close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Конспект урока по информатике Внешняя память

код для вставкиСкачать
1
Попов Валерий Валентинович, учитель информатики МОУ «Красногородская средняя общеобразовательная школа»
Красногородского района Псковской области.
Разработка урока по теме: «Внешняя память компьютера»
Основополагающий вопрос:
Зачем человеку так много компьютерных информационных носителей?
Дидактические цели и задачи урока.
1.
Формирование компетентности в сфере самостоятельной познавательной
деятельности.
2.
Формирование критического мышления.
3.
Приобретение навыков самостоятельной работы с информацией.
4.
Формирование умений анализировать информацию и строить систему
выводов.
Методические задачи.
1.
Изучить принципы записи на внешние носители, их характеристики,
назначение и область использования.
2.
Научить различать устройства последовательного и прямого доступа.
3.
Научить выполнять сравнительный анализ по заранее выстроенному списку
параметров.
4.
Научить кратко излагать свои мысли устно и письменно.
Формы урока: Самостоятельная, индивидуальная.
Оборудование урока: Компьютер с подключением к сети Интернет, компьютерный класс с ЛВС. I.
Электронные ресурсы для урока: Внешняя память (накопители и носители информации) - http://school-
collection.edu.ru/catalog/res/e801e6e0-0cd9-4ebc-9c6d-6a61c90de068/view/
Дисковод. Дискета - http
://
school
-
collection
.
edu
.
ru
/
catalog
/
res
/327
cf
2
c
2-177
c
-
46
c
5-8
fdd
-
db
711
e
6
d
47
b
4/
view
/
Механический принцип записи информации - http
://
school
-
collection
.
edu
.
ru
/
catalog
/
res
/
e
29
b
5
da
5-
a
596-4211-8
b
68-7
af
92
f
4
e
72
ea
/
view
/
Накопители информации: магнитный принцип записи информации - http://school-
collection.edu.ru/catalog/res/9eff7c85-97f7-4968-a69b-013855d99489/view/
Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) - http://school-
collection.edu.ru/catalog/res/819974f5-6125-4b2b-bc0a-c921934fa44f/view/
Накопитель на магнитной ленте (стример) - http://school-
collection.edu.ru/catalog/res/f50b71e9-266a-4a99-b3bb-a70da599b641/view/
Накопитель на магнитооптических дисках - http
://
school
-
collection
.
edu
.
ru
/
catalog
/
res
/
b
6
a
12
cd
3-80
a
4-4
dcb
-91
d
7-47
a
52733
de
17/
view
/
Накопитель на оптических дисках (CD, DVD) - http://school-
collection.edu.ru/catalog/res/82ef39f6-fefa-481b-8ae8-f56c5df69542/view/
Накопитель на флеш-памяти - http
://
school
-
collection
.
edu
.
ru
/
catalog
/
res
/
bbcb
611
e
-019
b
-4
ec
5-9516-
a
845
cd
2
c
3534/
view
/
Перфокарты, перфолента - http
://
school
-
collection
.
edu
.
ru
/
catalog
/
res
/6
dbdd
1
e
3-
c
262-4443-
ad
5
f
-09
f
5
af
069
cf
3/
view
/
II.
Организация
ресурсов.
2
«Кто владеет информацией, тот владеет миром», - говорил Натан Ротшильд
еще 200 лет назад. А владеть - значит хранить. Поэтому, крайне важно не только
грамотно отобрать нужные сведения из окружающего нас информационного моря,
но и надежно, оперативно и удобно для дальнейшего пользования их сохранять.
Всем нам известны особенности человеческой памяти. Владимир Высоцкий
когда-то пел:
А память, как колодец, глубока —
Попробуй заглянуть: наверняка,
Лицо — и то неясно отразится…
Как вы, наверное, уже догадались, речь сегодня пойдет о памяти. А точнее, о
внешней памяти компьютера.
Вопросы для актуализации знаний учащихся:
Из прошлых уроков информатики вам известно, что память компьютера
делится на внутреннюю и внешнюю.
Каково назначение внешней памяти? (Долговременное хранение и
транспортировка информации)
Какие устройства используются для долговременного хранения информации в
ПК? (Жесткий диск, дискета, лазерные диски, flash-диски, магнитооптические
диски, магнитные ленты).
Какие типы внутренней памяти вы знаете?
