Принцип организации внешней и внутренней памяти. Урок Архитектура компьютера, внутренняя и внешняя память план-конспект урока по информатике и икт (8 класс) на тему

16.11.2021

Биты Байты Информационная структура внутренней памяти - битово-байтовая

Свойства внутренней памяти 1. Дискретность (лат. discretus)- прерывистый, состоящий из отдельных чаcтей) Ячейка памяти, хранящая один двоичный знак, называется БИТ. БИТ 0 или 1 Двоичная кодировка 2. Адресуемость Байт памяти – наименьшая адресуемая часть внутренней памяти Процессор обращается к внутренней памяти по адресам Структура внутренней памяти БайтыБиты Порядковый номер байта называется его АДРЕСОМ

Файл – именнованное пространство на диске для хранения информации Информация на внешних носителях имеет файловую организацию Информационная структура внешней памяти информационная структура внешней памяти – файловая Виды информации: текстовая, числовая, графическая, звуковая

Накопители на магнитной ленте НМЛ (стриммеры) Кассетные накопители Накопители на магнитных дисках НМД (дисководы) Накопитель на компакт дисках Оптические (лазерные) дисководы Накопители на гибких дисках (дискеты) Накопители на жестком диске (винчестеры) Накопители CD-R, CD-RW DVD-ROM

Устройством для записи-считывания информации с гибких магнитных дисков является дисковод (FDD – Floppy Disk Drive). Информационная ёмкость дискеты невелика и составляет всего 1.44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин). Гибкие магнитные диски (дискета, флоппи-диск)

Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован, т.е. должна быть создана физическая и логическая структура диска. В процессе форматирования на диске формируются концентрические дорожки, которые, в свою очередь, делятся на сектора, для этого магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов.

После форматирования гибкого диска формата 3.5", его параметры будут следующие:

Первый жесткий диск был разработан фирмой IBM в 1973 г. и имел емкость 16 Кбайт. Жесткие магнитные диски представляют собой несколько дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. За счет множества дорожек на каждой стороне и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость дискет и достигать сотен Гбайт. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (около 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (7200 об./мин).

Магнитные ленты Устройства для записи- считывания информации с гибких магнитных лент называется стримером. Магнитные ленты бывают: Кассетными Катушечными предназначена для создания архивов данных, резервного копирования; представляет собой гибкую пластмассовую ленту, покрытую тонким магнитным слоем; информация фиксируется посредством магнитной записи; ёмкость магнитной ленты может достигать нескольких гигабайт.

Используются для хранения большого объема информации на небольшой площади; диск изготовлен из поликарбоната, который покрыт с одной стороны отражающим слоем; информация фиксируется посредством оптической записи; ёмкость оптического диска - от 640 Мбайт и выше Лазерные (оптические) диски

МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ДИСК используется при построении оптических библиотек; представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1,2 мм, на которую нанесено несколько тонкопленочных слоев; информация фиксируется как посредством магнитной так и оптической записи; ёмкость магнитооптического оптического диска до 9,1 Гбайт.

Flash – диски (карты) Flash-память - это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах. Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти от 256 Мбайт – 4 Гбайт. Устройства для чтения – Картридер.

Первые образцы флэш-памяти были разработаны компанией Toshiba еще в 1984 году, однако массовое ее использование началось только несколько лет назад с появлением цифровых фотокамер. Флэш-память все активнее применяется для хранения и переноса данных. Сегодня производители выпускают несколько типов карт и USB-накопители, которые впервые появились в 2001 году.

Бюджетное общеобразовательное учреждение муниципального образования Динской район «Средняя общеобразовательная школа № 29

имени Героя Советского Союза Броварца Владимира Тимофеевича»

Урок информатики

в 8 классе

«Начальные сведения об архитектуре компьютера. Принципы организации внутренней и внешней памяти компьютера»

Бойко Ольга Николаевна,

учитель информатики БОУ СОШ № 29

МО Динской район

2013 г.

Тема урока: «Начальные сведения об архитектуре компьютера. Принципы организации внутренней и внешней памяти компьютера»

Цель урока : знакомство с архитектурой ЭВМ, видами компьютерной памяти.

