком является дисплей-телевизионный экран, на котором изображаются буквы, цифры и другие символы, имеющиеся на клавиатуре. Кроме того, можно получать различные геометрические изображения, тогда такой дисплей называется графическим.

Если требуется вывод документов на печать, то это делается с помощью печатающего устройства – принтера.

Монитор.

Монитор – устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основным потребительскими параметрами являются: размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты.

Размер монитора измеряется между противоположными углами трубки кинескопа по диагонали. Единицы измерения – дюймы. Стандартные размеры: 14,15,17,19,20,21. В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы 15 и 17 дюймов, а для операций с графикой желательно мониторы размером 19 – 21 дюйм.

Материал 3-го докладчика

ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Весьма важное значение имеет также организация хранения больших массивов информации. Решение этой проблемы обеспечивает внешние запоминающие устройства, ёмкость которых может достигать десятков миллионов слов при скорости выборки десятков тысяч слов в секунду.

Относительно низкое быстродействие ВЗУ объясняется тем, что они обычно строятся с использованием электромеханических принципов .Наибольшим распространением получили в настоящее время ВЗУ магнитных дисках, лентах, барабанах и картах. Запись информации таких ВЗУ осуществляется путём намагничивания участков магнитной поверхности. Во ВЗУ хранится информация, непосредственная не участвующая в ближайшей серии вычислений. В процессе решения задач между ОЗУ и ВЗУ происходит обмен информацией. Обычно такой обмен осуществляется целыми массивами. Это объясняется главным образом тем, что ВЗУ тратит довольно много времени на поиск того места магнитной поверхности, где записано требуемая информация.

Устройства на магнитных дисках предназначены для хранения больших массивов информации. На дисках записываются операционные системы ЭВМ, в библиотеке программ, программы и данные пользователей и др.

Магнитный диск обычно изготовляется из алюминия с ферролаковым или кобальтовольфрамовым покрытием. Дисковой пакет состоит из нескольких дисков, закреплённых на общей вращающейся оси.

Жесткий диск

Жесткий диск - основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Таким образом, этот “диск” имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а 2n поверхностей, где n- число отдельных дисков в группе.

Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения - записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (90 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный диск.

Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частицы покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции. Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку. Имя дисковода на жестком магнитном диске – С.

Промежуточная рефлексия: ответы на вопросы - что знали до начала урока, что услышали нового, что еще хотят узнать.

5. Самостоятельная работа с презентацией

Учащиеся работают с данной презентацией, при этом конспектируя основные моменты в своих тетрадях. После завершения работы отвечают на следующие вопросы:

Вопросы для закрепления:

1. Как выглядит структурная схема ПК”?
2. Что такое “базовая конфигурация персонального компьютера”?
3. Какие устройства находятся на материнской плате?
4. Какие виды мониторов вы знаете?
5. Что входит в ВЗУ?
6. В чем отличие внутренней памяти компьютера от внешней?
7. Какие еще устройства ввода информации в компьютер вы знаете?

6. Заключительная часть. Подведение итогов урока

Учитель делает обобщение, выставляет оценки, обращает внимание на ошибки. Ученики делятся впечатлениями о проведенном уроке, понравились ли им такие формы проведения урока, что бы они еще хотели узнать об устройствах компьютера.

7. Домашнее задание

• Составить кроссворд на тему "Устройства компьютера".

Приложение 1

Приложение 2

Список использованной литературы

1. Н. В. Макарова “Информатика и ИКТ” Практикум 8-9, Питер, Москва – Санкт-Петербург, 2010
2. И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова Информатика. Базовый курс 7-9, Бином, Москва, 2009
3. Хуторской А.В. Эвристическое обучение: Теория, методология, практика. Научное издание. - М.: Международная педагогическая академия, 1998
4. http://kolpschool2.ru/?page_id=756
5. http://planeta.edu.tomsk.ru/?ur=810&ur1=948&ur2=958