Компьютерная память

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 26  имени Заслуженного учителя школы РФ А.Е. Дашутина муниципального образования Каневской район  Подготовила учитель информатики и ИКТ Пстеян Анастасия Александровна 2019г Фамилия, имя и отчество автора: Пстеян Анастасия Александровна Предмет: Информатика Класс: 8 Название курса: Информатика. Базовый курс. Название темы: Компьютерная память Роль и место данной темы в курсе. В   школьном   курсе   информатики   в   разделе   «Первое   знакомство   с   компьютером»   для изучения темы «Компьютерная память» отводится 2 часа. Данной теме предшествует программный   материал   «Назначение   и   устройство   компьютера».   За   изучаемой   на данных уроках темой следует тема «Как устроен компьютер» Основные вопросы темы:  Что такое компьютерная память.  Какие бывают виды компьютерной памяти.  Какая память служит для долговременного хранения информации, какая сохраняет  данные только при включенном питании компьютера.  Какая информация хранится во внутренней памяти.  Откуда центральный процессор берет данные для обработки.  Что такое виртуальная память компьютера (файл подкачки)  Физические свойства внутренней памяти компьютера.  Физические свойства внешней памяти компьютера.  Организация внутренней памяти компьютера.  Свойства памяти: дискретность, адресуемость.  Виды устройств внешней памяти  и их характеристики. Перечень уроков по данной теме: Урок 1. Внутренняя память компьютера. Урок 2. Внешняя память компьютера. Краткий обзор материала, изученного на предыдущих уроках. На предыдущих уроках учащиеся познакомились с начальными сведениями об архитектуре компьютера. Были изучены вопросы:  Понятие архитектуры ЭВМ  Схема устройства компьютера.  Основные типы устройств компьютера (устройства ввода, вывода, устройства  хранения, устройство обработки информации)  Разновидности устройств ввода, вывода, ввода­вывода и их характеристики Средства обучения (в том числе технические средства обучения) АРМ учителя, экран, мультимедийный проектор. Ожидаемые результаты обучения После изучения данной темы учащиеся должны:    Знать, что такое компьютерная память. Знать, какие бывают виды компьютерной памяти. Знать физические свойства внутренней и внешней памяти.   Знать принципы организации внутренней памяти компьютера. Знать основные устройства внешней памяти и их характеристики. Первый урок темы. Внутренняя память компьютера Что нужно детям и учителю для работы на уроке (оборудование и ресурсы) АРМ учителя, экран, мультимедийный проектор.  Тест для повторения темы «Назначение и устройство компьютера» (Приложение 1). Перечень используемых на уроке цифровых ресурсов и программных средств MS Windows 2k и выше, MS Office 2000 и выше. Работа учителя на уроке 1. Вводная часть урока.  Организационный момент. Приветствие, подготовка учащихся к уроку,  ознакомление с планом работы на уроке. 2. Повторение.  Основные вопросы для повторения материала прошлого урока: ­ что такое персональный компьютер; ­ что общего между компьютером и человеком; ­ принципы фон­Неймана; ­ что является «мозгом» компьютера; ­ какая часть компьютера используется для сохранения информации; ­ какие внешние устройства относятся к устройствам ввода информации; ­ какие внешние устройства относятся к устройствам вывода информации; ­ какие внешние устройства относятся к устройствам ввода­вывода информации;      Повторение материала прошлого занятия может проводиться путём  фронтального опроса учащихся или при помощи небольшого теста, который должны выполнить все присутствующие на уроке ученики (Приложение 1). 3. Изложение   нового   материала   в   форме   беседы   с   использованием   презентаций «Структура   персонального   компьютера»  и  «Внутренняя   память   ЭВМ».   На прошлом занятии при изложении материала по архитектуре ЭВМ был заложен методический   прием   аналогии.   Суть   его   сводится   к   следующему.   По   своему назначению компьютер – это универсальная машина для работы с информацией. Но в природе уже есть такая «биологическая машина», это человек! Информационная функция человека рассматривалась еще на более ранних уроках. Она сводится к умению осуществлять три типа информационных процессов: хранение информации, обработку   информации,   прием   информации,   передачу   информации,   то   есть информационную связь с внешним миром. Значит, в состав устройств компьютера должны   входить   технические   средства   для   осуществления   этих   процессов.   