Какие достоинства и недостатки внутренней памяти вы можете назвать?
Действительно, сегодняшняя индустрия высоких технологий предоставляет
нам, потребителям, огромный выбор различных технических средств для
хранения информации. Когда говорят о ней, то выделяют
накопитель, т.е.
устройство записи и считывания, и носитель – устройство непосредственного
хранения информации.
Задание для активизации имеющих
ся знаний учащихся:
Какие устройства образуют внешнюю память?
Внешняя память относится к внешним устройствам ПК и используется для
долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо
потребоваться для решения задач.
В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение
компьютера.
3
Устройства внешней памяти, или, иначе, внешние запоминающие устройства
(ВЗУ), весьма разнообразны.
Их можно классифицировать по целому ряду признаков:
- по виду носителя,
- по типу конструкции,
- по принципу записи и считывания информации,
- по методу доступа и т. д. Носитель — материальный объект, способный хранить информацию.
Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на схеме:
Классификация ВЗУ
В состав внешней памяти компьютера входят:
•
накопители на жёстких
магнитных дисках;
•
накопители на гибких
магнитных дисках;
•
накопители на компакт-дисках
;
•
накопители на магнито-оптических
компакт-дисках;
•
накопители на магнитной ленте
(стримеры) и др.
Контрольный вопрос
1. Что такое внешняя память? Какие разновидности внешней памяти вы
знаете?
Накопители с механическим способом записи и чтения информации.
Устаревшие носители информации.
Накопители с магнитным принципом чтения и записи информации.
Накопители на гибких магнитных дисках
4
Гибкий диск, дискета
(
англ
. floppy disk
) — устройство для хранения небольших
объёмов информации, представляющее собой гибкий пластиковый диск в
защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на
другой и для распространения программного обеспечения. Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон
магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю
поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух
сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи
накопителя получают доступ к диску. Способ записи двоичной информации на
магнитной среде называется магнитным кодированием
. Он заключается в том,
что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении
приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно
устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и
ориентацией магнитных доменов.
Информация записывается по концентрическим дорожкам
(
трекам
), которые
делятся на секторы
. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата
дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть
записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512
байтов.
На дискете можно хранить от 360 Килобайт до 2,88 Мегабайт информации.
В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со
следующими характеристиками:
диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт,
число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.
Дискета устанавливается в накопитель на гибких магнитных дисках
(
англ
.
floppy-disk drive
), автоматически в нем фиксируется
, после чего механизм
накопителя раскручивается до частоты вращения 360 мин
–1
. В накопителе
вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными.
Дискета
вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков
.
5
Накопители на жестких магнитных дисках
Если гибкие диски — это средство переноса данных между компьютерами, то
жесткий диск — информационный склад компьютера
. Накопитель на жёстких магнитных дисках
(
англ
. HDD — Hard Disk Drive
) или
винчестерский накопитель
— это наиболее массовое запоминающее устройство
большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые
алюминиевые пластины — платтеры
, обе поверхности которых покрыты слоем
магнитного материала. Используется для постоянного хранения информации —
программ и данных. Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые
концентрические дорожки, а дорожки — на секторы. Головки считывания-записи
вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый
корпус, называемый модулем данных
. При установке модуля данных на дисковод
он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный
охлажденный воздух.
Поверхность
платтера имеет магнитное покрытие
толщиной всего лишь в 1,1
мкм, а также слой смазки
для предохранения головки от повреждения при
опускании и подъёме на ходу. При вращении платтера над ним образуется
воздушный слой
, который обеспечивает воздушную подушку
для зависания
головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска.
В отличие от дискеты, пластины жесткого диска вращаются непрерывно
. НЖМД связан с процессором через контроллер жесткого диска
.
Для обеспечения совместимости винчестеров, разработаны стандарты на их
характеристики, определяющие номенклатуру соединительных проводников, их
размещение в переходных разъемах, электрические параметры сигналов.
Распространенными являются стандарты интерфейсов IDE (Integrated Drive
Electronics) или ATA и более продуктивные EIDE (Enhanced IDE) и SCSI (Small
Computer System Interface). Характеристики интерфейсов, с помощью которых
винчестеры связаны с материнской платой, в значительной степени определяют
производительность современных жестких дисков.
