План урока:
Ход урока
Внешняя (долговременная) память - это место длительного хранения данных, не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера.
Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства обеспечивающего запись или считывание информации) и устройства хранения - носителя.
Виды накопителей:
Виды носителей:
Гибкие диски (дискеты)
Жесткий диск (винчестер)
Жесткий диск - это единый агрегат, содержащий пакет дисков на металлической или стеклянной основе с магнитным покрытием, пакет магнитных головок, и контроллер, управляющий операциями чтения и записи. За счет большого количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость дисков очень велика, измеряется в Гб. В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы, поэтому они требуют бережного отношения.
Лазерные диски
§4, п.4.1 + записи в тетради
Задать вопросы ученикам:
10 класс УРОК 2
Тема: Внешняя (долговременная) память.
Тип урока : Урок изучение нового материала.
Цели урока:
Познакомит учащихся с устройствами внешней памяти;
Познакомить учащихся с принципами работы внешних устройств;
Развитие интереса учащихся к познанию нового.
План урока:
Организационный момент.
Изучение нового материала.
Постановка домашнего задания.
Подведение итогов.
Ход урока
Организационный момент.
Изучение нового материала.
Внешняя (долговременная) память – это место длительного хранения данных, не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера.
Внешняя память в отличии от оперативной является энергозависимой, но не имеет прямой связи с процессором.
Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства обеспечивающего запись или считывание информации) и устройства хранения – носителя.
Виды накопителей:
накопители на гибких магнитных дисках;
накопители на жестких магнитных дисках;
накопители CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW.
Виды носителей:
гибкие магнитные диски;
жесткие магнитные диски;
диски CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW.
Гибкие диски (дискеты)
Гибкие диски используют для транспортировки небольших объемов данных между удаленными компьютерами. Гибкий диск помещен в пластмассовый корпус. В центре имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которой производится запись или считывание информации. Информационная емкость 1,44 Мб. Дискету можно защищать от записи, переключив предохранительную защелку. Дискеты требуют аккуратного обращения.
Жесткий диск (винчестер)
Жесткий диск – это единый агрегат, содержащий пакет дисков на металлической или стеклянной основе с магнитным покрытием, пакет магнитных головок, и контроллер, управляющий операциями чтения и записи. За счет большого количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость дисков очень велика, измеряется в Гб. В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы, поэтому они требуют бережного отношения.
Лазерные диски
Компакт-диск, изготовлен из полимера и покрыт металлической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения.
Закодированная информация наносится на диск лазерным лучом, который создает на поверхности микроскопические впадины, разделяемые плоскими участками. Цифровая информация представляется чередованием впадин (кодирование нуля) и отражающих свет островков (кодирование единицы).
Существуют CD-R и DVD-R диски (R-recordable, записываемый) на которые информацию можно записывать, но только один раз.
Постановка домашнего задания
§4, п.4.1 + записи в тетради
Подведение итогов
Задать вопросы ученикам:
Что такое графический способ записи алгоритма?
Что используется при графическом описании алгоритма?
Чем обозначается направление выполнения алгоритма?
Персональный компьютер в основном используется для того, чтобы увеличить эффективность работы человека. Но какова была бы ценность этого устройства, если бы оно не могло хранить данные? В этом ему помогает долговременная память. Темой данного обзора будет внешняя долговременная память, но для полноты картины не лишним также будет уделить внимание основной долговременной памяти.
Что относится к основной памяти?
Основная память прежде всего включает в себя оперативное запоминающее устройство. Это энергозависимая память. При выключении компьютера вся информация, которая на ней хранилась, исчезнет. К основной памяти также относится постоянное запоминающее устройство. Оно является энергонезависимым. В нем хранится та информация, которая меняться не должна. К таковой прежде всего относится конфигурация персонального компьютера, программное обеспечение, предназначенное для проведения тестирования компонентных устройств перед загрузкой операционной системы. Здесь также хранится одна из важнейших составляющих – BIOS или базовая система ввода/вывода. Стоит отметить, что у долговременной памяти компьютера и ПЗУ имеется много общего. Но все-таки их разделяют из-за важности хранимой информации.
Внешняя память
Внешней памятью называют место, в котором на длительном хранении размещены разнообразные данные, не использующиеся в данный момент в оперативной составляющей ПК. К таким данным можно отнести тексты, различные программы, результаты расчетов и так далее. Внешняя память компьютера является энергозависимой. Ее удобно транспортировать в тех случаях, когда компьютеры не являются объединенными в глобальную или локальную сеть. Для работы с внешней памятью, пользователю придется обзавестись накопителем.
