Методика изучения архитектуры ЭВМ в школьном курсе информатики
2015
Содержание
1. Цель и задачи
2. Обязательный минимум изучаемых понятий
3. Архитектура компьютера
4. Схема раскрытия понятия архитектуры
5. Объяснительно-иллюстративный метод
6. Схема информационных потоков
7. Принцип устройства ЭВМ Фон Неймана
8. Уроки об устройствах персонального компьютера
9. Уроки по теме: «Персональный компьютер – универсальное устройство обработки информации»
10. Структурная схема ПК
11. Подключение устройств к материнской плате
12. Пример задачи
13. Заключение
14. Используемые источники
1. Цель и задачи
— Цель: подготовка к ОГЭ (информатика)»
— Задача: изучение архитектуры ЭВМ в школьном курсе информатики
Линия компьютера является одной из составляющих школьного курса информатики. На протяжении развития школьной информатики содержание обучения по этой линии углублялось и совершенствовалось.
2. Обязательный минимум изучаемых понятий
В настоящее время по в примерной программе для основной школы по новым ФГОС) указан следующий обязательный минимум изучаемых понятий:
«Устройство компьютера: процессор, оперативная память, внешняя энергонезависимая память, устройства ввода-вывода. Роль программ в использовании компьютера. Носители информации, используемые в ИКТ, их история и перспективы развития. Представление об объёмах данных и скоростях доступа, характерных для различных видов носителей. История и тенденции развития компьютеров, улучшение характеристик компьютеров, физические ограничения на значения характеристик. Суперкомпьютеры. Параллельные вычисления».
3. Архитектура компьютера
Под архитектурой компьютера в школьном курсе информатики понимается описание устройств и принципов его работы (без подробностей технического характера).
4. Схема раскрытия понятия архитектуры
В базовом курсе принята следующая схема раскрытия понятия архитектуры:
· Назначение ЭВМ
· Основные устройства, входящие в состав ЭВМ и выполняемые функции;
· Организация внутренней и внешней памяти;
· Особенности архитектуры ПК;
· Типы и свойства устройств, входящих в состав компьютера.
5. Объяснительно-иллюстративный метод
При изучении материала используется объяснительно-иллюстративный метод. Применяется наглядность в виде презентаций , схем, плакатов. При знакомстве с функциями устройств ПК проводится аналогия с мыслящим человеком
6. Схема информационных потоков
7. Принципы устройства ЭВМ фон Неймана
Учащиеся знакомятся с принципами устройства ЭВМ фон Неймана (в учебнике )
· Состав основных устройств ЭВМ
· Принцип двоичного кодирования
· Принцип хранимой программы
· Принцип адресуемости памяти
8. Уроки об устройствах персонального компьютера
Отдельные уроки посвящаются устройствам персонального компьютера:
- Процессор и память. При изучении процессора обращается внимание, что в современных компьютерах центральный процессор имеет сопроцессор, есть процессор видеокарты и другие сопроцессоры. При изучении внешней памяти рассматриваются свойства: объем, быстродействие, энергозависимость.
- Устройства ввода/вывода информации. Рассматривается многообразие видов устройств.
Процессор
Центральный процессор - основной рабочий компонент компьютера, который:
- выполняет арифметические и логические операции, заданные программой;
- управляет вычислительным процессом; и
- координирует работу всех устройств компьютера.
Процессор Pentium содержит 42 миллиона элементов, обладает быстродействием
3 миллиарда операций
в секунду
Оперативная память
Оперативная память - быстрое запоминающее устройство, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных.
Модули оперативной памяти могут быть различных типов: DDR, DIMM, RIMM и другие.
Устройства ввода
· Клавиатура
· Мышь
· Графический планшет
· Сканер
· Цифровая камера
· Микрофон
Клавиатура
Клавиатура компьютера - устройство, служащее для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов.
Мышь
Мышь - устройство управления курсором, имеющее вид небольшой коробки. Перемещения мыши по горизонтальной поверхности преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. Обычно мышь снабжена двумя или тремя клавишами, позволяющими задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т. п.
Сканер
Сканер - устройство для ввода в компьютер графических изображений. Сканер создает оцифрованное изображение
документа и помещает его
в память компьютера.
Цифровая камера
Цифровое изображение - растровое изображение, получаемое либо непосредственно
по радиоканалам, либо путем
цифрования аналоговых
изображений с помощью
сканера, теле - или
Устройства вывода
· Колонки
· Принтер
· Монитор
Монитор
Монитор - устройство визуального отображения информации в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.
Принтер
Принтер - устройство, осуществляющее вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики. Различают матричные, лазерные и струйные принтеры.
Колонки
Колонки – вывод аудиоинформации
9. Уроки по теме: «Персональный компьютер – универсальное устройство обработки информации»
Тема «Компьютер как универсальное устройство для работы с информацией» также включает уроки
- Программное обеспечение компьютера. Системное программное обеспечение
- Системы программирования и прикладное программное обеспечение
- Файлы и файловые структуры
- Пользовательский интерфейс
«Компьютер и человек в 21 веке»
При изучении данной темы рекомендуется проводить уроки-дискуссии, уроки конференции: «Развитие средств общения человека и компьютера (устройства ввода/вывода)», «Поколения ЭВМ», «Компьютер и человек в 21 веке»…
10. Структурная схема ПК
В старших классах подробно разбирается структурная схема ПК
11. Подключение устройств к материнской плате
И Логическая схема подключения устройств к материнской плате:
12. Пример задачи
Пример задачи : Во сколько раз увеличится производительность процессора, если тактовую частоту увеличить в 1,5 раза, а разрядность в 4 раза?
Решение. Если считать, что обе названные величины прямо пропорционально влияют на производительность, то она увеличится 1,5 х 4 = 6 раз. Однако, на практике это не всегда подтверждается.
13. Заключение
В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.
14. Используемые источники
1. Вопросы государственного экзамена по дисциплине: «Методика обучения и воспитания (информатика)», М., МГОУ, 2015
2. Информатика. Учебник 7 класс ФГОС, , Бином, 2015
3. Информатика и ИКТ. 8-9 класс. Учебник. Под редакцией профессора , М., Питер, 2008, 416 стр.
Материалы сайтов:
1. http://vos2.mgou. ru
2. http://www. lbz. ru/
3. http://school-collection. edu. ru/