Среди других параметров, которые влияют на быстродействие HDD следует
отметить следующие:
6
* скорость обращения дисков - в наше время выпускаются накопители EIDE с
частотой обращения 4500-7200 об/мин, и накопители SCSI - 7500-10000 об/мин;
* емкость кэш-памяти - во всех современных дисковых накопителях
устанавливается кэш-буфер, ускоряющий обмен данными; чем больше его
емкость, тем выше вероятность того, что в кэш-памяти будет необходимая
информация, которую не надо считывать с диска (этот процесс в тысячи раз
медленней); емкость кэш-буфера в разных устройствах может изменяться в
границах от 2 Мбайт до 32 Мбайт;
* среднее время доступа - время (в миллисекундах), на протяжении которого
блок головок смещается с одного цилиндра на другой. Зависит от конструкции
привода головок;
* время задержки - это время от момента позиционирования блока головок на
нужный цилиндр до позицирования конкретной головки на конкретный сектор,
другими словами, это время поиска нужного сектора;
* скорость обмена - определяет объемы данных, которые могут быть
переданы из накопителя к микропроцессору и в обратном направлении за
определенные промежутки времени; максимальное значение этого параметра
равно пропускной способности дискового интерфейса и зависит от того, какой
режим используется: PIO или DMA; в режиме PIO обмен данными между диском и
контроллером происходит при непосредственном участии центрального
процессора, чем больше номер режима PIO, тем выше скорость обмена; работа в
режиме DMA (Direct Memory Access) разрешает передавать данные
непосредственно в оперативную память без участия процессора; скорость
передачи данных в современных жестких дисках колеблется в диапазоне 60 – 300
Мбайт/с.
Контрольные вопросы:
1.
Что такое жесткий диск? Для чего он предназначен? Какую емкость
имеют современные винчестеры?
2.
Каким образом осуществляются операции чтения и записи в НЖМД?
3.
В чем состоит операция форматирования магнитных дисков?
4.
Какие есть типы стандартных дисковых интерфейсов?
5.
Какие параметры влияют на быстродействие винчестера? Каким
образом?
6.
Что такое флоппи-диск? Что общее и различное между ним и жестким
диском?
7.
Каких правил следует придерживаться во время пользования дискетой?
Накопители на компакт-дисках
CD-ROM состоит из прозрачной полимерной основы диаметром 12 см и
толщиной 1,2 мм. Одна сторона покрыта тонким алюминиевым слоем,
защищенным от повреждений слоем лака. Двоичная информация представляется
последовательным чередованием углублений (
pits
— ямки) и основного слоя (
land
— земля).
На одном дюйме (2,54 см) по радиусу диска размещается 16 тысяч дорожек с
информацией. Для сравнения — на дюйме по радиусу дискеты всего лишь 96
7
дорожек. Ёмкость CD до 780 Мбайт. Информация заносится на диск на заводе и
не может быть изменена.
Достоинства CD-ROM:
•
При малых физических размерах CD-ROM
обладают высокой
информационной ёмкостью
,
что позволяет использовать их в справочных
системах и в учебных комплексах с богатым иллюстративным материалом; один
CD, имея размеры примерно дискеты, по информационному объёму равен почти
500 таким дискетам
;
•
Считывание информации с CD происходит с высокой скоростью
,
сравнимой со скоростью работы винчестера;
•
CD просты и удобны в работе, практически не изнашиваются;
•
CD не могут быть поражены вирусами;
•
На CD-ROM невозможно случайно стереть информацию
;
•
Стоимость хранения данных (в расчете на 1 Мбайт) низкая.
В отличие от магнитных дисков, компакт-диски имеют не множество кольцевых
дорожек, а одну — спиральную
, как у грампластинок. В связи с этим, угловая
скорость вращения диска не постоянна. Она линейно уменьшается в процессе
продвижения читающей магнитной головки к центру диска.
Для работы с CD ROM нужно подключить к компьютеру накопитель CD-ROM
(CD-ROM Drive)
, в котором компакт-диски сменяются как в обычном
проигрывателе. Накопители CD-ROM часто называют проигрывателями
CD-ROM
или приводами
CD-ROM.
Что такое накопитель CD-ROM с технической точки зрения?
Участки CD, на которых записаны символы "0" и "1", отличаются
коэффициентом отражения лазерного луча, посылаемого накопителем CD-ROM.
Эти отличия улавливаются фотоэлементом, и общий сигнал преобразуется в
соответствующую последовательность нулей и единиц.
Многие накопители CD-ROM способны воспроизводить обычные аудио-CD. Это
позволяет пользователю, работающему за компьютером, слушать музыку в
фоновом режиме.
На смену CD-ROM приходят цифровые видеодиски DVD (читается "ди-ви-ди").
Эти диски имеют тот же размер, что и обычные CD, но вмещают до 17
Гбайт
данных, т.е. по объёму заменяют 21 стандартный диск CD-ROM
. На таких дисках
будут выпускаться полноэкранные видеофильмы отличного качества, программы-
тренажёры, мультимедийные игры и многое другое.
Главный недостаток накопителей CD-ROM
по сравнению с винчестерскими
накопителями — невозможность перезаписи информации
.
8
Записывающие оптические и магнитооптические накопители
· Накопитель на магнито-оптических компакт-дисках СD-MO (Compact Disk-
Magneto Optical). Диски СD-MO можно многократно использовать для записи, но
они не читаются на традиционных дисководах CD-ROM. Ёмкость от 128 Мбайт до
2,6 Гбайт.
· Записывающий накопитель CD-R
(Compact Disk Recordable) способен, наряду
с прочтением обычных компакт-дисков, записывать информацию на специальные
оптические диски.
Ёмкость 650 Мбайт.
· Накопитель WARM
(Write And Read Many times), позволяет производить
многократную запись и считывание.
· Накопитель WORM
(Write Once, Read Many times), позволяет производить
однократную запись и многократное считывание.
Контрольные вопросы:
1.
Какие вы знаете разновидности накопителей на оптических дисках? Чем
они различаются между собою?
2.
Каким образом происходит считывание информации с компакт-дисков?
3.
В чем измеряется скорость передачи данных в накопителях на
оптических носителях?
Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных
дисках
Стример
(англ. tape streamer
) — устройство для резервного копирования
больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты
с магнитной лентой ёмкостью 1 - 2 Гбайта и больше. Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой
огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного
сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и
восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой
информации.
Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость
записи,
поиска и считывания информации.
9
FLASH-ПАМЯТЬ
И последнее устройство, которое мы рассмотрим, представляет достаточно
новый, уже набравший огромную популярность тип внешней памяти – это flash-
память.
Flash-память представляет собой микросхему, позволяющую записывать и
хранить данные. Изобретателем считается Intel, представившая в 1988 году свою
микросхему. В ней нет движущихся механических элементов, что обеспечивает
надежность хранения информации. Реализовываться она может как единое целое
с накопителем, подключаемая через USB-порт (продемонстрировать) или как
отдельный носитель flash-карта, со встроенным в устройство накопителем
(цифровая видео и фото аппаратура, КПК, мобильный телефон и др.)
Информационная емкость этих карт сегодня достигает нескольких десятков
гигабайт.
Увы, но есть причина, по которой это устройство еще не так широко
используется в нашей повседневности, какая? Контрольные вопросы:
1.
Что представляет собой флэш-память?
2.
Каким образом происходит запись и считывание информации во флэш-
памяти?
3.
В чем измеряется скорость передачи данных в накопителях на
оптических носителях?
III.
ЗАВЕРШЕНИЕ УРОКА.
С каждым днем технический прогресс все больше и больше вплетается в нашу
повседневную жизнь. С каждым годом устройства памяти совершенствуются,
растет объем, скорость, надежность…
Как вы думаете, может ли устройство памяти полностью повторить человеческую
память?
Строки из песни: «Но сказала память: “Я могу все забыть, но нищим станешь ты. Я
твои богатства берегу, берегу тебя от пустоты…”»
На какую особенность человеческой памяти, недоступную машинам, указывает
автор?
Разнообразен мир высоких технологий – магнитные и зеркальные поверхности,
винчестеры и компакт диски – все это лишь попытки повторить великое чудо,
которым одарила нас природа – память человека. Кто-то скажет, что она не
идеальна – не те объемы, не та скорость работы, хотя, может быть, мы просто не
умеем ею пользоваться, но как на куске «холодного» материала сохранить
10
волнующие образы нашего прошлого, наши чувства: колыбельную матери,
первую любовь, преданность друзей, величие заката…
Кто-то мудрый сказал:
«Отнимите из человеческой памяти все изобретения, все представления,
литературные образы, стихи и сам язык, все, что создано творчеством людей, — и
мы получим несколько миллиардов совершенно одинаковых зверей, которые
быстро пожрут друг друга, уменьшив свою численность до доисторической».