Так называют специальное устройство, которое обеспечивает запись и считывание информации. Необходимыми также являются механизмы хранения. Значительное отличие долговременной памяти компьютера от оперативной заключается в том, что у нее нет прямой связи с процессором. Это может доставить некоторые неудобства при необходимости усложнить строение персонального компьютера. По этой причине долговременная и оперативная память ПК работают вместе. Данные из первой передаются во вторую, а потом напрямую или через кэш в процессор. Что относится к внешней памяти? Чтобы понимать, с чем вам придется иметь дело, нужно представлять, что является устройствами внешней памяти. К ней относятся:
— накопители на жестких магнитных дисках. Размер данных хранилищ используется в качестве показателя объема информации, которая может храниться на персональном компьютере.
— накопители на гибких магнитных дисках: считаются устаревшими устройствами, ранее использовались для переноса информации и программ между компьютерами.
— накопители на дисках: использовались для хранения значительных объемов информации.
— флэш-накопители: используются для хранения значительных объемов данных в небольших объектах. Также к внешней памяти относятся все остальные накопители, которые могут без проблем перемещаться от компьютера к компьютеру.
Классификация
Все запоминающие устройства делятся на категории и виды. В качестве краеугольного камня принимают принципы их функционирования, программные, эксплуатационно-технические, физические и прочие характеристики. Каждое устройство обладает своей технологией записи/хранения/воспроизведения цифровой информации. Основными характеристиками, которые имеют значение для пользователей, являются:
— информационная емкость;
— скорость обмена данными;
— надежность хранения информации;
— стоимость.
Именно по таким параметрам запоминающие устройства отличаются друг от друга. Конечно, существует еще множество различных характеристики, но интересны они будут скорее всего только профессионалам.
Магнитные устройства
Принцип работы устройств данного типа основан на хранении информации, при котором используются магнитные свойства материалов. Как правило, в самих устройствах имеются составляющие, отвечающие за чтение и запись информации на магнитный носитель, на котором все и хранится. Данные носители могут отличаться в зависимости от особенностей исполнения и физико-технических характеристик. Как правило используются дисковые и ленточные устройства. Они имеют общую технологию. Так, например, за счет намагничивания переменным магнитным полем информация наносится и считывается. Обычно данные процессы выполняются вдоль концентрических полей. Так называют специальные дорожки, которые находятся во всей плоскости вращающегося носителя. Запись информации осуществляется в цифровом коде. Для совершения намагничивания используются головки чтения и записи, которые представляют собой два управляемых магнитных контура с сердечниками. На обмотки данных контуров подается переменное напряжение.
Если величина данного напряжения будет изменяться, то это же относится и к направлению линий магнитного поля. Когда данный процесс происходит, значение бита информации меняется с единицы на ноль, или наоборот. Вот каким образом устроена долговременная память компьютера. Несмотря на низкую скорость работы и кажущуюся сложность такой схемы, можно смело сказать, что все предположения являются неоправданными. Таким образом, за отдельные моменты времени компьютер из современных жестких магнитных дисков может извлекать огромные массивы информации. Если вывести коэффициент эффективности такой системы, то устройства внешней памяти, выпущенные в последние годы, будут демонстрировать значение в сотни и тысячи раз превосходящее аналогичный показатель у устройств, выпущенных пару десятилетий назад.
Организация
Данные для операционной системы систематизируются и объединяются в дорожки и секторы. Дорожки в количестве восьмидесяти или сорока штук являются узкими концентрическими кольцами на диске. Каждая дорожка может быть разделена на отдельные части, которые также называют секторами. При осуществлении чтения или записи, всегда считывается целое количество секторов. Причем вне зависимости от объема запрашиваемой информации. Размер одного сектора составляет 512 байт. Следует также ознакомится с таким понятием, как цилиндр. Этим термином называют общее количество дорожек, с которого без перемещения головок можно считать информацию. Под ячейкой для размещения данных понимают самую малую область диска, которая используется операционной системой для записи файлов. Под ними обычно понимают один или несколько секторов.