Задачи урока:

Образовательная – познакомить учащихся с архитектурой ЭВМ, видами компьютерной памяти.

Воспитательная – воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости, привитие навыков самостоятельной работы, обеспечение сознательного усвоения учебного материала.

Развивающая – развивать познавательный интерес, прививать исследовательские навыки.

Тип урока : комбинированный.

Наглядность и оборудование:

Компьютер с проектором;
Конспект урока;
Презентация «Начальные сведения об архитектуре компьютера. Принципы организации внутренней и внешней памяти компьютера»;

4. П рограмма – тренажер «Устройство компьютера».

5. Карточки с кроссвордом.

Структура урока:

1. Организационный момент.

3. Закрепление материала, выполнение работы на тренажере «Устройство компьютера» и работа с кроссвордом.

4. Подведение итогов.

5. Домашнее задание.

Изучаемые вопросы:

Компьютер как модель человека, работающего с информацией.
Схема информационного обмена в компьютере.
Отличие программы и данных.
Отличие внутренней и внешней памяти компьютера.
Принцип двоичной кодировки информации.
Структура внутренней памяти компьютера, её свойства.

Ход урока:

Организационный момент. Приветствие, проверка присутствующих, объявление темы и цели урока. Учащиеся записывают тему урока в тетрадях (слайд 1).

2. Объяснение нового материала. Сегодня вы узнаете, в какие устройства входят в состав компьютера, что такое данные и программа и как устроена память компьютера.

С давних времен люди стремились облегчить свой труд. С этой целью создавались различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека. Компьютер был изобретен в середине XX века для усиления возможностей интеллектуальной работы человека, то есть работы с информацией.

«Аналогия между компьютером и человеком» ЦОР Аналогия между компьютером и человеком (N 119276).

Прототипом компьютера является сам человек. Только изобретатели стремились передать компьютеру не физические, а интеллектуальные возможности человека

Запишите в тетради правило со стр. 33.

По своему назначению компьютер – универсальное техническое средство для работы человека с информацией.

Запишите какие четыре составляющие делится информационной деятельность человека:

Прием (ввод) информации;

Запоминание информации (память);

Процесс мышления (обработка информации);

Передача (вывод) информации.

Компьютер включает в себя устройства, выполняющие аналогичные функции человека:

Устройства ввода;

Устройства запоминания - память;

Устройство обработки - процессор;

Устройства вывода

Рассмотрите рис. 2.1 на стр. 36 «Информационный обмен между устройствами компьютера».

Ребята, скажите, как происходят процессы ввода и вывода информации компьютером? Какие устройства отвечают за обмен информации?

В ходе работы компьютера информация через устройства ввода попадает в память; процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает в нее результаты обработки; полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку. Чаще всего в качестве устройства ввода используется клавиатура, а устройства вывода - экран дисплея или принтер (устройство печати).

В информатике существует понятие «архитектура ЭВМ».

На слайде рассмотрите схему. ЦОР (N 119270). Все, что изображено здесь входит в понятие архитектуры компьютера: устройства, программное обеспечение, прикладное обеспечение и системы программирования. Давайте вместе назовем основные элементы ЭВМ.

Теперь ответьте, что такое архитектура компьютера

Запишите определение:

Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста.

Важнейшее отличие компьютера от человека состоит в том, что работа компьютера строго подчинена заложенной в него программе, человек же сам управляет своими действиями.

Запишите со стр. 34 правило.

В памяти компьютера хранятся данные и программы.

Программа - это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Информация, обрабатываемая в компьютере программным путем, называется данными .

Описанные принципы устройства и работы ЭВМ впервые были предложены в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом. Эти принципы во многом сохранились и в современных компьютерах

Рассмотрите слайд презентации Принципы фон – Неймана и запишите в тетрадь принципы устройства и работы ЭВМ

Подписи к слайдам:

Начальные сведения об архитектуре компьютера. Принципы организации внутренней и внешней памяти компьютера.

