Измерение информации и компьютерная память План урока

«Утверждаю» ____________

 

Предмет: Информатика 7 класс

Раздел долгосрочного плана: 7.1A: Измерение информации и компьютерная память					Школа ФИО учителя:
Дата:
Класс: 7 класс			Количество присутствующих:			отсутствующих:
Тема урока		Компьютерная память. Внешняя память
Вид урока		Изучение новой темы
Цели обучения, которые достигаются на данном уроке		7.1.1.1 описывать назначение видов памяти компьютера (ОЗУ, ПЗУ, ВЗУ, кеш-память)
Цели урока		- описывать назначение внешней памяти
Критерии оценивания		Знание определяет цифровые носители информации. Понимание определяет, для каких целей используются носители внешней памяти. Применение сохраняет данные на внешние носители Анализ          Сравнивает скорости доступа к данным хранящимся во внешней памяти компьютера и объем ёмкости носителей информации Синтез 5.      Выбирает основные характеристики из текста Оценивание 6.      Самооценивание, взамооценивание
Языковые цели		Учащиеся могут … ·           критически оценивать свою работу (навыки говорения) Словарь специфических терминов и терминология: ·         НЖМД (накопитель на жестком магнитном диске), винчестер ·         Твердотельный накопитель ·         Флеш-память ·         Оптический диск ·         Объем ·         Накопители ·         Носители информации Набор полезных фраз для диалога/письма: ü  Внешняя память …  необходима для того, чтобы… ü  Жесткий диск используется для хранения… ü  Для хранения фильма удобно использовать…, потому что… ü  На современных устройствах, как смартфон используются … ü  Для переноса файлов лучше использовать …
Привитие ценностей		Ценность: Сотрудничество при выполнении заданий, Взаимоуважение при работе в паре (группе, классе).
Межпредметные связи		Межпредметная интеграция на уроке с предметом физика и математика, при исследовании основных характеристик: скорость считывания и записи, объем информации, лазер длиной волны, вредные воздействия на носители. С предметом история – исторические носители информации.
Первоначальные знания		Учащиеся знают устройства памяти компьютера, единицы измерения информации, внутреннюю память.
План
Этапы урока	Запланированная деятельность на уроке							Ресурсы
Начало  10 мин.	Организационный этап. «Мотивация. Определение темы урока» Цель: заинересовать учащихся, определить тему урока Описание: Деятельность учителя Деятельность учащихся Демонстрирует первый слайд презентации и задает наводящие вопросы. Просматривая слайд, отвечают на вопросы Мотивация «Что может быть дальше?» Как можно назвать рассмотренные рисунки одним понятием? Ученики отвечают, предполагая свои догадки Определение темы урока по Слайду 5. На повторение из ранее изученных тем. По схеме определяют не достающее название Демонстрирует тему урока Записывают в тетрадь тему урока Предлагает заполнить диаграмму «Рефлексия»: - отметить по своему уровню знаний один вариант (от 1 до 10)   Оценивают. Самооценка знаний по данной теме на начало урока. Обсуждают цели урока Обсуждают цели урока, делают записи при необходимости							Презентация                 Рабочая тетрадь   Диаграмма шкала знаний на начало урока
Середина 30 мин	Деятельность учителя Деятельность учащихся (О) Объяснение новой темы: Объясняет об устройствах для считывания и записи информации Слушают, записывают в тетрадь при необходимости. Определяют накопители, дисководы и носители (Ф) Мотивация, «Какой цифровой носитель лучше использовать?» Направляет на использование полезных фраз Оценивание: КО 2 Отвечают на вопрос, обосновывая свой ответ. Используют полезные фразы для диалога и письма Критерии оценивания Дескрипторы Понимание (КО2  определяет для каких целей используются носители внешней памяти) Определяет: · необходимость внешней памяти ·  использование жесткого диска · какие данные можно хранить на компакт дисках; ·  где используются флэш-карты  как использовать USB-накопители Исследовательская  работа. Работа в группах. Делит класс на группы. Раздаёт приложение 1, Рабочий лист  для заполнения таблиц.  Наблюдает. При необходимости  помогает. Проводят исследование (по Приложению 1) предоставленного материала и заполняют таблицу. Подведение итогов исследования.  Задает вопросы для анализа. Оценивание: КО 4 Учащиеся выполняют исследование и делают выводы. Критерии оценивания Дескрипторы Анализ (КО4 - Сравнивает скорости доступа к данным хранящимся во внешней памяти компьютера и объем ёмкости носителей информации) - объясняет о появлении множеств носителей информации; - сравнивает  ёмкости внешней памяти по таблице; - определяет наибольший объём внешней памяти по таблице -  сравнивает скорость записи и считывания информации с внешних носителей по таблице; - определяет наибольшую скорость записи и считывания информации с внешних носителей по таблице.   Задание за ПК. 1. Готовит заранее файл «Задание за ПК. Классификация внешней памяти.ppt». 2. Устанавливает на каждом ученическом компьютере или просит скачать с общей папки по сети (локальной или глобальной). 3. Подсказывает где надо сохранить файл. (И) Ученики за компьютером выполняют задание по файлу «Задание за ПК. Классификация внешней памяти.ppt». сохраняют на жестком диске в своих папках или на флэш-памяти. Оценивание (КО 3) Критерии оценивания Дескрипторы Применение (КО 3   сохраняет данные на внешние носители) - использует подготовленный файл для набора текста; - сохраняет файл в нужной папке, на жестком диске (или флэш-памяти) Дополнительное задание: Для дополнительного задания можно использовать задание для ФО или задание для дифференциации: 1.    Определите, сколько дискет потребуется, чтобы разместить информацию с одной flash-карты, объемом 1 Гбайт. 2.    Определите объем памяти, необходимый для хранения 2 млн. символов (для хранения 1 символа необходим 1 байт памяти). Сколько дискет понадобиться для записи этой информации? Оценивание: КО 4   Если некоторые ученики закончат основные задания раньше, то они решают задачу по определению объёма информации.   Критерии оценивания Дескрипторы Анализ (КО4 - Сравнивает скорости доступа к данным хранящимся во внешней памяти компьютера и объем ёмкости носителей информации) - переводит Гбайт в Мбайт; - сравнивает объём памяти дискеты с  объёмом  flash-карты в 1 Гбайт - переводит Мбайт в байт - полученный результат сравнивает с объёмом дискеты.							Презентация Рабочая тетрадь                               Приложение 1 Рабочий лист (прилагается  в этом файле)     Презентация                                   Файл Задание за ПК. Классификация внешней памяти.ppt.                       Презентация Рабочая тетрадь
Конец урока: 5 мин	Домашнее задание  1.        Запишите в тетрадь достоинства и недостатки хранения информации на цифровых носителях, которые вы изучили. 2.  Исследуйте Blu-ray Disc (для любознательных)     Обсуждают, записывают задание в дневник. Задают вопросы при необходимости Рефлексия Цель: самооценки уровня освоения данной темы Описание:Анализирует результаты рефлексии и делает соответствующие выводы.               Заполняют диаграмму «Шкала знаний» и сдают учителю.							Презентация                   Диаграмма шкала знаний на конец урока
Дополнительная информация
Дифференциация – как Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?				Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащихся?			Здоровье и соблюдение техники безопасности
Дифференциация по вовлеченности учителя: Направление и поддержка ученика учителем при необходимости; степень самостоятельности учащихся.  Дифференциация по ресурсам: Степень сложности текста				Активное вовлечение учащихся в процесс. Самооценивание рефлексии на начало и конец урока. Взаимооценивание заполнение таблиц. Формативное оценивание в течении урока.			Обращение внимания: 1)        на правила соблюдения техники безопасности в кабинете информатики. 2)       На осанку и гигиену зрения учащихся. 3) физминутки
Общая оценка Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)? 1:   2: Какие две вещи могли бы улучшить урок (подумайте как о преподавании, так и об обучении)? 1:   2: Что я узнал(а) за время урока о классе или отдельных учениках такого, что поможет мне подготовиться к следующему уроку?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

1 группа: Магнитная память (magnetic storage)

Вид памяти (ЗУ), использующий магнитный материал в качестве среды для записи и хранения данных.

Гибкие магнитные диски (floppy disk)

1967 — Алан Шугарт возглавлял команду, которая разрабатывала дисководы в лаборатории фирмы IBM. Дэвид Нобль, один из старших инженеров предложил гибкий диск и защитный кожух с тканевой прокладкой.

							3,5” 1,44 Мб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жесткие магнитные диски (hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD)

Первый жёсткий диск - IBM 350 Disk File. В 1956 году появился первый дисковый накопитель объемом 5 Мбайт!  Возглавил исследовательскую лабораторию Рейнольд Джонсон.

 

 

Жёсткий диск (HDD)

Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, в компьютерном сленге «винчестер» — запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

 Характеристики

Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем. С момента создания первых жёстких дисков в результате непрерывного совершенствования технологии записи данных их максимально возможная ёмкость непрерывно увеличивается. Ёмкость современных жёстких дисков (с форм-фактором 3,5 дюйма) на начало 2016 года достигает 8000 Гб (8 терабайт). В отличие от принятой в информатике системы приставок, обозначающих кратную 1024 величину, производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются величины, кратные 1000. Так, ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 ГБ», составляет 186,2 ГБ.

Потребление энергии — важный фактор для мобильных устройств.

Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate) при последовательном доступе:

внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с;

внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с.

Жесткий диск (SSD)

Твердотельный накопитель (англ. solid-state drive, SSD) — компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий контроллер.

В настоящее время твердотельные накопители используются не только в компактных устройствах — ноутбуках, нетбуках, коммуникаторах и смартфонах, планшетах, но могут быть использованы и в стационарных компьютерах для повышения производительности.

По сравнению с традиционными жёсткими дисками (HDD), твердотельные накопители имеют меньший размер и вес, но в несколько раз (6—7) большую стоимость за гигабайт и значительно меньшую износостойкость (ресурс записи).

Отсутствие движущихся частей, отсюда:

Практически полное отсутствие шума;

Стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации; более того, блоки, идущие подряд с точки зрения операционной системы, из-за выравнивания износа (wear leveling) будут расположены в случайном порядке.

Скорость чтения/записи выше, чем у распространенных жёстких дисков, и, в ряде операций, может быть близка к пропускной способности интерфейсов (SAS/SATA II 300 МБайт/с, SAS/SATA III 600 МБайт/с).

Низкое энергопотребление

Намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям;

Малые габариты и вес.

Главный недостаток NAND SSD — ограниченное количество циклов перезаписи. Обычная флеш-память позволяет записывать данные примерно 3000—10000 раз (гарантированный ресурс).

Цена гигабайта SSD-накопителей, несмотря на продолжающееся на протяжении многих лет быстрое снижение, все еще в несколько раз (6—7 для наиболее дешевой флеш-памяти) выше цены гигабайта HDD (в 2012-2015 годах: менее 0.1$ за ГБ в HDD , от 1 до 0.5-0.4 долларов за ГБ в SSD). Сравнение стоимости за единицу объема SSD и HDD прогнозируется приблизительно к 2019 году. К тому же стоимость SSD практически прямо пропорциональна их ёмкости, в то время как стоимость традиционных жёстких дисков зависит не только от количества пластин и медленнее растёт при увеличении объёма накопителя.

Модели накопителей минимального объема обычно имеют немного более низкую производительность в ряде операций за счет меньшего параллелизма.

 

 

 

 

2 группа: Оптическая память (laser storage)

вид памяти (ЗУ), в котором запись и считывание данных производятся лучом лазера.

Оптические диски (optical disc)

Компакт-диск был разработан в 1979 году компаниями Philips и Sony. Существует версия о том, что компакт-диск изобрели не Philips и Sony, а американский физик Джеймс Рассел, работавший в компании Optical Recording.

      

Оптические диски

CD-ROM — это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения, на котором может храниться до 700 Мб данных. Доступ к данным на CD-ROM осуществляется быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на жёстких дисках.

Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4,75’’) изготовлен из полимера и покрыт металлической плёнкой. Информация считывается именно с этой металлической плёнки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. CD-ROM является односторонним носителем информации.

Считывание информации с диска происходит за счёт регистрации изменений интенсивности отражённого от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приёмник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был рассеян или поглощён. Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления. Фотодатчик воспринимает рассеянный луч, и эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или звук.

Скорость считывания информации с CD-ROM сравнивают со скоростью считывания информации с музыкального диска (150 Кб/с), которую принимают за единицу. На сегодняшний день наиболее распространенными являются 52х-скоростные накопители CD-ROM (скорость считывания 7500 Кб/с).

Накопители CD-R (CD-Recordable) позволяют записывать собственные компакт-диски.

Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать диски CD-RW, записывать диски CD-R, читать диски CD-ROM, т.е. являются в определённом смысле универсальными.

DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk, т.е. универсальный 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 Гб. 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 ёмкостей 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 зависимости от объема требующих хранения данных и выбирается тип DVD-диска. Если речь идет о фильмах, то на двусторонних дисках часто хранят две версии одной картины — одна широкоэкранная, вторая в классическом телевизионном формате.

Единица скорости (1x) чтения/записи DVD составляет 1 385 000 байт/с (то есть около 1352 Кбайт/с = 1,32 Мбайт/с), что примерно соответствует 9-й скорости (9x) чтения/записи CD, которая равна 9 × 150 = 1350 Кбайт/с. Таким образом, 16-скоростной привод обеспечивает скорость чтения (или записи) DVD, равную 16 × 1,32 = 21,12 Мбайт/с.

 

3 группа: Флэш-память (flash memory)

разновидность полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти.

Карты флэш-памяти

1984 году японский изобретатель Фудзи Масуока, работавший в фирме Toshiba, изобрёл флеш-память.

        

Микросхема флэш-памяти, дополненная контроллером USB, подключается к последовательному порту USB.

Флеш-память

Флеш-память (на англ. Flash Memory) или флеш-накопитель - вид твердотельной полупроводниковой энергонезависимой и перезаписываемой памяти.

Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности, большому объёму, скорости работы и низкому энергопотреблению, флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах и носителях информации. Серьёзным недостатком данной технологии является ограниченный срок эксплуатации носителей, а также чувствительность к электростатическому разряду.

Объем флэш-накопителей

Объем является одной из ключевых характеристик любого накопителя данных, так как от него напрямую зависит, сколько информации сможет поместиться на носителе. Именно поэтому большинство рядовых пользователей при покупке носителя информации в первую очередь акцентируют свое внимание именно на этом параметре.

Первые флэшки имели довольно скромные объемы, которые исчислялись десятками или сотнями мегабайт. Современные же флэш-диски в этом плане ушили далеко вперед своих предшественников и на сегодняшний день минимальным объемом дешевого USB-накопителя можно считать величину в 4 Гб или даже 8 Гб, так как разницы в цене между ними практически нет. Наиболее популярными объёмами на данный момент считаются 16 и 32 Гб.

Как вы уже, наверное, заметили, объем флэш-памяти, как и оперативной памяти, является числом, полученным из двойки возведенную в n-ую степень (2n). То есть каждое его последующее значение получается путем удвоения предыдущего. Поэтому уже после 32 Гб, объемы флэш-накопителей начинают стремительно расти: USB-накопители размером 64 Гб, 128 Гб.

Скорость обмена данными

Одним из важнейших параметров любого накопителя является скорость его обмена данными с тем устройством, к которому он подключен.

Скорость чтения у всех флэшек всегда выше скорости записи. При этом в некоторых случаях разница может быть очень большой. Поэтому, перед выбором USB-накопителя лучше определиться с тем, как он будет использоваться. Если информация на нем будет обновляться редко, то на скорость записи конечно можно закрыть глаза. В самых бюджетных моделях максимальная скорость чтения обычно колеблется от 10 до 15 Мб/с, а скорость записи – от 3 до 8 Мб/с. Такой вариант лучше выбирать, если флэшка предназначается для обмена или переноса файлов небольшого размера, например документов.

Как правило, максимальные показатели скорости влияют на интерфейс подключения флэш-накопителя, который может быть двух видов – USB 2.0 и USB 3.0. В первом случае (2.0) мы имеем дело с максимальной пропускной способностью равной 480 Мбит/с. Таким образом, максимальная скорость чтения или записи флэшки с интерфейсом USB2.0 не может превышать 60 Мб/c. На практике же производители не стремятся достичь этого потолка и наделяют свои продукты скоростями, едва превышающими величину в 30 Мб/c.

Что же касается интерфейса USB 3.0, то здесь пропускная способность достигает до 5 Гбит/c

 

Источники:

1. www.cdrinfo.com
2. www.extremetech.com
3. www.digitimes.com
4. www.wdc.com
5. www.naf-st.ru
6. www.disc-info.ru
7. www.marklv.narod.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рабочий лист

	Магнитная память		Оптическая память					Флеш-память
Носители
Емкость
Скорость записи и считывания
Лазер с длиной волны
Мобильность
Вредные воздействия
Длительность хранения

«Утверждаю» ____________

 

Предмет: Информатика 7 класс