Накопители. Жесткие диски
При работе с современными компьютерными системами наибольшую важность имеют такие устройства, как жесткие диски. В них в одном корпусе, как правило, объединены непосредственно сам носитель информации, интерфейсная часть или контролер и устройство чтения/записи. Данные приборы объединяются в специальные камеры. Здесь они находятся на одной оси и работают с блоком головок и общим приводящим механизмом. На данный момент жесткие диски являются наиболее вместимыми и широко используемыми устройствами. Сегодня никого уже не удивляет хранилище объемом 1 или 10 Тб. Однако данный параметр все-таки сказывается на скорости выполнения операций. Процесс считывания данных с такого носителя может занимать не один десяток секунд. Если сравнивать с более старыми моделями накопителей, прогресс быстродействиям все-таки виден налицо.
Переносные устройства
Как уже неоднократно подчеркивалось ранее, жесткие диски могут хранить в себе значительные объемы информации. Однако процесс их перестановки с одного персонального компьютера на другой – дело довольно непростое. В этом случае на помощь придут переносные устройства. Они представляют собой специальные механизмы, с помощью которых можно без особых проблем переносить данные между различными персональными компьютерами. Конечно, данные устройства имеют не такой большой объем внешней памяти, как жесткие диски. Но они все же смогли найти свою нишу благодаря легкости транспортировки и подключения. Сегодня наибольшей популярностью пользуются два типа подобных устройств: это оптические диски и флэш-накопители. У каждого из этих накопителей имеются свои недостатки и преимущества.
Одним из основных элементов компьютера, позволяющим ему нормально функционировать, является память.
Внутренняя память компьютера – это место хранения информации, с которой он работает. Внутренняя память компьютера является временным рабочим пространством; в отличие от нее внешняя память предназначена для долговременного хранения информации. Информация во внутренней памяти не сохраняется при выключении питания.
Память компьютера организована в виде множества ячеек, в которых могут храниться значения; каждая ячейка обозначается адресом. Размеры этих ячеек и, собственно, типы значений, которые могут в них храниться, отличаются у разных компьютеров. Некоторые старые компьютеры имели очень большой размер ячейки, иногда до 64 бит в каждой ячейке. Эти большие ячейки назывались "словами".
Оперативная память
Оперативная память, или оперативка – это один из главных элементов компьютера. «Оперативная» память потому, что очень быстро работает и позволяет процессору практически без какого-либо заметного ожидания читать информацию из памяти. Содержащиеся в оперативной памяти данные сохранены и доступны только тогда, когда компьютер включен. При выключении компьютера содержимое стирается из оперативной памяти, поэтому перед выключением компа все данные нужно сохранить. От объема оперативной памяти (кстати, еще ее называют ОЗУ – оперативное запоминающее устройство) зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.
Устройства оперативной памяти иногда называют запоминающими устройствами с произвольным доступом. Это означает, что обращение к данным, хранящимся в оперативной памяти, не зависит от порядка их расположения в ней. Когда говорят о памяти компьютера, обычно подразумевают оперативную память, прежде всего микросхемы памяти или модули, в которых хранятся активные программы и данные, используемые процессором.
За несколько лет определение RAM (Random Access Memory) превратилось из обычной аббревиатуры в термин, обозначающий основное рабочее пространство памяти, создаваемое микросхемами динамической оперативной памяти (Dynamic RAM – DRAM) и используемое процессором для выполнения программ. Одним из свойств микросхем DRAM (и, следовательно, оперативной памяти в целом) является динамическое хранение данных, что означает, во-первых, возможность многократной записи информации в оперативную память, а во-вторых, необходимость постоянного обновления данных (т.е., в сущности, их перезапись) примерно каждые 15 мс (миллисекунд). Также существует так называемая статическая оперативная память (Static RAM – SRAM), не требующая постоянного обновления данных.
Термин "оперативная память" часто обозначает не только микросхемы, которые составляют устройства памяти в системе, но включает и такие понятия, как логическое отображение и размещение. Логическое отображение – это способ представления адресов памяти на фактически установленных микросхемах. Размещение – это расположение информации (данных и команд) определенного типа
В большинстве систем оперативной памяти современных ПК используется динамическая оперативная память (Dynamic RAM – DRAM). Основное преимущество памяти этого типа состоит в том, что ее ячейки упакованы очень плотно, т.е. в небольшую микросхему можно упаковать много битов, а значит, на их основе можно построить память большой емкости.
Ячейки памяти в микросхеме DRAM – это крошечные конденсаторы, которые удерживают заряды. Именно так (наличием или отсутствием зарядов) и кодируются биты. Проблемы, связанные с памятью этого типа, вызваны тем, что она динамическая, т.е. должна постоянно регенерироваться, так как в противном случае электрические заряды в конденсаторах памяти будут “стекать” и данные будут потеряны. Регенерация происходит, когда контроллер памяти системы берет крошечный перерыв и обращается ко всем строкам данных в микросхемах памяти. Большинство систем имеют контроллер памяти (обычно встраиваемый в набор микросхем системной платы), который настроен на соответствующую промышленным стандартам частоту регенерации, равную, например, 15 мкс. Ко всем строкам данных обращение осуществляется по прохождении 128 специальных циклов регенерации. Это означает, что каждые 1,92 мс (128x15 мкс) прочитываются все строки в памяти для обеспечения регенерации данных.
Регенерация памяти, к сожалению, отнимает время у процессора: каждый цикл регенерации по длительности занимает несколько циклов центрального процессора. В старых компьютерах циклы регенерации могли занимать до 10% (или больше) процессорного времени, но в современных системах, работающих на частотах, равных сотням мегагерц, расходы на регенерацию составляют 1% (или меньше) процессорного времени. Некоторые системы позволяют изменить параметры регенерации с помощью программы установки параметров CMOS, но увеличение времени между циклами регенерации может привести к тому, что в некоторых ячейках памяти заряд “стечет”, а это вызовет сбои памяти. В большинстве случаев надежнее придерживаться рекомендуемой или заданной по умолчанию частоты регенерации. Поскольку затраты на регенерацию в современных компьютерах составляют менее 1%, изменение частоты регенерации оказывает незначительное влияние на характеристики компьютера. Одним из наиболее приемлемых вариантов является использование для синхронизации памяти значений по умолчанию или автоматических настроек, заданных с помощью Setup BIOS. Большинство современных систем не позволяют изменять заданную синхронизацию памяти, постоянно используя автоматически установленные параметры. При автоматической установке системная плата считывает параметры синхронизации из системы определения последовательности в ПЗУ (serial presence detect – SPD) и устанавливает частоту периодической подачи импульсов в соответствии с полученными данными.
В устройствах DRAM для хранения одного бита используется только один транзистор и пара конденсаторов, поэтому они более вместительны, чем микросхемы других типов памяти. В настоящее время имеются микросхемы динамической оперативной памяти емкостью 16 Гбайт и больше. Это означает, что подобные микросхемы содержат миллиарды транзисторов. В микросхеме памяти все транзисторы и конденсаторы размещаются последователь но, обычно в узлах квадратной решетки, в виде очень простых, периодически повторяющихся структур.
Транзистор для каждого одноразрядного регистра DRAM используется для чтения состояния смежного конденсатора. Если конденсатор заряжен, в ячейке записана 1; если заряда нет – записан 0. Заряды в крошечных конденсаторах все время стекают, вот почему память должна постоянно регенерироваться. Даже мгновенное прерывание подачи питания или какой-нибудь сбой в циклах регенерации приведет к потере заряда в ячейке DRAM, а следовательно, и к потере данных. В работающей системе подобное приводит к появлению “синего” экрана, глобальным отказам системы защиты, повреждению файлов или к полному отказу системы.
Динамическая оперативная память используется в персональных компьютерах; поскольку она недорогая, микросхемы могут быть плотно упакованы, а это означает, что запоминающее устройство большой емкости может занимать небольшое пространство. К сожалению, память этого типа не отличается высоким быстродействием, обычно она намного “медленнее” процессора. Поэтому существует множество различных типов организации DRAM, позволяющих улучшить эту характеристику
Кэш (англ. cache) или сверхоперативная память – очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации.
Кэш-памятью управляет специальное устройство – контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.
Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM. Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером до 384 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью до 12 Мб.
Память типа ROM (ПЗУ)
В памяти типа ROM (Read Only Memory) или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), данные можно только хранить, изменять их нельзя. Именно поэтому такая память используется только для чтения данных. ROM также часто называется энергонезависимой памятью, потому что любые данные, записанные в нее, сохраняются при выключении питания. Поэтому в ROM помещаются команды запуска ПК, т.е. программное обеспечение, которое загружает систему.
ROM и оперативная память – не противоположные понятия. Часть адресного пространства оперативной памяти отводится хранения программного обеспечения, которое позволяет загрузить операционную систему.
Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.
В настоящее время в большинстве систем используется одна из форм Flash-памяти, которая называется электрически стираемой программируемой постоянной памятью (Electrically Erasable Programmable Readonly Memory – EEPROM). Flash-память является по-настоящему энергонезависимой и перезаписываемой, она позволяет пользователям легко модифицировать ROM, программно-аппаратные средства системных плат и других компонентов (таких, как видеоадаптеры, платы SCSI, периферийные устройства и т.п.).
Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти – модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой стороны – важный модуль любой операционной системы.
BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода) – совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.
Основной код BIOS содержится в микросхеме ROM на системной плате, но на платах адаптеров также имеются аналогичные микросхемы. Они содержат вспомогательные подпрограммы BIOS и драйверы, необходимые для конкретной платы, особенно для тех плат, которые должны быть активизированы на раннем этапе начальной загрузки, например видеоадаптер. Платы, не нуждающиеся в драйверах на раннем этапе начальной загрузки, обычно не имеют ROM, потому что их драйверы могут быть загружены с жесткого диска позже – в процессе начальной загрузки.
Дни старого доброго BIOS сочтены. UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) представляет собой более мощную версию, которая лучше соответствует требованиям современного разнообразного "железа". По своей сути, UEFI является интерфейсом, который отвечает за предзагрузочное окружение операционной системы. Первую реализацию UEFI – EFI представила компания Intel в 2003 году.
CMOS RAM – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.
Основной функцией внешней памяти является способность долговременно хранить информацию. Кроме этого внешняя память имеет большой объем и дешевле оперативной. И еще, носители внешней памяти обеспечивают перенос информации с одного компьютера на другой, что важно в ситуации, когда отсутствуют компьютерные сети.
Таким образом, внешняя (долговременная) память - это место длительного хранения данных (программ, результатов расчетов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой, и не имеет прямой связи с процессором.
Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения - носителя.
Основные виды накопителей:
накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
накопители CD-ROM, CD-RW, DVD. Им соответствуют основные виды носителей:
гибкие магнитные диски (Floppy Disk);
жесткие магнитные диски (Hard Disk);
диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD. Основные характеристики накопителей и носителей:
информационная емкость;
скорость обмена информацией;
надежность хранения информации;
В основу записи, хранения и считывания информации из внешней памяти положены два принципа - магнитный и оптический. Благодаря этим принципам обеспечивается сохранение информации и после выключения компьютера.
Гибкий диск
Накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy disk) или дискета- носитель небольшого объема информации, представляющий собой гибкий диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.
Диск находится внутри пластикового конверта, который защищает его от механических повреждений. Они могут быть повреждены, если:
дотрагиваться до записывающей поверхности;
писать на этикетке дискеты карандашом или шариковой ручкой;
сгибать дискету;
перегревать дискету (оставлять на солнце или около батареи отопления);
подвергать дискету воздействию магнитных полей
Диск внутри дисковода вращается с постоянной угловой скоростью, которая является достаточно низкой (несколько килобайт в секунду, среднее время доступа - 250 мс). Запись информации происходит на обе стороны диска. В настоящее время наиболее распространенными являются дискеты размером 3,5 дюйма (1 дюйм = 2,54 см) и емкостью 1,44 Мбайта. Диск можно защитить от записи. Для этого используется предохранительная защелка. Дискеты требуют аккуратного обращения.
Жесткий магнитный диск
Жесткий диск является информационным
складом ЭВМ и способен хранить
огромные объемы информации.
Накопитель на жестких магнитных
дисках (англ. HDD - Hard Disk Driver )
или винчес тер - это наиболее массовое Рис.2. Жесткий магнитный диск
запоминающее, устройство большой емкости, в котором носителями информации являются алюминиевые пластины, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения программ и данных. Диски винчестера помещены на одну ось и вместе с головками чтения/записи и несущими их головками помещены в герметически закрытый металлический корпус. Такая конструкция позволила существенно увеличить скорость вращения дисков и плотность записи. Запись информации происходит на обе поверхности дисков
В отличие от дискеты, жесткий диск вращается непрерывно. Пластины в жёстком диске вращаются с определённой скоростью (ещё её называют скоростью вращения шпинделя), которая может составлять 3 600, 4 200, 5 400, 7 200, 10 000 или 15 000 об/мин
Поэтому скорость его вращения может быть от 3600 до 10000 об/мин, время поиска данных – от 2 до 6 мс, скорость передачи данных - до 300 Мбайт/ сек. Емкость винчестеров в компьютерах измеряется десятками гигабайтов. Наиболее распространены накопители с диаметром 0.8, 1, 1.8, 2.2 дюймов.
В целях сохранения информации и работоспособности винчестер необходимо уберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.
Лазерный диск
CD - ROM (англ. Compact Disk Real Only Memory - постоянное запоминаю щее устройство на основе компакт диска)
Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4,75 дюймов) изготовлен из полимера и покрыт металлической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. CD-ROM является односторонним носителем информации.