Они называются память, процессор, устройства ввода, устройства вывода. На этом уроке продолжается использование такого приема аналогии.                Деление памяти компьютера на внутреннюю память и внешнюю также поясняется через аналогию с человеком. Внутренняя память – это собственная (биологическая) память человека. Внешняя память – это разнообразные средства  записи информации  – бумажные, магнитные, оптические. Различные устройства компьютера связаны между собой каналами передачи информации.   Из   внешнего   мира   информация   поступает   в   компьютер   через устройства ввода; поступившая информация попадает во внутреннюю память. Если требуется длительное её хранение, то из внутренней памяти она переписывается во внешнюю   память.   Обработка   информации   осуществляется   центральным процессором при непрерывной двусторонней связи с внутренней памятью: оттуда извлекаются исходные данные для обработки центральным процессором, туда же помещаются результаты этой обработки. Информация из внутренней памяти может быть передана во внешний мир (человеку или другим устройствам, компьютерам) через   устройства   вывода   информации.   Сказанное   схематически   отображается   в демонстрации к уроку «Структура персонального компьютера».           Как   уже   было   сказано,   между   различными   устройствами   компьютера циркулирует   информация.   Необходимо   объяснить   ученикам,   какая   информация находится именно во внутренней памяти. Эту информацию можно разделить на две разновидности:   данные   и   программы.   В   этом   месте   урока   нужно   вспомнить   с прошлых занятий утверждение о том, что всё многообразие информации, с которой человек   имеет   дело,   можно   разделить   на   декларативную   информацию   (я   знаю, что…)   и   процедурную   информацию   (я   знаю,   как…).   Для   компьютера   данные, находящиеся во внутренней памяти ­ это декларативная информация, программы – это процедурная информация. Данные – это информация, которая обрабатывается центральным процессором компьютера автоматически  в соответствии  с заданной программой.        Полезно ещё раз использовать прием аналогии между компьютером и человеком. Следует   привести   какой­нибудь   знакомый   ученикам   пример   решения   задача   вычисления   площади информационной   задачи. прямоугольного четырехугольника:   например,   Вот,   Исходные данные Два числа: a,b – длины сторон  четырехугольника Программа Вычислить площадь: S = a*b Здесь данными являются три числа: a, b, S. Они делятся на исходные данные  ­ a, b и окончательные (результаты) – S. Программа состоит из одной команды, которую должен выполнить человек, чтобы решить задачу – умножить числа a и b друг на друга. И если человек умеет выполнять операцию умножения, то он решит эту задачу, даже, может быть, и не понимая, почему её надо решать таким образом; то есть человек будет действовать  формально. В таком случае его можно назвать формальным исполнителем программы.          Ситуация  с компьютером аналогична.  Для решения рассмотренной задачи компьютеру   нужно   сообщить   исходные   данные   и   программу   работы   с   этими данными.   И   данные  и   программа   представляются   в   определенной   форме, «понятной»   компьютеру,   заносятся   во   внутреннюю   память   компьютера  и   затем компьютер переходит к выполнению программы, то есть решению задачи. Компьютер также является формальным исполнителем программы.           Необходимо  подчеркнуть,  что  любая   работа   выполняется   компьютером   по программе, будь то решение математической задачи, перевод текста с иностранного языка, получение рисунков на экране, игра с пользователем и пр. Подводя итог теме, следует сказать, что суть принципа программного управления компьютером сводится к следующим трем положениям:      ­ любая работа выполняется компьютером по программе;      ­ исполняемая программа находится в оперативной памяти; ­ программа выполняется автоматически.         Следует упомянуть, что при недостаточном размере внутренней, оперативной памяти, не вся необходимая информация сможет в ней разместиться. При этом часть её будет сбрасываться в виртуальную память – специальный файл подкачки, который   находится   на   жестком   диске   компьютера.   За   счет   того,   что   скорость доступа к информации в этом файле подкачке (то есть во внешней памяти) намного ниже, чем к оперативной  памяти, будет в этом случае происходить  замедление общего   быстродействия   компьютера.   Поэтому   для   работы   с   серьезными программами,   для   проведения   сложной   обработки   информации,   сложных вычислений   персональный   компьютер   должен   иметь   достаточный   размер оперативной   памяти.   Можно,   забегая   вперед,   привести   пример,   сколько   такой памяти требуют некоторые программы – разные операционные системы (сравнить Windows 2000, Windows XP и Windows Vista), компьютерные игры и др.      О делении памяти на внутреннюю и внешнюю ученики уже узнали. Далее нужно рассказать   о   свойствах   внутренней   памяти.   Выделяем   основные   физические свойства оперативной памяти:          ­  Это память, построенная  на электронных  элементах (микросхемах).  Она хранит   информацию  только   при   наличии   электропитания;   по   этой   причине внутреннюю память можно назвать энергозависимой; Можно показать учащимся как выглядит модуль внутренней памяти (если есть образец) и где он располагается на материнской плате (желательно иметь образец такой материнской платы).           ­   Это  быстрая  память.   Время   занесения   (записи)   в  нее   информации   и извлечения   (чтения)   очень   маленькое   —   микросекунды;   Поэтому   её   называют оперативной. (ОЗУ – оперативное запоминающее устройство)      ­ Это память небольшая по объему (по сравнению с внешней памятью).           В   качестве   дополнительной   информации   ученикам  можно   сообщить,   что   в компьютере имеется еще один вид внутренней памяти — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Основное его отличие от ОЗУ ­ энергонезависимость, то есть при отключении компьютера от электросети в ПЗУ информация не исчезает. Кроме того, однажды   записанная   в   ПЗУ   информация  не   меняется.   ПЗУ   —   это   память, предназначенная только для чтения, в то время как ОЗУ — для чтения и для записи. Обычно ПЗУ по объему существенно меньше ОЗУ.      Для ознакомления с информационной структурой внутренней памяти используется демонстрация к уроку    «Внутренняя память ЭВМ»  Информационную структуру внутренней   памяти   следует   представлять   как   последовательность   двоичных ячеек   —   битов.  Битовая   структура   внутренней   памяти   определяет   ее   первое свойство:  дискретность.  Каждый бит  памяти в данный момент хранит одно из двух значений: логический 0 или 1, то есть один бит информации. Второе свойство внутренней памяти называется адресуемостью. Но адресуются не биты, а байты — 8 расположенных подряд битов памяти. Адрес байта — это его порядковый номер в памяти.  Доступ к информации в оперативной памяти происходит по адресам: чтобы записать данные в память, нужно указать, в какие байты ее следует занести. Точно так же и чтение из  памяти производится  по адресам. Таким способом процессор общается с оперативной памятью.  4. Организация обсуждения результатов. Учитель подводит общие итоги урока, выделяет основные моменты: ­ В состав компьютера входят внутренняя и внешняя память. ­ Во внутренней памяти находятся данные и исполняемая программа. ­ Данные – это информация, обрабатываемая процессором. ­ Программа – это описание последовательности действий, которые должен  выполнить компьютер для решения поставленной задачи обработки данных. ­ Внутренняя память является энергозависимой. ­ Информация в памяти компьютера имеет двоичную форму. ­ Внутренняя память дискретна. Наименьшим элементом внутренней памяти  компьютера является бит. Один бит памяти хранит один бит информации: значение  0 или 1. ­ Восемь расположенных рядом бит образуют ячейку памяти.  ­ Наименьшая адресуемая часть внутренней памяти – байт. Адресом байта  называется его порядковый номер. ­ Во внутренней памяти запись и чтение информации происходят по адресам. 5. Домашнее задание. 6. Рефлексия. Подведение итогов урока. Учитель просит высказать  ребят свое мнение о  прошедшем уроке, какие моменты им больше понравились, что получилось, а что не  очень, что показалось сложным, что легким. Как бы они хотели провести следующий урок. Описание деятельности детей Участие в общей беседе при повторении пройденного на прошлом занятии материала или  выполнение фронтального теста по материалу прошлого урока (Приложение 1).  Участие в общей беседе при изучении новой темы. Участие в обсуждении результатов урока. Вид классной доски Тема урока. Экран ­ демонстрации к уроку: 1. «Структура персонального компьютера» 2. «Внутренняя память ЭВМ» Домашнее задание. Что должно появиться в тетрадях учащихся Число и тема урока. Схема устройства компьютера Определение внутренней памяти Определение внешней памяти Определения понятия «данные» Определения понятия «программа» Физические свойства внутренней памяти Схема организации внутренней памяти компьютера Блок­схема, отображающая свойства внутренней памяти (дискретность, адресуемость) Домашнее задание  Параграф 6 учебника И.Г. Семакина. «Информатика и информационно­коммуникационные технологии. Базовый курс: 8 класс», с. 35­38. Некоторые итоги урока После этого урока учащиеся должны знать:  Что такое компьютерная память.  Какие бывают виды компьютерной памяти.  Какая память служит для долговременного хранения информации, какая сохраняет  данные только при включенном питании компьютера.  Какая информация хранится во внутренней памяти.  Что такое виртуальная память компьютера (файл подкачки).  Физические свойства внутренней памяти компьютера.  Принципы организации внутренней памяти компьютера.  Свойства памяти: дискретность, адресуемость. Второй урок темы Внешняя память компьютера  Что нужно детям и учителю для работы на уроке (оборудование и ресурсы) АРМ учителя, экран, мультимедийный проектор. Тест для повторения темы «Внутренняя память компьютера» (Приложение 2). Перечень используемых на уроке цифровых ресурсов и программных средств MS Windows 2k и выше, MS Office 2000 и выше. Работа учителя на уроке. 1. Вводная часть урока.  Организационный момент. Приветствие, подготовка учащихся к уроку,  ознакомление с планом работы на уроке. 2. Повторение.  Основные вопросы для повторения материала прошлого урока:  Что такое компьютерная память.  Какие бывают виды компьютерной памяти.  Какая память служит для долговременного хранения информации, какая сохраняет  данные только при включенном питании компьютера.  Какая информация хранится во внутренней памяти.  Что такое данные  Что такое программа  Что такое виртуальная память компьютера (файл подкачки).  Физические свойства внутренней памяти компьютера.  Принципы организации внутренней памяти компьютера.  Свойства памяти: дискретность, адресуемость.      Повторение материала прошлого занятия может проводиться путём фронтального  опроса учащихся или при помощи небольшого теста, который должны выполнить все  присутствующие на уроке ученики (Приложение 2). 3. Изложение   нового   материала   в   форме   беседы   с   использованием   презентаций «Носители и устройства внешней памяти».       В самом начале урока необходимо выделить два понятия – «носитель информации» и   «накопитель   информации».   Накопитель   –   это   устройство   компьютера,   которое работает с информационным носителем, записывает и считывает с него информацию. Есть   три   разновидности   носителей   информации:   магнитные,   оптические   и электронные. К магнитным следует отнести дискеты, магнитные ленты, жесткие диски винчестера.   Все   они   используют   магнитный   принцип   записи   информации,   который заключается   в   намагничивании   или   ненамагничивании   определенных   участков   их магнитной структуры. При считывании информации с этих носителей намагниченные участки вследствие явления электромагнитной индукции создают в магнитной головке накопителя электрические импульсы. У оптических носителей (лазерных дисков – CD, DVD,  HD­DVD)   запись   и   считывание   информации   производится   при   помощи   луча лазера.   Электронные   носители   информации   (flash­накопители,  flash­карты   памяти) используют для сохранения информации микросхему памяти.           В соответствии с принципом хранения информации учителю нужно выделить те опасные внешние факторы, которые могут привести к потере информации на носителе. Например, для дискеты 3,5” – это магнитные поля, нагревание, влага, механические деформации.       По аналогии с отмеченными на прошлом уроке физическими свойствами внутренней памяти   свойства   внешней   памяти   следует   описывать   таким   образом: ­ Внешняя память энергонезависима. Информация в ней сохраняется независимо от того, включен компьютер или выключен. ­ Внешняя память – медленная по сравнению с оперативной. Можно повторить пример  с виртуальной памятью (файл подкачки на жестком диске) – если при большой  загруженности компьютера оперативной памяти становится недостаточно для  размещения обрабатываемых центральным процессором данных или для размещения  работающей программы, часть информации из неё перебрасывается в виртуальную  память и происходит замедление общего быстродействия компьютера. ­ Объем информации, помещающейся во внешней памяти намного больше, чем в  оперативной памяти; а с учетом возможности смены носителей информации –  неограничен.      Для знакомства с основными устройствами внешней памяти учителю желательно  иметь в наличии образец (лучше неисправный) каждого этого устройства. Я для  демонстрации на уроке использую следующие такие устройства:  Дисковод для дискет 5,25” + дискета 5,25” (старые)  Дисковод для дискет 3,5” + дискета 3,5”  Дискета 3,5” разобранная  CD ­ дисковод   DVD – дисковод  Образцы CD, DVD ­ дисков  Жесткий диск – со снятой верхней крышкой, чтобы было видно эти «жесткие»  диски.  Flash­карта  Flash­накопитель          Для  описания  разновидностей  устройств  внешней  памяти  и  их  характеристик учащиеся должны в тетради составить таблицу их описания. Таблицу можно составить по такому образцу: Устройство Носитель внешней памяти информации Характеристики  и описание носителя Информационная емкость носителя Следует выделить тот момент, что основным, самым главным устройством внешней памяти является винчестер, жесткий диск. Именно на жестком диске находится всё основное программное обеспечение компьютера и данные пользователя. 4. Организация обсуждения результатов.  Учитель подводит общие итоги урока, выделяет основные моменты: ­ Компьютер имеет два вида памяти – внутреннюю и внешнюю. ­ Внешняя память является энергонезависимой и служит для долговременного  хранения информации. ­ Запись информации производится на носитель информации ­ Накопитель информации – устройство компьютера, которое производит запись и  считывание информации с носителей. ­ Размер внешней памяти с учетом смены носителей информации можно считать  неограниченным. ­ Все устройства внешней памяти и накопители по принципу записи и хранения  информации делятся на магнитные, оптические и электронные. ­ Основным, самым главным устройством внешней памяти является жесткий диск. 5. Домашнее задание. 6. Рефлексия. Подведение итогов урока. Учитель просит высказать  ребят свое мнение о прошедшем  уроке, какие моменты им больше понравились, что получилось, а что не очень, что  показалось сложным, что легким. Как бы они хотели провести следующий урок. Описание деятельности детей Участие в общей беседе при повторении пройденного на прошлом занятии материала или  выполнение фронтального теста по материалу прошлого урока (Приложение 2).  Участие в общей беседе при изучении новой темы. Участие в обсуждении результатов урока. Вид классной доски Название темы. Экран ­ демонстрация к уроку «Носители и устройства внешней памяти». Домашнее задание. Что должно появиться в тетрадях учащихся Число и тема урока. Определение «носитель информации» Определение «накопитель информации» Три принципа записи и хранения информации Перечень внешних опасных для хранимой на носителе информации факторов Физические свойства внешней памяти Таблица описания разновидностей устройств внешней памяти и их характеристик. Домашнее задание  Параграф 6 учебника И.Г. Семакина. «Информатика и информационно­ коммуникационные технологии. Базовый курс: 8 класс»  Бланк­задание  «Домашнее задание №5» Некоторые итоги урока После этого урока учащиеся должны знать:  Для чего служит внешняя память компьютера.  Что такое «носитель», «накопитель» информации.  Физические свойства внешней памяти.  Какие устройства и носители можно отнести к внешней памяти.  Основные разновидности и характеристики устройств внешней памяти, носителей  информации.