Информатика. 8 класс. Рабочая тетрадь. Часть 1. Босова Л.Л.

Рабочая тетрадь для 8 класса наряду с учебником в печатной и электронной формах, электронным приложением к учебнику и методическим пособием входит в состав УМК по информатике для основной школы (5-6, 7-9 классы). Содержит систему заданий базового, повышенного и высокого уровней сложности в виде рисунков, схем, таблиц, блок-схем на воспроизведение и практическое применение изучаемого материала; включает в себя в том числе задания исследовательского характера.

Информатика. 8 класс. Рабочая тетрадь. Часть 1. Босова Л.Л.

Информатика. 8 класс. Рабочая тетрадь. Часть 1. Босова Л.Л.

Рис. 6. Функциональная схема компьютера

Процессор состоит из десятков миллионов транзисторов. В основе внут­ренних схем процессора, образующих ядро процессора, лежат (рис. 7):

—   устройство управления (координирует работу всех устройств компь­ютера);

—    арифметико-логическое устройство (выполняет команды програм­мы, находящиеся в оперативной памяти);

—   внутренняя память (регистры памяти — ячейки, в которые по очере­ди помещаются команды программы для работы процессора);

—  шины данных, команд и адресов (по этим магистралям происходит об — мен данными между внутренними и внешними устройствами процессора);

—    кэш-память (сверхоперативная память).

Рис. 7. Внутренняя схема процессора

Функционирование процессора происходит следующим образом: вся входящая информация, представленная в виде данных и команд, попада­ет из оперативной памяти в процессор через внешние шины. Обработка
данных происходит в арифметико-логическом устройстве в соответствии с командами. Результат выводится при помощи устройств вывода.

Скорость работы процессора зависит от основных характеристик:

—    регистров — разрядности;

—    тактовой частоты;

—    адресного пространства.

Регистр — это ячейка процессора, в которой хранится машинное слово. Машинное слово представляет собой некоторое число (или команду), записанное в двоичном коде.

Существует много разнообразных процессоров, и у каждого свои ре­гистры. Регистры различаются по размеру и по назначению. Бывают ре­гистры 8-, 16-, 32-, 64-разрядные. Это значит, что в регистр помещаются соответственно 8, 16, 32, 64 бит двоичной информации. Размер регистра определяет одну из характеристик процессора — разрядность.

Разрядность процессора — это число одновременно обрабатывае­мых процессором битов. Поэтому процессор может быть 8-, 16-, 32-, 64-разрядным.

От разрядности центрального процессора зависит производительность компьютерной системы. Поэтому, чем больше разрядность процессора, тем большее количество информации обрабатывает процессор за единицу времени.

Первые модели процессоров были 16-разрядными и предназначались для персональных компьютеров IBM PC 80286. Следующими моделями процессора стали 32-разрядные. В настоящее время в производстве компь­ютеров используются 64-разрядные процессоры.

Кроме разрядности процессора, важную роль играет тактовая часто­та. Единицей измерения тактовой частоты является мегагерц (МГц). Один мегагерц — это миллион тактов в секунду. Соответственно 1000 мегагерц (1 гигагерц) — это миллиард тактов в секунду.

Тактовой частотой называют количество тактов (операций), вы­полненных процессором в секунду. Чем выше тактовая частота

Процессор не только исполняет машинные функции, но и управляет обменом данных между внешней и оперативной памятью.

С какой тактовой частотой работали первые модели процес­соров Intel (І8088)? Какова тактовая частота у современных компьютеров?

Процессор управляет не только работой всех устройств компьютера, но и организовывает обмен данными между внешней и оперативной па­мятью. Как происходит этот обмен? Для того чтобы найти в оперативной памяти нужные данные, процессор должен знать их адрес. А адрес к нему передается по адресной шине.

Если шина является N-разрядной, то по ней можно передать 2N дво­ичных чисел. Именно такое количество адресов можно передать по этой шине.

Величина 2N — это объем адресного пространства процессора, то есть объем оперативной памяти, физически адресуемой про­цессором.

Зная разрядность шины, можно легко вычислить величину адресно­го пространства процессора. Например, если адресная шина 24-разрядная, то адресное пространство равно 224 = 16 777 216 байт = 16 Мбайт. То есть процессор имеет адресуемый доступ к 16 Мбайт оперативной памяти.