В начале XIX века компьютером называлась профессия человека занимающегося расчетами, вычислениями

Первый компьютер был создан в США в 1946 году и назывался «ЭНИАК»

Леона́рдо ди сер Пье́ро да Ви́нчи

ЖУКОВСКИЙ Николай Егорович (1847-1921)

По своему назначению компьютер - универсальное техническое средство для работы человека с информацией. По принципам устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

 АНАЛОГИЯ МЕЖДУ КОМПЬЮТЕРОМ И ЧЕЛОВЕКОМ В памяти компьютера х р а н я т с я данные и программы Информационный обмен в к о м п ь ю т е р е Ввод Вывод ПАМЯТЬ ПРОЦЕССОР По своему назначению компьютер – универсальное техническое средство для работы человека с информацией Ч Е Л О В Е К Органы чувств Прием (ввод) информации М О З Г Хранение информации Процесс мышления (обработка информации) Речь, жесты, письмо Передача (вывод) информации КОМПЬЮТЕР Устройства ввода Устройства памяти П Р О Ц Е С С О Р Устройства вывода

ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО С КОМПЬЮТЕРОМ Устройство компьютера ПК Память Процессор Обработка данных по заданной программе тактовая частота разрядность дискретность адресуемость Внутренняя п а м я т ь магнитная запись оптическая запись флэш - память В н е ш н я я п а м я т ь Устройства ввода - вывода Устройства в ы в о д а Устройства в в о д а Программное обеспечение ПО Назначение: разработка программ (ввод, отладка, редактирование, исполнение) Системы программирования Общего назначения Специального назначения Прикладное ПО Сервисные программы Системное ПО Операционная система Работа с файлами Управление устройствами Д и а л о г с пользователем Пользовательский и н т е р ф е й с Файловая система Одноуровневая с т р у к т у р а Многоуровневая с т р у к т у р а

Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста. По своему назначению компьютер - это универсальное техническое средство для работы с информацией

В памяти компьютера хранятся данные и программы. Данные - это обрабатываемая информация, представленная в памяти компьютера в специальной форме. Программа - это описание последовательности действий, которые должен выполнить компьютер для решения поставленной задачи обработки данных. Данные - это "декларативные знания", программы - "процедурные знания компьютера".

В 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом были сформулированы основные принципы устройства и работы ЭВМ Принципы фон Неймана. Наличие одного процессора, который управляет работой всех остальных устройств.

 Ввод Вывод ПАМЯТЬ ПРОЦЕССОР Состав устройств ЭВМ Данные и программы хранятся в общей памяти ЭВМ Данные и программы хранятся в памяти ЭВМ в виде двоичного кода Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам внутренняя память компьютера состоит из частиц – битов в одном бите памяти хранится один бит информации наименьшая адресуемая часть внутренней памяти – 1 байт (8 бит) все байты пронумерованы номер байта – адрес байта памяти

 ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА БИТ 0 или 1 Двоичная кодировка Внутренняя память состоит из частиц – битов В одном бите памяти хранится один бит информации Байт памяти – наименьшая адресуемая часть внутренней памяти (1 байт = 8 бит) Все байты пронумерованы, начиная от 0 Номер байта – адрес байта памяти Процессор обращается к памяти по адресам Дискретность Адресуемость Байты Биты 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 2 1 0 1 1 0 1 1 0 3 0 0 1 0 1 1 0 0 . . . . . . . .

 НОСИТЕЛИ И УСТРОЙСТВА ВНЕШНЕЙ ПАМЯТИ ROM Только чтение R Однократная запись RW Перезаписываемые носители Магнитная память Оптическая память Электронная память CD DVD Стриммеры Дисководы НМЖД НГМД USB Card Readers Карты памяти Flash Drive USB Накопители

к о м п ь ю т е р 1 р г п р а м м а а п я т ь а р е п о и в н а я а е с д ц о р п с с о р 2 3 4 5 6 Проверьте себя

Домашнее задание: учебник: п. 5, 6, выполнить задание в тетради, ответить на вопросы: 1 . Перечислите не менее пяти известных вам устройств внешней памяти. 2 . В чём отличие дисков CD - ROM , CD - RW и CD - R ?

Предварительный просмотр:

Разгадайте кроссворд .

1. Универсальное техническое средство для работы человека с информацией.

2. Последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу.

3. Устройства запоминания.

4. Другое название внутренняя память.

5. Устройство обработки информации.

6. Порядковый номер байта во внутренней памяти компьютера.

Команда _______________________________________________________________

Разгадайте кроссворд .

Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации: Назначение и устройство компьютера. Принципы организации внутренней и внешней памяти. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАМЯТИ:Емкость – максимальный объем информации, «вмещающийся» в различные устройства памяти;Скорость обращения к информации;Способ доступа к информации – прямой или последовательный;Принцип записи-чтения- магнитный или оптический ВИДЫ ПАМЯТИВнешняяВнутренняяВЗУ (внешние запоминающие устройства) предназначена для долговременного хранения информации пользователя. Ее можно обновлять, удалять ненужную.Этот вид памяти не предназначен для хранения информации пользователя. Она используется самой системой и обеспечивает ее функционированиеГибкие дискиЖесткие дискиКомпакт-дискиУстройства на основе flash-памятиОперативная память (ОЗУ)Кэш-памятьПостоянная память ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬОсновной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио- и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах).Информация на внешних носителях имеет файловую организацию. Файлом называется информация, хранящаяся на внешнем носителе и имеющее собственное имя.
style.rotation
ppt_xxshearppt_x
style.rotation ГИБКИЕ МАГНИТНЫЕ ДИСКИГибкий диск (floppy disk) – его называют еще флоппи диском или дискетой – это круглая гибкая пластина с намагниченным слоем, вставленная в пластмассовый корпус. Гибкий диск вращается в пластиковом футляре, защищённый двумя прокладками для уменьшения трения. Принцип записи на дискетах – магнитный. Доступ к информации – прямой.В дискетах (3,5 дюйма) существует режим защиты информации от стирания и записи, которые осуществляется путём переключения соответствующего переключателя на пластиковом конверте. На стандартной дискете находится 1,44 Мб информации. Дискеты нуждаются в очень тщательном хранении. Их нельзя мочить, бить, обращаться небрежно. ЖЕСТКИЕ МАГНИТНЫЕ ДИСКИЖесткий диск (HDD - Hard Disk Drive) относится к несменным дисковым магнитным накопителям. Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (около 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (7200 об./мин).В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы. Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы. ЛАЗЕРНЫЕ ДИСКОВОДЫ И ДИСКИЛазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD - Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD - Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спира-левидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1. УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ FLASH -ПАМЯТИFlash-память- это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах. Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти достигает 16 Гбайт. Карты памяти ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬУстройства, составляющие внутреннюю память расположены на «материнской» плате в системном блоке. Этот вид памяти не предназначен для хранения информации пользователя. Она используется компьютерной системой.Свойства внутренней памяти: Дискретность;Дискретные объекты состоят из отдельных частиц. Память состоит из отдельных ячеек – битов. Адресуемость.Занесение информации в память, а также извлечение ее из памяти, проводится по адресам. ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬОперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory - память с произвольным доступом) - это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. КЭШ-ПАМЯТЬКэш-память (от англ. caсhe – тайник) 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 процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью. ПОСТОЯННАЯ ПАМЯТЬПостоянная память - BIOS (Basic Input-Output System). В нее данные занесены при изготовлении компьютера. Обозначается ROM - Read Only Memory. Хранит:программы для проверки оборудования при загрузке операционной системы;программы начала загрузки операционной системы;программы по выполнению базовых функций по обслуживанию устройств компьютера;программу настройки конфигурации компьютера - Setup. Позволяет установить характеристики: типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет, режимы работы с RAM,запрос пароля при загрузке и т.д; Каково назначение устройств хранение информации в компьютере?В чем суть считывания и записи информации в компьютере?Что такое CD, CD-ROM, CD-R, DVD-RW?Во сколько раз информационная емкость DVD больше CD?ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Приложенные файлы

Внутренняя память включает все виды запоминающих устройств, расположенных на материнской плате. В состав внутренней памяти входят следующие устройства.

Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) служит для хранения команд и данных, необходимых процессору для выполнения операций. Это памятьпозволяет обратиться к любой ячейке, поэтому называется также памятью с произвольным доступом ( RAM - память) . Отличается высоким быстродействием. К основному недостатку относится исчезновение данных после выключения электропитания.

Кэш-память или сверхоперативная память – очень быстрое запоминающее устройство, которое сохраняет текущие данные и предоставляет их процессору при необходимости. Отличается значительным быстродействием. К недостаткам относится более сложныйпроцесс изготовления, и соответственно, большая стоимость.

Специальная память имеет несколько составляющих:

постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) предназначена только для чтения(ROM -память ), энергонезависимая, содержание памяти «зашивается» при изготовлении и в процессе эксплуатации не меняется;

перепрограммируемая постоянная память допускает многократную перезапись, энергонезависимая, содержит базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая необходима для автоматического тестирования и загрузки операционной системы при включении компьютера;

память с питанием от батарейки является разновидностью постоянной памяти и служит для хранения времени, даты и данных о конфигурации системы;

видеопамять предназначена для хранения видеоданных, которые доступны одновременно процессору и монитору.

Внешняя память включает устройства (накопители), расположенные вне материнской платы и имеющие носители с разным принципом действия.

Носитель - это физическая среда или материальный объект, структура которых используется для хранения данных, в дисковом магнитном накопителе, например, это ферромагнитный слой на поверхности диска.

Накопители - это запоминающие устройства, предназначенные для долговременного хранения больших объемов данных при отсутствии электропитания. В зависимости от принципиальной основы носителя различают накопители магнитного, оптического и полупроводникового типа.

Накопитель на магнитных дисках (жесткий диск, винчестер) - это основное устройство долговременного хранения данных и программ, основанное на магнитном принципе записи. Магнитный накопитель собирается в герметичном корпусе, внутри которого соосно располагается несколько дисков. Каждый диск с двух сторон покрыт ферромагнитным слоем, поверхность диска разделена на дорожки и сектора (отформатирована). Диск вращается относительно магнитных головок, с помощью которых производится сохранение и считывание данных. Данные сохраняются в форме дорожки микроскопических намагниченных участков – доменов, намагниченность которых регистрируется как последовательность логических единиц.

Накопитель на оптических дисках ( CD - ROM ) – это устройство для долговременного хранения больших объемов данных, записанных с более высокой плотностью, чем на магнитном диске. Принцип действия основан на считывании данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя данных выступает металлизированная поверхность компакт-диска (CD), на которой нанесена спиральная дорожка. Цифровая запись на дорожке компакт-диска сохраняется в виде последовательности участков, которые называются pit (точка, углубление) и land (поверхность). Логическая единица кодируется переходом между углублением и поверхностью. Последовательность углублений, в которой закодирована запись, наносят либо штамповкой с матрицы, либо прижиганием участков дорожки лучом лазера.

Компакт-диски изготавливаются из полипропилена, на поверхность которого наносится многослойное покрытие, включающее так называемый активный слой. В зависимости от соотношения покрытий, материала активного слоя, ширины дорожки различают компакт-диски разного устройства и назначения:

CD-R – диски, которые позволяют выполнить однократную запись и неограниченное количество считываний;

CD-RW – диски для многоразовой записи, перезаписи и чтения данных;

DVD – диски для многоразовой записи с повышенной плотностью данных.

Основной недостаток дисковых накопителей выражается в наличии электромеханического привода, который ограничивает надежность, ресурс, вес и размеры устройств.

Флэш-накопитель – устройство полупроводникового типа для долговременного энергонезависимого хранения данных, которое реализовано на основе микросхемы памяти. В качестве носителя данных выступает массив полупроводниковых ячеек, расположенных внутри микросхемы. Принцип действия полупроводникового накопителя основан на записи и стирании электрического заряда в ячейке полупроводниковой структуры. Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности и низкому энергопотреблению флеш-накопитель все шире используется в компьютерной технике и успешно заменяет устройства памяти предыдущих поколений.

Похожие статьи: