ДОЛГОВРЕМЕННАЯ ПАМЯТЬ

1 Уроки 9 – 10  (10 класс – профильный) Долговременная память. Магнитный и оптический принципы записи,  хранения и считывания информации Цель:  познакомить   учащихся   с   видами   внешней   памяти;   рассмотреть   различными принципами записи, хранения и считывания информации. I. Актуализация опорных знаний 1. В   чём   состоит   различие   между   максимальным   объёмом   адресуемой оперативной памяти и физически установленной оперативной памятью? 2. В   чём   состоит   различие   между   физически   установленной   оперативной памятью и виртуальной памятью? 3. От каких факторов зависит пропускная способность модулей оперативной памяти? № 7  Компьютер имеет оперативную память объемом 1 Кбайт и содержит 256 машинных   слов.   Укажите   адрес   последнего   байта   и   адрес   последнего машинного слова памяти (в шестнадцатеричной форме). Решение: 1)  1 ∙ 1024  ∙ 8 = 8192 бит – объем ОЗУ. 2)  8192 : 256 = 32 бит = 4 байт – длина машинного слова 3)  8192 : 8 = 1024 байт  4)  Адрес последнего байта 102310 =  3FF16 – нумерация байтов начинается с нуля. 5)   Так   как   длина   машинного   слова   равна   4   байтам,   то   адрес   последнего машинного слова памяти 1020 1021 1022 1023. 102010 = 3FC16 № 8  Компьютер имеет оперативную память 1/4 Кбайт объемом и содержит 128 машинных   слов.   Укажите   адрес   последнего   байта   и   адрес   последнего машинного слова памяти (в шестнадцатеричной форме). Решение: 1)  1024 : 4 = 256 байт – объем ОЗУ. 2 2)  256 : 128 = 2 байта – длина машинного слова 3)   Адрес последнего байта 25510  =   FF16  – нумерация байтов начинается с нуля. 4)   Так   как   длина   машинного   слова   равна   2   байтам,   то   адрес   последнего машинного слова памяти 254 255. 25410 = FЕ16 II. Объяснение нового материала Назовем причины необходимости наличия внешней памяти у компьютера. 1. Сохранение информации для последующего использования или для передачи другим   людям   имело   огромное   значение   для   развития   цивилизации.   До появления   ЭВМ   человек   использовал   для   этой   цели   книги,   фотографии, магнитофонные   записи,   кинопленку   и   т.д.   К   концу  XX  века   потоки информации   значительно   возросли   и   появление   ЭВМ   способствовало разработке   и   применению   носителей   информации,   обеспечивающих возможность ее долговременного хранения в компактной форме. 2. Оперативная   память   ЭВМ   обладает   рядом   недостатков,   связанных   с технологией   ее   изготовления.   Даже   сегодня,   в  XXI  веке   она   не   обладает достаточно большим объемом и не вмещает громадных объемов информации. Кроме того, содержимое ОЗУ все еще теряется при выключении компьютера. Поэтому наличие в компьютерной системе еще одного вида памяти – внешней, позволило   устранить   эти   недостатки.   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,   но   не   имеет 3 прямой связи с процессором. Информация от внешней памяти к процессору и наоборот циркулирует примерно по такой схеме: ВЗУ ПЗУ Процессор Носители   внешней   памяти,   кроме   того,   обеспечивают   транспортировку данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети (локальные или глобальные). Для   работы   с   внешней   памятью   необходимо   наличие  накопителя  (уст­ ройства, 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  CD­ROM,  CD­RW,  DVD.   Им   соответствуют   основные   виды носителей: •гибкие магнитные диски {Floppy Disk); •жесткие магнитные диски (Hard Disk); •диски CD­ROM, CD­R, CD­RW, DVD; •Flash­память.  