Принцип цифровой записи информации на лазерный диск отличается от принципа магнитной записи. Закодированная информация наносится на диск лазерным лучом, который создает на поверхности микроскопические впадины, разделяемые плоскими участками. Цифровая информация представляется чередованием впадин (кодирование нуля) и отражающих свет островков (кодирование единицы). Информация, нанесенная на диск, не может быть изменена.
Доступ к данным на CD-ROM осуществляется быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на жестких дисках (от 150 до 400 мс при скорости вращения до 4500 об/мин). Скорость передачи данных составляет не менее 150 Кбайт и доходит до 1,2 Мбайта/с. Емкость CD-ROM достигает 780 Мбайт, благодаря чему на них обычно выпускаются мультимедийные программы.
CD-ROM просты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость хранения данных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами, с них невозможно случайно стереть информацию.
CD-R (Compact Disk Recorder)
CD-R является записываемым диском емкостью в среднем Емкость: 700 МБ (80 минут) . На дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам. Накопители CD-R, благодаря сильному удешевлению, приобретают все большее распространение.
CD-RW (Compact Disk Rewritable)
Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать информацию. Дисковод CD-RW позволяет записывать и читать диски CD-R и CD-RW, читать диски CD-ROM, т.е. является в определенном смысле универсальными.
Аббревиатура DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk , т.е. уни версальный цифровой диск. Имея те же габариты, что обычный компакт-диск, и весьма похожий принцип работы, он вмещает чрезвычайно много информации - от 4,7 до 17 Гбайт. Возможно, именно из-за большой емкости он и называется универсальным. Правда, на сегодня реально применяется DVD-диск лишь в двух областях: для хранения видеофильмов (DVD-Video или просто DVD) и сверхбольших баз данных (DVD-ROM, DVD-R).
Разброс емкостей возникает так: в отличие от CD-ROM, диски DVD записываются с обеих сторон. Более того, с каждой стороны могут быть нанесены один или два слоя информации. Таким образом, односторонние однослойные диски имеют объем 4,7 Гбайт (их часто называют DVD-5, т.е. диски емкостью около 5 Гбайт), двусторонние однослойные - 9,4 Гбайт (DVD-10), односторонние двухслойные - 8,5 Гбайт (DVD-9), а двусторонние двухслойные - 17 Гбайт (DVD-18).
В целях сохранности информации лазерные диски необходимо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.
Flash -память
Flash -память - это энергозависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Карты flash-памяти не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах
(портативных компьютерах, цифровых камерах и др.)
Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти различна, она может достигать от 512 Мбайт до 4 Гбайт, 8 Гбайт, 16 Гбайт, 32 Гбайт, 48 Гбайт, Компания Transcend обновила популярную серию USB флэш накопителей JetFlash V20, выпустив новую модель емкостью 64 ГБ.
К недостаткам flash-памяти следует отнести то, что не существует единого стандарта и различные производители изготавливают несовместимые друг с другом по размерам и электрическим параметрам карты памяти.
Урок
"Оперативная и долговременная память"
в 8 классе. Урок рассчитан на 1 час. По программе Н.Д.Угринович (34 часа). Приложение: тест по теме в конце урока на усвоение материала плюс презентация.
По новым ФГОС эта тема седьмого класса.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Оперативная и долговременная память компьютера
Оперативная память Номер ячейки Информация в ячейке 1 073 741 823 11111111 …… .. …… .. 4 00000000 3 11110000 2 00001111 1 10101010 0 01010101 Оперативная память представляет собой последовательность пронумерованных, начиная с нуля, ячеек. В каждой ячейке может храниться двоичный код, длиной восемь знаков.
Оперативная память Объем оперативной памяти компьютера можно определить по формуле: I оп = I яч * N где: I яч – количество информации, хранящейся в ячейке N – количество ячеек Пример: В компьютере количество ячеек памяти равно 1 073 741 824 Количество информации в каждой ячейке, I яч = 8 битов = 1 байт Тогда информационный объём оперативной памяти данного компьютера равен: I оп = I яч * N = 1 байт * 1 073 741 824 = 1 073 741 824 байтов/1024 = 1 048 576 Кбайт/1024 = 1024 Мбайт = 1 Гбайт
Оперативная память Оперативная память изготавливается в виде Модули памяти устанавливаются в специальные разъёмы на системной плате компьютера модулей памяти
Долговременная память жёсткий диск оптический диск Карта памяти (flash -память) Flash -диск дискета
Долговременная память Жёсткий магнитный диск
Долговременная память Оптический диск Поверхность оптического диска имеет участки с различной отражающей способностью. Луч лазера дисковода падает на поверхность диска, отражается и преобразуется в цифровой компьютерный код (отражает – 1, не отражает – 0).
