Что такое findtheslide.com?

FindTheSlide.com - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация, доклад на тему ПК изнутри

Презентация на тему ПК изнутри, из раздела: Информатика. Эта презентация содержит 54 слайда(ов). Информативные слайды и изображения помогут Вам заинтересовать аудиторию. Скачать презентацию на данную тему можно внизу страницы, поделившись ссылкой с помощью социальных кнопок. Также можно добавить наш сайт презентаций в закладки! Презентации взяты из открытого доступа или загружены их авторами, администрация сайта не отвечает за достоверность информации в них. Все права принадлежат авторам презентаций.

Слайды и текст этой презентации Открыть в PDF

Слайд 1
Компьютер изнутриОсновные принципыПерсональный компьютерХранение целых чиселБитовые операцииВещественные числа
Текст слайда:

Компьютер изнутри

Основные принципы
Персональный компьютер
Хранение целых чисел
Битовые операции
Вещественные числа


Слайд 2
Компьютер изнутриТема 1. Основные принципы
Текст слайда:

Компьютер изнутри

Тема 1. Основные принципы


Слайд 3
ОпределенияКомпьютер (computer) – это программируемое электронное устройство для обработки данных.аналоговые компьютеры – складывают и
Текст слайда:

Определения

Компьютер (computer) – это программируемое электронное устройство для обработки данных.
аналоговые компьютеры – складывают и умножают аналоговые (непрерывные) сигналы
цифровые компьютеры – работают с цифровыми (дискретными) данными.
Hardware – аппаратное обеспечение, «железо».
Software – программное обеспечение, «софт».

Программа – это последовательность команд, которые должен выполнить компьютер.
Команда – это описание операции:
код операции
операнды – исходные данные (числа) или их адреса
результат (куда записать).


Слайд 4
ПроцессорРегистр – ячейка быстродействующей оперативной памяти, расположенная внутри процессора.Процессор – микросхема, которая обрабатывает информацию
Текст слайда:

Процессор

Регистр – ячейка быстродействующей оперативной памяти, расположенная внутри процессора.

Процессор – микросхема, которая обрабатывает информацию и управляет всеми устройствами компьютера.

АЛУ – арифметико-логическое устройство
УУ – устройство управления


Слайд 5
Структура памятиПамять состоит из нумерованных ячеек.Линейная структура (адрес ячейки – одно число).Байт – это
Текст слайда:

Структура памяти

Память состоит из нумерованных ячеек.
Линейная структура (адрес ячейки – одно число).
Байт – это наименьшая ячейка памяти, имеющая собственный адрес (4, 6, 7, 8, 12 бит).
На современных компьютерах 1 байт = 8 бит.

Слово = 2 байта

Двойное слово = 4 байта


Слайд 6
Архитектура компьютераАрхитектура – принципы действия и взаимосвязи основных устройств компьютера (процессора, ОЗУ, внешних устройств).Принстонская
Текст слайда:

Архитектура компьютера

Архитектура – принципы действия и взаимосвязи основных устройств компьютера (процессора, ОЗУ, внешних устройств).
Принстонская архитектура (фон Неймана):

процессор

ОЗУ (программа и данные)

устройства вывода

устройства ввода





прямой доступ к памяти


Гарвардская архитектура – программы и данные хранятся в разных областях памяти.



прямой доступ к памяти

скорость (одновременно читаем команду и данные)

нужно больше контактов у процессора


Слайд 7
Принципы фон НейманаА. Беркс, Х. Голдстайн, Д. Нейман «Предварительный доклад о машине EDVAC» (1945)Принцип
Текст слайда:

Принципы фон Неймана

А. Беркс, Х. Голдстайн, Д. Нейман «Предварительный доклад о машине EDVAC» (1945)
Принцип двоичного кодирования: вся информация кодируется в двоичном виде.
Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти.
Принцип адресности: память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.


Слайд 8
Выполнение программыСчетчик команд (IP = Instruction Pointer) – регистр, в котором хранится адрес следующей
Текст слайда:

Выполнение программы

Счетчик команд (IP = Instruction Pointer) – регистр, в котором хранится адрес следующей команды.
IP
Команда, расположенная по этому адресу, передается в УУ. Если это не команда перехода, регистр IP увеличивается на длину команды.
УУ расшифровывает адреса операндов.
Операнды загружаются в АЛУ.
УУ дает команду АЛУ на выполнение операции.
Результат записывается по нужному адресу.
Шаги 1-5 повторяются до получения команды «стоп».

