velikol.ru
1

Тема урока: «Устройства памяти»


Цели:

Ученики должны знать:

  • назначение памяти компьютера;

  • классификацию видов памяти компьютера;

  • понятия носителя и устройств внешней памяти;

  • понятие форматирования диска;

  • характеристику и основной физический принцип организации работы внутренней памяти;

  • характеристику и основной физический принцип организации работы памяти на магнитных носителях;

  • характеристику и основной физический принцип организации работы памяти на оптических носителях.

Ученики должны уметь:

  • объяснить отличие одного вида памяти от другого;

  • провести сравнение различных видов памяти по основным характеристикам.

Литература:

  • Информатика. 7-9 класс. Базовый курс. Теория / Под ред. Н. В. Макаровой. СПб.: Питер, 2003.




Этапы занятия

Ход занятия

I.Организационный момент

II.Сообщение темы и цели


III.Изучение нового материала

1. Ввод понятия «память компьютера»


2.Основные характеристики памяти


3. Внутренняя и внешняя память


4. Виды внутренней памяти


5. Назначение внешней памяти


6. Характеристики внешней памяти


7. Классификация устройств внешней памяти


8. Магнитные носители


10. Гибкие магнитные диски


11. Жесткие магнитные диски


12. Магнитные ленты


13. Оптические носители


14.Флэш-память


IV. Итоги урока


Домашнее задание


Здравствуйте!


Тема нашего сегодняшнего занятия: «Устройства памяти». Сегодня вы познакомитесь с характеристиками и видами памяти, рассмотрите особенности внутренней памяти и типы устройств внешней памяти, их характеристики.


Микропроцессор предназначен для преобразования информации и управления компьютером. Информация, с которой работает микропроцессор, - данные и команды - должна храниться на некотором устройстве. Такое устройство в компьютере получило название память.

Вопрос: Информация при хранении должна 6ыть закодирована. Какой способ кодирования используется в компьютере?

Ответ: Двоичный код. Этот способ кодирования характеризуется простотой технической реализации - есть сигнал, нет сигнала.

Закодированные данные и команды хранятся в памяти компьютера. Наличие такого функционального узла компьютера, как память, было принципиальным и для первых ЭВМ, и для современных компьютеров, которые оснащаются разными видами памяти.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

  • Память компьютерасовокупность устройств для хранения информации.

  • Чтение (считывание)процесс получения информации из памяти.

  • Запись (сохранение)процесс помещения информации в память.

  • Доступ к памятипроцесс обращения к устройству памяти для чтения или записи информации.

Так как основной процедурой при работе с памятью является доступ к памяти, то важным будет время, нео6ходимое для записи или считывания информации. Такая характеристика называется временем доступа. Время доступа определяет быстродействие памяти компьютера. Чем оно меньше, тем выше быстродействие памяти. Если учитывать что назначение памяти - хранение информации, можно выделить характеристику, которая определяет возможный максимальный о6ъем хранимой информации. Такая характеристика называется объемом памяти. Объем памяти указывает, какое количество информации она способна хранить.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

  • Время доступа к памятивремя, необходимое для чтения из памяти или записи в память минимальной порции информации.

  • Объем (емкость) памятимаксимальное количество информации, которое можно в ней сохранить.

Аналогичная взаимосвязь между объемом памяти и временем доступа характерна и для памяти компьютера. Таким образом, невозможно создать память, в которой были бы реализованы одновременно большой объем и высокое быстродействие. Выходом может быть создание двух видов памяти: внутренней — с ограниченным объемом, но с высоким быстродействием — и внешней — с низким быстродействием, но неограниченным объемом.

  • Внутренняя памятьбыстродействующая, но ограниченная по объему и по времени хранения информации.

  • Внешняя памятьменее быстродействующая, но позволяющая длительное время сохранять большой объем информации.



Микропроцессор обрабатывает данные, хранящиеся в памяти компьютера, по программе, считываемой из памяти компьютера. К микропроцессору предъявляется требование высокой производительности. Память, хранящая данные и программы для работы процессора, должна обладать высоким быстродействием, но по объему быстродействующая память будет ограничена. Под это условие подходит внутренняя память компьютера. Условно внутренняя память компьютера представляет собой совокупность ячеек.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

  • Ячейка памяти — элемент памяти, предназначенный для хранения минимальной порции информации.

Каждая ячейка имеет свой уникальный адрес. При обмене информацией с памятью процессор обращается к ячейкам памяти по их адресам. Адресом ячейки является номер ячейки в памяти. Можно предложить аналогию с городом, все жители которого живут в индивидуальных домах. У каждого дома (ячейки) есть адрес. Для того чтобы передать письмо (информацию) в дом, необходимо знать адрес. Для того чтобы что-то узнать у жильцов дома (считать информацию), к ним также необходимо обратиться по адресу. Технологическая основа внутренней памяти может быть различной. Первые ЭВМ имели память на ртутных линиях задержки или электронно-лучевых трубках, затем на ферритовых сердечниках. Современные компьютеры имеют внутреннюю память, выполненную по интегральной технологии в виде микросхем.

Внутреннюю память компьютера можно классифицировать по функциональному назначению: постоянная память, оперативная память, кэш-память.

Постоянная памятьустройство для долговременного хранения программ и данных.

Для обозначения постоянной памяти используются следующие аббревиатуры:

^ ПЗУ — постоянное запоминающее устройство; RОМ — Rеаd Оnlу Меmоrу (память только для чтения). Информация, записанная в RОМ, доступна только для чтения. Ее невозможно изменить, она сохраняется при выключении питания компьютера, так как микросхемы RОМ являются энергонезависимыми.

Кроме хранения данных и программ, не подлежащих изменению, должна быть память, которая позволит в любой момент времени не только считывать, но и записывать данные и программы, необходимые для работы процессора. Эта память должна обеспечивать доступ к любой ячейке памяти в любой момент времени. Такая память называется оперативной.

Оперативная памятьустройство для хранения программ и данных, которые обрабатываются процессором в текущем сеансе работы.

Для обозначения оперативной памяти используются следующие аббревиатуры:

^ ОЗУ — оперативное запоминающее устройство;

RАМ — Rаndоm Ассеss Меmоrу (память с произвольным доступом).

Для увеличения производительности компьютера используется промежуточная память, которая получила название кэш-память.


Для долговременного хранения информации используется внешняя память. Внешняя память является энергонезависимой и позволяет сохранять большой объем информации. Внешняя память реализуется на носителях информации. Носителями информации для современных компьютеров являются магнитные или оптические диски и магнитные ленты, однако все они требу-ют специальных устройств, которые осуществят запись или считывание информации, - устройств внешней памяти.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

  • Носительматериальный объект, способный хранить информацию.

  • Устройство внешней памяти (накопитель)устройство, позволяющее производить считывание и запись информации на соответствующий носитель


Характеристиками внешней памяти, так же как и внутренней, являются объем и время доступа. Однако устройства внешней памяти, в отличие от внутренней, используют различные физические принципы записи-считывания, что определяет необходимость использования дополнительных характеристик, а именно плотности записи и скорости обмена информацией.

При записи информации на внешние носители используют различные физические принципы, которые определяют физический размер одного бита информации. В результате на единице длины носителя разместится различное количество бит информации. Количество (объем) информации на единице длины называется плотностью записи.

Плотность записиобъем информации, записанной на единице длины дорожки

Наименьшей единицей измерения информации является 1 бит; единицей длины служит 1 мм; единицей измерения плотности записи является 1 бит/мм (бит на миллиметр).

Вид носителя определяет физический принцип действия устройства внешней памяти и организацию доступа к информации. Таким образом, еще одной дополнительной характеристикой внешней памяти является скорость обмена информацией.


Устройства внешней памяти можно классифицировать по разным признакам:

  • по типу доступа к информации,

  • по способу записи и чтения устройства.

^ По типу доступа устройства внешней памяти классифицируются на устройства с последовательным и прямым доступом.

В устройствах с последовательным доступом к информации при поиске или записи необходимо последовательно просматривать поверхиость носителя, то есть существует зависимость скорости обмена информацией от места расположения информации.

В устройствах с прямым доступом к информации организовано вращение носителя и перемещение считывающе - записывающего устройства. Скорость обмена информацией не зависит от расположения информации на носителе.

^ По способу записи-считывания информации устройства внешней памяти (накопители) классифицируются на магнитные, оптические и магнитооптические.

Классификация устройств внешней памяти

1. Магнитные носители.

1.1. Гибкие магнитные диски.

1.2. Жесткие магнитные диски.

1.3. Магнитные ленты.

2. Оптические носители.

2.1.CD-RОМ.

2.2. СD-R.

2.3. СD-RW.

3. Магнитооптические носители


Магнитные носители информации являются самыми распространенными. Поверхность диска покрывается специальным магнитным слоем, намагниченный участок кодируется как 1, не намагниченный - как 0.

Информация записывается на дорожки, каждая дорожка подразделяется на сектора. Сектор является неделимой единицей информации, то есть может быть прочитан только целиком.

Дорожки и сектора представляют собой намагниченные участки поверхности, которые создаются путем форматирования диска.

Форматирование дискапроцесс магнитной разметки поверхности диска на дорожки и сектора


Для оперативного переноса небольших объемов информации используют гибкие магнитные диски. Устройством для записи-считывания информации с гибких магнитных дисков является дисковод (английская аббревиатура - FDD, F1орру Disk Drive). Информация записывается на двух поверхностях.

Зная число дорожек, число секторов и размер одного сектора, можно рассчитать объем гибкого диска

Первый компьютер 1ВМ РС был выпущен в 1981 году. К нему можно было подключить внешний накопитель, использующий односторонние гибкие диски диаметром 5,25 дюйма. Емкость диска составляла 160 Кбайт. В следующем году появились аналoгичные двусторонние диски емкостью 360 Кбайт. Начиная с 1984 года выпускались гибкие диски 5,25 дюйма высокой плотности (1,2 Мбайт). В наши дни диски размером 5,25 дюйма не используются, и соответствующие дисководы в базовой конфигурации персональных компьютеров после 1994 года не поставляются.


Жесткий магнитный диск является обязательным компонентом современного компьютера. Жесткий магнитный диск (винчестер, английская аббревиатура — НDD, Наrd Disk Drive) представляет собой группу дисков, имеющих магнитные 1нжрыше и вращающихся с высокой скоростью.

атель.


Магнитные ленты представляют собой носитель, аналогичный используемому в аудиокассетах бытовых магнитофонов. Устройство для записи-считывания называется стримером. Операции записи-чтения осуществляются подобно тому, как осуществляется запись и воспроизведение звука. Основное назначение стримеров — создание архивов данных.


Оптические, или лазерные, носители — это диски, на поверхности которых информация записана с помощью лазерного луча.

Информация записывается и считывается лазерным лучом. За счет применения точно сфокусированного лазерного луча удается значительно уменьшить площадь, занимаемую на поверхности диска каждым битом информации, по сравнению с размером бита информации, записанной магнитным способом. Емкость лазерного диска составляет примерно 700 Мбайт.


Флэш-память относится к электронному энергозависимому типу памяти. Принцип работы флэш-памяти аналогичен принципу работы модулей оперативной памяти компьютера. Главное отличие состоит в том, что она энергозависима, то есть хранит данные до тех пор, пока вы их сами не удалите. При работе с флэш-памятью используют такие же операции, что и с другими носителями: запись, чтение , стирание (удаление). Флэш-память имеет ограниченный срок службы, который зависит от объема перезаписываемой информации и от частоты ее обновления.

Для хранения информации в компьютере предусмотрены устройства памяти. Внутренняя память должна быть быстродействующей, однако будет ограничена по объему. Внешняя память предназначена для длительного хранения большого объема информации.


стр. 280-295, темы 18.1; 18.2; 18.3



Подпись учителя: ________