Долговременная память Энергонезависимая память Flash -диск изнутри: 1. USB-разъём. 2. Микроконтроллер. 3. Контрольные точки. 4. Микросхема Flash-памяти. 5. Кварцевый резонатор. 6. Светодиод. 7. Переключатель «защита от записи». 8. Место для дополнительной микросхемы памяти.
Долговременная память Энергонезависимая память Карта flash -памяти представляет собой большую интегральную схему (БИС), помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания информации с карт памяти используются специальные адаптеры.
Домашнее задание Учебник, §§ 2.2.4, 2.2.5, контрольные вопросы устно, задания 2.1, 2.2 письменно в тетради.
http://great.az/index.php?newsid=8153 http://lib.rus.ec/b/331980/read http://www.ru.all.biz/g672155/ Ресурсы:
Урок по теме: «Оперативная и долговременная память. 8 класс»
Тип урока: ознакомление с новым материалом.
Вид урока: смешанный.
На момент проведения урока учащиеся должны
знать:
Основные компоненты компьютера, состав системного блока;
Магистрально-модульный принцип построения компьютера;
Устройства ввода и устройства вывода информации;
Назначение и основные характеристики процессора;
Назначение и устройство системной платы.
уметь :
Определять характеристики основных устройств компьютера;
Кратко конспектировать основные моменты урока;
Чётко формулировать свой ответ.
Цели урока:
- повторить тему «Процессор и системная плата»;
- дать понятие оперативной и долговременной памяти;
Научить использовать полученные знания на практике.
Задачи урока:
образовательная: познакомить учащихся с видами компьютерной памяти; ввести понятия «оперативная память», «долговременная память», «энергонезависимая память», расширить представление об устройствах компьютера.
воспитательная: формирование информационной культуры.
развивающая: развитие мышления, памяти, внимательности.
В результате изучения данной темы учащиеся должны
знать:
Назначение оперативной и долговременной памяти компьютера;
Особенности разных видов компьютерной памяти;
Устройство оператиной и долговременной памяти компьютера.
уметь:
Вычислять информационный объем оперативной памяти;
Сопоставлять информационный объём разных носителей информации.
Ход урока:
1.Организационный момент:
- приветствие, доклад дежурного об отсутствующих.
2.Актуализация знаний, проверка домашнего задания:
- Фронтальный опрос:
1. Назначение процессора в компьютере?
(ответ: Процессор - устройство, выполняющее все арифметические и логические операции и управляющее другими устройствами компьютера ).
2. Какие характеристики процессора влияют на его производительность?
(ответ: Производительность процессора зависит от тактовой частоты и разрядности ).
3. Для чего предназначена системная плата?
(ответ: Системная плата - это аппаратное устройство компьютера. На ней расположены все основные системы компьютера ).
4. Что установлено на системной плате?
(ответ: процессор, платы оперативной памяти (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), шины - набор проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера)
5. Какие разъемы имеются на системной плате?
(ответ: разъёмы для установки процессора и модулей оперативной памяти, разъёмы для подсоединения дополнительных устройств (слоты), разъёмы для подключения внешних устройств ).
Визуальная проверка домашнего задания.
3. Изучение нового материала.
Девиз урока: «Не бойся, когда не знаешь: страшно, когда знать не хочется»
Ребята, сегодня на уроке мы познакомимся с видами компьютерной памяти (слайд 1). Само понятие «память» ассоциируется у нас с памятью человека. Так и есть - память компьютера похожа на память человека. Человек способен помнить какие-то события всю жизнь, а некоторую информацию запоминает не надолго, только пока в ней есть необходимость. (можно попросить учащихся привести 2-3 примера информации, которую человек хранит в своей памяти долго и информации, которая нужна на очень короткое время).
У компьютера тоже есть долговременная память, где информация хранится постоянно, до тех пор, пока пользователь не удалит ее за ненадобностью. И есть оперативная память, где информация храниться до тех пор, пока компьютер включен. При отключении компьютера вся информация из оперативной памяти удаляется.
И все-таки, разница между памятью человека и памятью компьютера колоссальная - работа компьютера подчинена заложенной в него программой, а человек сам управляет своими действиями.
Итак, давайте разберёмся, как работает оперативная память компьютера (слайд 2).
Оперативная память представляет собой последовательность пронуменованных, начиная с нуля, ячеек. В каждой ячейке оперативной памяти может храниться двоичный код длиной восемь знаков.
(слайд 3) Объём I оп оперативной памяти компьютера можно определить, если количество информации I яч , хранящейся в каждой ячейке, умножить на N - количество ячеек.
I оп = I яч * N
Количество информации, хранящееся в каждой ячейке, I яч = 8 битов = 1 байт. Зная количество ячеек оперативной памяти, можно рассчитать объём оперативной памяти компьютера. Напимер, количество ячеек равно 1 073 741 824. Тогда:
I оп = I яч * N = 1 байт * 1 073 741 824 = 1 073 741 824 байтов/1024 = 1 048 576 Кбайт/1024 = 1024 Мбайт = 1 Гбайт
(слайд 4) Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти, которые представляют из себя пластины с электрическими контактами, по бокам которых размещаются большие интегральные схемы (БИС). Модули памяти устанавливаются в специальные разъёмы на системной плате компьютера.
Для долговременного хранения информации используется долговременная (внешняя) память. На таких носителях информация хранится в виде двоичного кода, т.е. в форме последовательностей нулей и единиц .
К устройствам долговременной памяти относятся: (слайд 5)
Жёсткий магнитный диск (винчестер);
Оптические диски (CD, DVD);
Flash-память, flash-диски;
До недавнего времени использовались гибкие магнитные диски (дискеты), но из-за своего маленького информационного объёма (1,44 Мб), они ушли в прошлое.
Давайте познакомимся с этими устройствами поближе.
(слайд 6)
Жёсткий магнитный диск - несколько тонких металлических дисков, очень быстро вращающихся на одной оси, заключены в металлический корпус. Информация на дисках хранится на концентрических дорожках, на которых чередуются намагниченные и ненамагниченные участки. Намагниченный участок хранит компьютерную единицу 1, а ненамагниченный - компьютерный ноль 0. Для записи или считывания информации магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска и производится запись или считывание информации.
(слайд 7)
Оптические диски. Информация на оптическом диске хранится на одной спералевидной дорожке, идущей от центра диска к периферии и содержащей чередующиеся участки с плохой и хорошей отражающей способностью.
В процессе считывания с информации с оптического диска луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность оптического диска имеет участки с различной отражающей способностью, отраженный луч так же меняет свою интенсивность и преобразуется в цифровой компьютерный код (отражает - 1, не отражает - 0).
Существует несколько типов оптических дисков:
CD и CD-RW-диски. На них может быть записано до 700 Мб информации;
DVD и DVD-RW-диски. Ёмкость таких дисков 4,7 Гбайт.
CD и DVD-диски не предназначены для перезаписи. На них информация записывается один раз. На CD-RW и DVD-RW-диски информацию можно записывать многократно (но ограниченное количество раз).
(слайд 8)
Энергонезависимая память - карты flash-памяти и flash-диски. Они не требуют подключения источника электрического напряжения и не имеют движущихся частей, поэтому обеспечивают высокую сохранность данных.
Карта flash-памяти представляет собой большую интегральную схему (БИС), помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для записи и считывания информации с карт памяти используются специальные адаптеры (встроенные в портативные устройства или подключаемые к компьютерам с помощью - USB-разъёма).
(слайд 9)
Flash-диск представляет собой БИС памяти, помещённую в миниатюрный корпус и подключается к USB-разъёму компьютера.
4. Закрепление материала.
Мы познакомились с видами компьютерной памяти. А теперь давайте закрепим те знания, которые вы получили на уроке при помощи теста. Садимся за компьютеры, открываем «Тестирование «Знак», тест «Оперативная и долговременная память». (Проходят тест на компьютере. Тестирование в программе «Знак» экономит время и учащиеся сразу получают оценки. Кроме того, после завершения теста они видят все правильные ответы и могут себя проверить).
5. Итог урока.
Запись домашнего задания, выставление оценок.
Оценки выставляются по итогам тестирования, с учётом работы на уроке отдельных учащихся.
(слайд 10) Домашнее задание: Учебник Н.Д.Угринович. Информатика и ИКТ. 8 класс. §§ 2.2.4, 2.2.5, контрольные вопросы устно, задания 2.1, 2.2 письменно в тетради.
(слайд 11) Спасибо за урок!
Использованная литература: Н.Д.Угринович. Информатика и ИКТ. 8 класс