AB3D16

по адресу AB3D16


Слайд 9
Архитектуры компьютеровфон Нейманамногомашинная (независимые задачи)многопроцессорная (части одной задачи,  по разным программам)параллельные процессоры (части
Текст слайда:

Архитектуры компьютеров

фон Неймана

многомашинная (независимые задачи)

многопроцессорная (части одной задачи, по разным программам)

параллельные процессоры (части одной задачи, по одной программе)


Слайд 10
Компьютер изнутриТема 2. Персональный      компьютер
Текст слайда:

Компьютер изнутри

Тема 2. Персональный компьютер


Слайд 11
Персональный компьютер (ПК)ПК – это компьютер, предназначенный для личного использования (доступная цена, размеры, характеристики).1977
Текст слайда:

Персональный компьютер (ПК)

ПК – это компьютер, предназначенный для личного использования (доступная цена, размеры, характеристики).

1977 Apple-II

1981 IBM PC
(personal computer)

ЕС-1841


Слайд 12
Принцип открытой архитектуры (IBM)на материнской плате расположены только узлы, которые обрабатывают информацию (процессор и
Текст слайда:

Принцип открытой архитектуры (IBM)

на материнской плате расположены только узлы, которые обрабатывают информацию (процессор и вспомогательные микросхемы, память)
схемы, управляющие другими устройствами (монитором и т.д.) – это отдельные платы, которые вставляются в слоты расширения
схема стыковки новых устройств с компьютером общедоступна (стандарт)

конкуренция, удешевление устройств
производители могут изготавливать новые совместимые устройства
пользователь может собирать ПК «из кубиков»


Слайд 13
Взаимосвязь блоков ПКпроцессорпамятьвидеокартасетевая картаконтроллеры дисководовШина – многожильная линия связи, доступ к которой имеют несколько
Текст слайда:

Взаимосвязь блоков ПК

процессор

память


видеокарта




сетевая карта


контроллеры дисководов





Шина – многожильная линия связи, доступ к которой имеют несколько устройств.
Контроллер – электронная схема, управляющая внешним устройством по сигналам процессора.


контроллеры


Слайд 14
Компьютер изнутри© К.Ю. Поляков, 2007Тема 3. Хранение целых чисел
Текст слайда:

Компьютер изнутри

© К.Ю. Поляков, 2007

Тема 3. Хранение целых чисел


Слайд 15
Целые беззнаковые числаБеззнаковые данные – не могут быть отрицательными.Байт (символ)	память: 1 байт = 8
Текст слайда:

Целые беззнаковые числа

Беззнаковые данные – не могут быть отрицательными.
Байт (символ)
память: 1 байт = 8 бит
диапазон значений 0…255, 0…FF16 = 28 - 1
Си: unsigned char Паскаль: byte

биты

младший

старший

старший полубайт
старшая цифра

младший полубайт
младшая цифра

416

E16

10011102 = 4E16 = ‘N’


Слайд 16
Примеры78 = 115 =
Текст слайда:

Примеры

78 =

115 =


Слайд 17
Целые беззнаковые числаЦелое без знака	память: 2 байта = 16 бит  диапазон значений 0…65535,
Текст слайда:

Целые беззнаковые числа

Целое без знака
память: 2 байта = 16 бит диапазон значений 0…65535, 0…FFFF16 = 216-1
Си: unsigned short int Паскаль: word

биты

старший байт

младший байт

4D16

7A16

1001101011110102 = 4D7A16

Длинное целое без знака
память: 4 байта = 32 бита диапазон значений 0…FFFFFFFF16 = 232-1
Си: unsigned int Паскаль: dword, longword


Слайд 18
«-1» – это такое число, которое при сложении с 1 даст 0.  1
Текст слайда:




«-1» – это такое число, которое при сложении с 1 даст 0.
1 байт: FF16 + 1 = 1 0 0 16
2 байта: FFFF16 + 1 = 1 0 0 0 0 16
4 байта: FFFFFFFF16 + 1 = 1 0 0 0 0 0 0 0 0 16

Целые числа со знаком

Старший (знаковый) бит числа определяет его знак. Если он равен 0, число положительное, если 1, то отрицательное.

не помещается в 1 байт!

-1

-1


Слайд 19
Двоичный дополнительный кодЗадача: представить отрицательное число (–a) в двоичном дополнительном коде.Решение:Перевести число a–1 в
Текст слайда:

Двоичный дополнительный код

Задача: представить отрицательное число (–a) в двоичном дополнительном коде.
Решение:
Перевести число a–1 в двоичную систему.
Записать результат в разрядную сетку с нужным числом разрядов.
Заменить все «0» на «1» и наоборот (инверсия).
Пример: (– a) = – 78, сетка 8 бит
a – 1 = 77 = 10011012


= – 78

знаковый бит


Слайд 20
Двоичный дополнительный кодПроверка: 78 + (– 78) = ? – 78 =78 =+
Текст слайда:

Двоичный дополнительный код

Проверка: 78 + (– 78) = ?

– 78 =

78 =

+


Слайд 21
Пример(– a) = – 123, сетка 8 бит– 123 =
Текст слайда:

Пример

(– a) = – 123, сетка 8 бит

– 123 =


Слайд 22
Целые числа со знакомБайт (символ) со знаком	память: 1 байт = 8 бит диапазон значений:
Текст слайда:

Целые числа со знаком

Байт (символ) со знаком
память: 1 байт = 8 бит диапазон значений:
max
min
– 128 = – 27 … 127 = 28 – 1
Си: char Паскаль: shortint

можно работать с отрицательными числами

уменьшился диапазон положительных чисел

127

– 128


Слайд 23
Целые числа со знакомСлово со знаком	память: 2 байта = 16 бит диапазон значений
Текст слайда:

Целые числа со знаком

Слово со знаком
память: 2 байта = 16 бит
диапазон значений
– 32768 … 32767



Си: short int Паскаль: smallint
Двойное слово со знаком
память – 4 байта диапазон значений
– 231 … 231-1
Си: int Паскаль: integer


Слайд 24
ОшибкиПереполнение разрядной сетки: в результате сложения больших положительных чисел получается отрицательное (перенос в знаковый
Текст слайда:

Ошибки

Переполнение разрядной сетки: в результате сложения больших положительных чисел получается отрицательное (перенос в знаковый бит).

+

64

64

– 128


Слайд 25
ОшибкиПеренос: при сложении больших (по модулю) отрицательных чисел получается положительное (перенос за границы разрядной
Текст слайда:

Ошибки

Перенос: при сложении больших (по модулю) отрицательных чисел получается положительное (перенос за границы разрядной сетки).

+

– 128

0

– 128

1

в специальный бит переноса


Слайд 26
Компьютер изнутри© К.Ю. Поляков, 2007Тема 4. Битовые операции
Текст слайда:

Компьютер изнутри

© К.Ю. Поляков, 2007

Тема 4. Битовые операции


Слайд 27
Инверсия (операция НЕ)Инверсия – это замена всех «0» на «1» и наоборот.Си:Паскаль:int n;n =
Текст слайда:

Инверсия (операция НЕ)

Инверсия – это замена всех «0» на «1» и наоборот.


Си:

Паскаль:

int n;
n = ~n;

var n: integer;
n := not n;


Слайд 28
Операция ИОбозначения:    И, ∧, & (Си), and (Паскаль)&маска5B16 & CC16 =
Текст слайда:

Операция И

Обозначения: И, ∧, & (Си), and (Паскаль)





&

маска

5B16 & CC16 = 4816

x & 0 =
x & 1 =

0

x


Слайд 29
Операция И – обнуление битовМаска: обнуляются все биты, которые в маске равны «0».Задача: обнулить
Текст слайда:

Операция И – обнуление битов

Маска: обнуляются все биты, которые в маске равны «0».
Задача: обнулить 1, 3 и 5 биты числа, оставив остальные без изменения.

маска

D16

516

Си:

Паскаль:

int n;
n = n & 0xD5;

var n: integer;
n := n and $D5;


Слайд 30
Операция И – проверка битовЗадача: проверить, верно ли, что все биты 2…5 – нулевые.маска316С16Си:Паскаль:if
Текст слайда:

Операция И – проверка битов

Задача: проверить, верно ли, что все биты 2…5 – нулевые.

маска

316

С16

Си:

Паскаль:

if ( n & 0x3C == 0 )
printf ("Биты 2-5 нулевые.");
else printf ("В битах 2-5 есть ненулевые.");

if (n and $3C) = 0
writeln ('Биты 2-5 нулевые.')
else writeln ('В битах 2-5 есть ненулевые.');


Слайд 31
Операция ИЛИОбозначения:  ИЛИ, ∨, | (Си), or (Паскаль)ИЛИмаска5B16 | CC16 = DF16x ИЛИ
Текст слайда:

Операция ИЛИ

Обозначения: ИЛИ, ∨, | (Си), or (Паскаль)





ИЛИ

маска

5B16 | CC16 = DF16

x ИЛИ 0 =
x ИЛИ 1 =

1

x


Слайд 32
Операция ИЛИ – установка битов в 1Задача: установить все биты 2…5 равными 1, не
Текст слайда:

Операция ИЛИ – установка битов в 1

Задача: установить все биты 2…5 равными 1, не меняя остальные.

маска

316

С16

Си:

Паскаль:

n = n | 0x3C;

n := n or $3C;


Слайд 33
Операция «исключающее ИЛИ»Обозначения:    ⊕, ^ (Си), xor (Паскаль)XORмаска5B16 ^ CC16 =
Текст слайда:

Операция «исключающее ИЛИ»

Обозначения: ⊕, ^ (Си), xor (Паскаль)





XOR

маска

5B16 ^ CC16 = 9716

x XOR 0 =
x XOR 1 =

НЕ x

x


Слайд 34
«Исключающее ИЛИ» – инверсия битовЗадача: выполнить инверсию для битов 2…5, не меняя остальные.маска316С16Си:Паскаль:n =
Текст слайда:

«Исключающее ИЛИ» – инверсия битов

Задача: выполнить инверсию для битов 2…5, не меняя остальные.

маска

316

С16

Си:

Паскаль:

n = n ^ 0x3C;

n := n xor $3C;


Слайд 35
«Исключающее ИЛИ» – шифровка(0 xor 0) xor 0 =(1 xor 0) xor 0 =01(0
Текст слайда:

«Исключающее ИЛИ» – шифровка

(0 xor 0) xor 0 =

(1 xor 0) xor 0 =

0

1

(0 xor 1) xor 1 =

(1 xor 1) xor 1 =

0

1

(X xor Y) xor Y = X

код (шифр)

Шифровка: выполнить для каждого байта текста операцию XOR с байтом-шифром.
Расшифровка: сделать то же самое с тем же шифром.


Слайд 36
Логический сдвиг1Влево: 001Вправо: 0в битпереносаСи:Паскаль:n = n > 1;n := n shl 1;n :=
Текст слайда:

Логический сдвиг

1

Влево:

0

0

1

Вправо:

0

в бит
переноса

Си:

Паскаль:

n = n << 1;
n = n >> 1;

n := n shl 1;
n := n shr 1;

в бит
переноса

shift left

shift right


Слайд 37
Логический сдвигЛогический сдвиг влево (вправо) – это быстрый способ умножения (деления без остатка) на
Текст слайда:

Логический сдвиг

Логический сдвиг влево (вправо) – это быстрый способ умножения (деления без остатка) на 2.

1011012

10110102

сдвиг влево

сдвиг вправо

45

90


Слайд 38
Циклический сдвигВлево: Вправо: Си, Паскаль: –только через Ассемблер
Текст слайда:

Циклический сдвиг

Влево:

Вправо:



Си, Паскаль: –
только через Ассемблер


Слайд 39
Арифметический сдвиг1Влево (= логическому): 000Вправо (знаковый бит не меняется!): Си:Паскаль: –n = -6;n =
Текст слайда:

Арифметический сдвиг

1

Влево (= логическому):

0

0

0

Вправо (знаковый бит не меняется!):

Си:

Паскаль: –

n = -6;
n = n >> 1;

– 6

– 3



Слайд 40
ПримерЗадача: в целой переменной n (32 бита) закодирована  	информация о цвете пикселя в
Текст слайда:

Пример

Задача: в целой переменной n (32 бита) закодирована информация о цвете пикселя в RGB:
Выделить в переменные R, G, B составляющие цвета.
Вариант 1:
Обнулить все биты, кроме G. Маска для выделения G: 0000FF0016
Сдвинуть вправо так, чтобы число G передвинулось в младший байт.

Си:

G = (n & 0xFF00) >> 8;

Паскаль:

G := (n and $FF00) shr 8;


Слайд 41
ПримерВариант 2:Сдвинуть вправо так, чтобы число G передвинулось в младший байт.Обнулить все биты, кроме
Текст слайда:

Пример



Вариант 2:
Сдвинуть вправо так, чтобы число G передвинулось в младший байт.
Обнулить все биты, кроме G. Маска для выделения G: 000000FF16

Си:

G = (n >> 8) & 0xFF;

Паскаль:

G := (n shr 8) and $FF;


Слайд 42
ПримерСи:R =B = Паскаль:R :=B :=
Текст слайда:

Пример

Си:

R =
B =

Паскаль:

R :=
B :=


Слайд 43
Компьютер изнутриТема 5. Вещественные числа
Текст слайда:

Компьютер изнутри

Тема 5. Вещественные числа


Слайд 44
Перевод дробных чисел10 → 22 → 10 0,375 = ×   2101,01122 1
Текст слайда:

Перевод дробных чисел

10 → 2

2 → 10

0,375 =
× 2

101,0112

2 1 0 -1 -2 -3

разряды

= 1·22 + 1·20 + 1·2-2 + 1·2-3
= 4 + 1 + 0,25 + 0,125 = 5,375

,750

0

0,75
× 2

,50

1

0,5
× 2

,0

1


0,7 = ?

0,7 = 0,101100110…
= 0,1(0110)2

Многие дробные числа нельзя представить в виде конечных двоичных дробей.

Для их точного хранения требуется бесконечное число разрядов.

Большинство дробных чисел хранится в памяти с ошибкой.

0,0112


Слайд 45
Примеры:0,625 =3,875 =
Текст слайда:

Примеры:

0,625 =

3,875 =


Слайд 46
Нормализация двоичных чиселX = s ⋅ M ⋅ 2es – знак (1 или -1)M
Текст слайда:

Нормализация двоичных чисел

X = s ⋅ M ⋅ 2e

s – знак (1 или -1)
M – мантисса,
e – порядок

M = 0 или 1 ≤ M < 2

15,625 =

1111,1012 =

1⋅1,1111012 ⋅23

знак

порядок




мантисса

3,375 =

Пример:


Слайд 47
Нормализованные числа в памятиIEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic (IEEE 754) 15,625 = 1⋅1,1111012
Текст слайда:

Нормализованные числа в памяти

IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic (IEEE 754)

15,625 = 1⋅1,1111012 ⋅23

s = 1 e = 3 M = 1,1111012

Знаковый бит:
0, если s = 1
1, если s = – 1

Порядок со сдвигом:
p = e + E (сдвиг)

Дробная часть мантиссы:
m = M – 1




Слайд 48
Нормализованные числа в памятиТипы данных для языков: Си				 Паскаль
Текст слайда:

Нормализованные числа в памяти

Типы данных для языков: Си
Паскаль


Слайд 49
Вещественные числа в памяти15,625 = 1,1111012 ⋅234 байта = 32 битаp = e+127 =
Текст слайда:

Вещественные числа в памяти

15,625 = 1,1111012 ⋅23
4 байта = 32 бита

p = e+127 = 130
=100000102




m = M – 1 = 0,1111012

3,375 =



Слайд 50
Арифметические операциисложениеПорядок выравнивается до большего5,5 = 1,0112⋅22  3 = 1,12 ⋅21 = 0,112
Текст слайда:

Арифметические операции

сложение

Порядок выравнивается до большего
5,5 = 1,0112⋅22
3 = 1,12 ⋅21 = 0,112 ⋅22
Мантиссы складываются
1,0112 + 0,1102
10,0012
Результат нормализуется (с учетом порядка)
10,0012 ⋅22 = 1,00012 ⋅23 = 1000,12 = 8,5

5,5 + 3 = 101,12 + 112 = 8,5 = 1000,12


Слайд 51
Арифметические операциивычитаниеПорядок выравнивается до большего10,75 = 1,010112⋅23 5,25 = 1,01012 ⋅22 = 0,101012 ⋅23
Текст слайда:

Арифметические операции

вычитание

Порядок выравнивается до большего
10,75 = 1,010112⋅23
5,25 = 1,01012 ⋅22 = 0,101012 ⋅23
Мантиссы вычитаются
1,010112
– 0,101012
0,101102
Результат нормализуется (с учетом порядка)
0,10112 ⋅23 = 1,0112 ⋅22 = 101,12 = 5,5

10,75 – 5,25 = 1010,112 – 101,012 = 101,12 = 5,5


Слайд 52
Арифметические операцииумножениеМантиссы умножаются  7 = 1,112 ⋅ 22
Текст слайда:

Арифметические операции

умножение

Мантиссы умножаются
7 = 1,112 ⋅ 22 1,1 12
3 = 1,12 ⋅ 21 × 1,12
1 1 12
1 1 12
1 0 ,1 0 12
Порядки складываются: 2 + 1 = 3
Результат нормализуется (с учетом порядка)
10,1012 ⋅23 = 1,01012 ⋅24 = 101012 = 21

7 ⋅ 3 = 1112 ⋅ 112 = 21 = 101012


Слайд 53
Арифметические операцииделениеМантиссы делятся 17,25 = 1,0001012 ⋅ 24     3 =
Текст слайда:

Арифметические операции

деление

Мантиссы делятся
17,25 = 1,0001012 ⋅ 24
3 = 1,12 ⋅ 21
1,0001012 : 1,12 = 0,101112
Порядки вычитаются: 4 – 1 = 3
Результат нормализуется (с учетом порядка)
0,101112 ⋅23 = 1,01112 ⋅22 = 101,112 = 5,75

17,25 : 3 = 10001,012 : 112 = 5,75 = 101,112


Слайд 54
Конец фильма
Текст слайда:

Конец фильма