Знание и понимание

1.  Как устроен процессор?

2.  Каково назначение процессора?

3.  Как процессор управляет работой всех устройств персонального компьютера?

4.  Каковы основные характеристики процессора?

5.   Каким образом тактовая частота влияет на скорость работы про­цессора?

6.  Как вы понимаете понятие «адресное пространство»?

7.  По какой формуле можно вычислить адресное пространство?

Применение

1. Представьте, что вы работаете консультантом в компьютерном магази­не. С каким процессором компьютер вы порекомендовали бы покупателю (табл. 2)?

Таблица 2

Вид деятельности
Процессор
Причина выбора
Распечатка текста, создание простейших рисунков, табличные расчеты
 
 Компьютерные игры
 
 Профессиональная работа с графикой и звуком (видеомонтаж)
 
 
 —   Процессор Intel Core І7-6700К 444.0GHz (Skylake);

—   Процессор Intel Core І5-6600К 3.5GHz LGA1151 OEM;

—   Процессор Intel Core ІЗ-7100 Kaby Lake 3.9 GHz LGA1151 OEM;

—   Процессор Intel Celeron G1840 2.80GHz LGA1150 OEM;

—   Процессор AMD FX-6300 BE Vishera 4.1;

—   Процессор Intel Pentium MMX 233МГц;

—   Процессор Intel Pentium II 400Гц;

—   Процессор Intel Celeron 800МГц;

—   Процессор Intel Pentium IV 3.5 МГц;

—   Процессор Intel Pentium IV 2ГГц.

2. Найдите в прайс-листе (по возможности используйте поисковые сис­темы Интернета) характеристики процессоров, указанных в задании 1, и расшифруйте их.

Анализ

Проблемная ситуация: Как ускорить работу процессора? Допустим, вы — рабочая группа и должны работать в помещении 1. Ис­ходные данные и условие задачи находятся в помещении 2. Выдача необходимой информации происходит очень медленно. В по­мещение 2 за порцией данных может ходить только один человек. Он приносит данные в помещение 1.

Рабочая группа обрабатывает данные и посылает за следующей порци­ей информации. Во время ожидания группа бездействует.

1.    За счет чего можно ускорить этот процесс? Можно ли посылать за информацией в помещение 2 не одного человека, а несколько?

2.  Смоделируйте процесс ускорения работы процессора.

Для этого обозначьте: помещение 1 — процессор, помещение 2 — опера­тивная память.

Синтез

Дополните таблицу 3 «Поколения процессоров» с 1978-2017 годы. (По возможности используйте данные из Интернета или других источников.)

Оценивание

Постройте генеалогическое древо семейства персональных компьютеров в зависимости от характеристик процессора (используйте таблицу 3). Рекомендации для выполнения домашнего задания

Генеалогическое древо — схематичное представление родственных свя­зей в виде условно-символического «дерева». У «корней» указывается родоначальник. На «стволе» — представители основной (по старшинству) линии рода, на «ветвях» — различные линии родословия, известные его потомки — «листья».

Современные процессоры имеют возможность многоканальной работы с оперативной памятью, благодаря которым повышается их функцио­нальный уровень.

У каждого процессора своя система команд, поэтому один и тот же код для разных процессоров может обозначать разные команды. Примером семейства процессоров являются все процессоры Intel. Их родоначаль­ником является процессор Intel 8086.

Все процессоры можно разделить на:

1)  процессоры с расширенной системой команд (CISC-процессоры);

2)  процессоры с сокращенной системой команд (RISC-процессоры). Первый тип процессоров характеризуется небольшим числом регист­ров, большим числом команд и медленной работой. Они используются в универсальных вычислительных системах и являются стандартом для микрокомпьютеров.

Второй тип процессоров характеризуется меньшим количеством ко­манд и высоким быстродействием. Используются в специализиро­ванных вычислительных системах, ориентированных на выполнение однообразных операций.

Компьютерные технологии развиваются с большой скоростью. Что бу­дет с компьютерами в будущем? Допустим, если производство микро­процессоров будет развиваться по закону Мура, то вычислительная мощность компьютеров должна удваиваться каждые два года. Тогда через 100 лет компьютеры будут в 1 125 899 906 842 624 раза мощнее, чем сегодня.

[свернуть]

Предложения интернет-магазинов.