VY_32_INOVACE_31_02
Škola
Střední průmyslová škola Zlín
Název projektu, reg. č.
Inovace výuky prostřednictvím ICT v SPŠ Zlín, CZ.1.07/1.5.00/34.0333
Vzdělávací oblast
Vzdělávání v informačních a komunikačních technologií
Vzdělávací obor
Informatika
Tematický okruh
Teorie
Téma
Teorie
Tematická oblast
Teorie
Název
Klasifikace počítačů a základní architektury
Autor
Ing. Petr Vilímek
Vytvořeno, pro obor, ročník
Srpen 2012, technické lyceum 1. roč.
Anotace
Prezentace se věnuje klasifikaci počítačů a dvěma základním architekturám Von Neumanna a Harwardské architektuře.
Přínos/cílové kompetence
Žák vysvětlí kritéria a využití počítačů, objasní základní architektury počítače.
www.zlinskedumy.cz
Klasifikace počítačů a základní architektury - Úvod Prezentace se věnuje klasifikaci počítačů, popisuje jejich využití a dvě základní architektury – Von Neumanna a Harwarda. Své uplatnění najde v teoretických hodinách předmětu Informatika. Je určena pro žáky 1. ročníku Technického lycea. Slouží jako doprovodný materiál při výkladu učitele a taky jako výukový materiál pro žáky.
Počítač • Elektronické zařízení, které zpracovává data pomocí předem vytvořeného programu. • Skládá se z hardware, které představuje fyzické části počítače a ze software, který představuje programy.
Klasifikace počítačů • Kritéria: – Vnitřní architektura – Rychlost procesoru – Kapacita vnějších pamětí – Rozsah vnitřní paměti – Rychlost výstupních zařízení – Počet uživatelů – Cena
Kde se používají počítače • • • • • • • • • •
Kancelářské aplikace Databázové aplikace Komunikační programy grafika a grafické systémy Řídící systémy Programování Výzkum a vývoj Audiovize Zábava další
Klasifikace počítačů • Superpočítače: řešení složitých problémů (simulace, genetika, meteorologie), mimořádně vysoký výkon (desítky gigaoperací/s), složitá architektura (paralelní procesory), vysoká cena • Main frame (střediskové počítače) - řízení rozsáhlých IS, velké objemy dat transakcí, výkonná CPU, paralelní zpracování velkého počtu úloh, velký počet periférií a terminálů, vysoká kapacita složených periferií • Počítače střední třídy (pracovní stanice - workstation) systémy středně velkých firem, náročné aplikace (WWW servery, komunikace, GIS, CAD/CAM) • Osobní počítače - stolní, přenosné (notebook, palmtop, kapesní počítač)
John Von Neumannova architektura
John Von Neumannova architektura • 1946 (John von Neumann) počítač postavený na těchto pravidlech: • Počítač obsahoval: – operační paměť – ALU (arithmetic logic unit) – řadič – V/V zařízení • Paměť je rozdělena na buňky stejné velikosti • Úlohy řešeny jako posloupnost instrukcí, zpracování je sekvenční • Instrukce jsou prováděny jednotlivě, a to v pořadí, v němž jsou uloženy v paměti, pokud není toto pořadí změněno speciálními instrukcemi (skoky)
John Von Neumannova architektura • Základní rysy – společná paměť dat a instrukcí – snadná manipulace s programy • V centru počítače je aritmeticko-logická jednotka (ALU) • Činnost celého počítače řídí řadič → předává povely operační paměti, ALU a V/V zařízením a zpět od nich dostává stavová hlášení • Řadič čte z operační paměti instrukce, tyto dekóduje a převádí na posloupnost signálů • Data čte procesor z operační paměti nebo ze vstupního zařízení; rovněž tak je odkládá do paměti nebo zapisuje na výstupní zařízení
ALU • Aritmeticko-logická jednotka (arithmetic logic unit) • Provádí aritmetické (např. sčítání, násobení, …) a logické (logický součin, negace, …) výpočty • V mnoha dnešních procesorech je na jednom procesoru více než jedna ALU
Harwardská architektura
Harwardská architektura • Základní rysy – Oddělená paměť pro data a pro instrukce → program se ukládá do jiné paměti než data – K datům a instrukcím lze přistupovat paralelně • Procesor může v jednom okamžiku číst/zapisovat z/do paměti program i data • POZN. Dnešní rychlé moderní procesory spojují obě architektury
Otázky na závěr 1. Kde se používají počítače? 2. Co znamená zkratka PC? 3. Jaké základní kritéria by nás měly zajímat před nákupem počítače? 4. Čím jsou charakteristické superpočítače? 5. Vysvětli zásadní rozdíl mezi Harwardskou a Von Neumannovou architekturou.
Zdroje a prameny 1.
Počítač. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- 2012 [cit. 2012-08-02]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Po%C4%8D%C3%ADta%C4%8D