Основные характеристики накопителей и носителей: • информационная емкость; • скорость обмена информацией; • надежность хранения информации; • стоимость. Носи­ тель Приме­ нение Размер Информа­ ционная емкость Скорость чтения/ записи информации 4 Надежность хранения информации Дискета Для пе­ реноса  инфор­ мации с  одного  ком­ пьютера  на другой Вин­ честер Для хра­ нения  огромных объемов  инфор­ мации CD­R Одно­ кратно­ записы­ ваемый CD­RW Много­ кратно­ записы­ ваемый CD­ROM На них  обычно  выпускаю тся  мультиме дийные  программ ы DVD Flash­ память Для хра­ нения  видео­ фильмов  и сверх­ больших  баз  данных Для пе­ реноса  Запрещается; • 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 Винчестер необходимо  уберегать от ударов и  резких изменений  пространственной  ориентации в процессе  работы CD­ROM просты и  удобны в работе, имеют  низкую удельную  стоимость хранения  данных, практически не  изнашиваются, не могут  быть поражены вирусами, с них невозможно случай­ но стереть информацию 3,5  дюйма 1,44  Мбайта Низкая. Несколько  килобайт в секунду,  среднее время доступа  ­ 250 мс. 2.2,2.3,  3.14, 5.25  дюймов До сотен  Гбайт Скорость его вращения может быть от 3600 до  10000 об/мин, среднее  время поиска данных  — 9 мс, средняя  скорость передачи  данных ­ до 60  До52х 700 Мбайт  195 Мб 700 Мбайт  210 Мб До12х 4,75 дюймов  3,15  дюймов 4,75 дюймов  3,15  дюймов 4,75  дюймов 700 Мбайт Доступ к данным на  CD­ROM осу­ ществляется 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 — не  менее 150 Кбайт и  доходит до 1,2  Мбайта/с.  Высокая. Для записи и  считывания  информации  используются  электрические сигналы 4,75  дюймов От 4,7 до  17 Гбайт От 1 до 32  Гбайт Полупроводниковая – не  содержит механически 5 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. III. Решение задачи № 9   Двусторонняя дискета имеет объем 800 Кбайт. Сколько дорожек на одной стороне дискеты, если каждая дорожка содержит 20 секторов по 0,5 Кбайт.  Решение: 1) 2)  800 : 2=400 Кбайт – объем дискеты;  20 ∙ 0,5 = 10 Кбайт – объем всех секторов; 3)  400 : 10 = 40 – дорожек.  Ответ: 40 дорожек. № 10  Какой объем имеет каждый сектор двусторонней дискеты емкостью 360 Кбайт, если каждая сторона дискеты разбита на 40 дорожек по 18 секторов на дорожке? Решение: 1) 40 ∙ 18 = 720 секторов на диске; 2) 360 : 720 = 0,5 Кбайт – объем сектора.  Ответ: 0,5 Кбайт. № 11 Односторонняя дискета имеет объем 360 Кбайт. Сколько дорожек будет на диске, если каждая из них содержит 9 секторов, а в каждом секторе раз­ мещается по 1024 символа 32­символьного алфавита? Решение: 1) 2) 3)  I=log2N = log216 = 4 бита – объем одного символа;  4 ∙ 1024 ∙ 9 : 8 = 4608 байт – объем одной дорожки; 360 ∙ 1024 : 4608 = 80 дорожек. Ответ: 80 дорожек. № 12 Какой объем имеет двусторонняя дискета, если каждая сторона содержит 40 дорожек по 15 секторов, а в каждом сектор размещается 512 символов 64­ символьного алфавита? Решение: 6 1)  I = log2N = log264 = 6 бит – объем одного символа; 2)  512 ∙ 6 ∙ 40 ∙ 15 = 1843200 бит – объем одной стороны дискеты; 3)  1843200 : 8 : 1024 ∙ 2 = 450 Кбайт.  Ответ: 450 Кбайт. IV. Дома: § ­ 1.3, № 13 – 16 по записи. № 13 Какой объем имеет двусторонняя дискета, если каждая сторона ее разбита на 80 дорожек по 15 секторов на дорожке? Объем каждого сектора 4096 бит. № 14 В результате повреждения двусторонней дискеты 20% секторов оказались дефектными, что составило 73728 байта. Какой объем имеет дискета? № 15 На скольких дискетах емкостью 1440 Кбайт можно разместить содержимое жесткого диска объемом 0,5 Гбайт? №   16  Текст,   записанный   с   помощью   32­символьного   алфавита,   занимает   10 полных   секторов   на   односторонней   дискете   объемом  300  Кбайт.  Дискета разбита на 40 дорожек по 15 секторов. Сколько символов содержит этот текст?