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.
Задания для мини-исследований.
С целью дальнейшего изучения и закрепления темы выполняются мини-
исследования:
1.
Как видно, принципы записи – различны, следовательно, устройства имеют
свои достоинства и недостатки.
Выделите, наиболее важные для обычного пользователя критерии внешних
носителей.
После выполнения заданий делаются выводы.
2.
Поздравляю, вы являетесь представителем фирмы, которая готова купить
три крупных партии внешних запоминающих устройств для следующих целей:
хранение больших видеоархивов; работа с постоянно обновляющейся
корпоративной базой данных; быстрый и надежный перенос различной
информации между ПК, там, где нет компьютерной сети. Вам необходимо провести исследование накопителей информации нескольких
компаний, занимающихся производством запоминающих устройств: жестких
дисков (Samsung – Корея), лазерных дисков (Verbatim – Англия) и flash-памяти
(Transcend – Тайвань).
Ваша задача:
1. Провести исследование своего продукта по предложенному сценарию.
2. Внести полученные результаты в общую таблицу.
По результатам исследований вам необходимо принять решение, в какой области
наиболее целесообразно использовать ваш тип памяти. Ответ необходимо обосновать.
3.
Выполни следующие задания: 1.
Какиеиз перечисленныхнижехарактеристикотносятсяк
оперативной
, – а какие к
внешней
?памяти
) .а Являетсяэнергозависимой
) .б Её объёмизмеряетсядесяткамиисотнямигигабайт
) .в Используетсядлядолговременногохраненияинформации
) .г Её объёмизмеряетсясотнямимегабайтилинесколькимигигабайтами
) .д Болеебыстрыйдоступ
) .е Используетсядлявременногохраненияинформации
) .ж Болеемедленныйдоступ
) а
)б
)в
)г
)д
)е
)ж
2. Какой
объёмпамяти
в
байтах
будетзаниматьследующий
двоичный
:код
11
00001110111100001101100111011101
? .Пояснитесвойответ
3. Текстобъёмом
1024 бита
располагаетсяв
оперативнойпамяти
, начинаяс байтас номером
10
. Каковбудетадрес
последнегобайта
, ?которыйзанятданнымтекстом
4. Перечислите
неменеепяти
известныхвамустройств
внешней
.памяти
5.
В чём
отличие
дисков
CD
-
ROM
, CD
-
RW
и
CD
-
R
?
Дополнительный материал для изучения:
4.
Презентация «Внешняя память» - http://kpolyakov.narod.ru/school/ppt.htm
5.
Презентация «Логическая структура носителя информации» -
http://informic.narod.ru/info.html
6.
Презентация «Магнитная память» - http://informic.narod.ru/info.html
7.
Презентация «Оптическая память» - http://informic.narod.ru/info.html
8.
Презентация «Флэш-память» - http://informic.narod.ru/info.html
Рекомендации учащимся по изучению урока Сроки изучения темы: 2 часа
On-line урок: 1 час
В ходе изучения материала Вы должны ответить на ключевой вопрос:
Зачем человеку так много компьютерных информационных носителей?
Напоминаем Вам, что на последнем уроке по данной теме Вам необходимо
разместить ответ на ключевой вопрос в соответствующей теме в форуме по
уроку. Прочтите сообщения других учеников, прокомментируйте их ответы с точки
зрения своей позиции.
В ходе изучения материала урока вам необходимо
* Выполнить мини-исследование * выполнить мини-исследование * выполнить домашнее задание на странице 8
К on-line уроку Вам необходимо:
* изучить материал, помещенный на 1-8 страницах урока;
* ответить на ключевой вопрос урока;
12
* ознакомиться с инструкцией к он-лайн уроку, составленной сетевым
преподавателем.
Рекомендации по прохождению on-line урока будут помещены учителем в форуме
по уроку.
Автор
v.popov.1963
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
8 188
Размер файла
992 Кб
Теги
урок, информатика, конспект, внешняя, памяти
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа