Память ЭВМ. Внутренняя и внешняя память компьютера. Операционная память. Внешние запоминающие устройства. Дисковые накопители, их основные характеристики и принципы работы.
Цель: Дать учащимся понятие о памяти ЭВМ и объяснить им о внутренней и внешней памяти компьютера. Знакомить их с дисковыми накопителями.
Тип урока: комбинированный.
Продолжительность: 45 мин.
Литература для учащихся
1. Каймин и др. "Основы информатики и вычислительной техники", параграф 1,2,3 ст. 5-12.
2. Верлань и др.. "Информатика".
Литература для учителя
1. «Информатика. Базовый курс ». Симонович С.В. и другие.
2. «Информатика. 7-8 класс ». Под редакцией Макаровой Н.В
3. "Персональный компьютер". Степаненко.
4. "Практический курс информатики". Руденко В. И др.
5. «Вы купили компьютер». Евсеев и др.

План урока
1. Память ЭВМ. Внутренняя и внешняя память.
2. Оперативная память.
3. Внешние запоминающие устройства ПЭВМ.
4. Виды дисков: гибкие, жесткие, оптические.
5. Структура размещения информации на магнитных дисках.
6. Стандартные имена внешних запоминающих устройств ПЭВМ.
Ход урока
1. Организационная часть.
Захожу в класс. Здороваюсь. Проверяю отсутствующих.
2. Актуализация опорных знаний.
Повторим материал, который изучали на прошлом уроке. (Провожу фронтальный опрос)
1. Давайте вспомним, какие есть группы клавиш? (Алфавитно цифровые, функциональные, служебные, управления курсором, клавиши малой цифровой клавиатуры.)

2. Что такое мышь? Мышь - это устройство ввода, заменяющий многие функции клавиш.
3. Что мы относим к ручным манипуляторов? Мышь, тренбол и джойстик.
4. Какие есть типы принтеров? (Матричные, лазерные, светодиодные, струйные.)
5. Давайте вспомним основные правила безопасности?
1. Объяснение нового материала.

Встроенная память (основная) - память высокой скорости и ограниченного объема. Все узлы компьютера выполняют определенную работу с информацией. А что представляет собой информация в машине? ) Бит - наименьшая частица памяти компьютера. Отсюда у слова бит есть два значения: единица измерения информации и часть памяти компьютера. Оба эти понятия связаны следующим образом: в одном бите памяти хранится один бит информации. Битовая структура определяет первую свойство внутренней памяти компьютера - дискретность. Дискретные объемы состоят из частиц. Второе свойство внутренней памяти есть адрес. Восемь расположенных подряд является байт. Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. Принцип адресации означает, что занесение информации в память, а также изъятие ее из памяти производится по адресам. Конструктивные модули памяти (SIMM, DIMM).

Довольно часто памяти не хватает, порой бывает достаточно и никогда не бывает много. Ограничения могут быть только финансовые. Объем памяти измеряется в Мб. Чем их больше тем лучше и быстрее работают программы.
Прошли те времена когда память считалась предметом роскоши, причем занимала она много места. Сначала появились восьми разрядные SIMM-модули памяти - небольшие печатные платы с запаянными на них микросхемами памяти, которые вертикально вставляли в специальные разъемы (слоты) на материнской плате.
Обычно на плате устанавливаются от 4 до 8 таких разъемов, а сами SIMM-модули были объемом до 4-х Мб. Технология производства микросхем памяти - одна из самых быстро развивающихся отраслей микроэлектроники. Еще совсем недавно память работала намного медленнее процессора и для обращения к ней использовались циклы ожидания и специальные буферные схемы КЭШ-память.
На сегодня применяются новейшие модули памяти DIMM работающих синхронно с процессором, за последние годы быстродействие микросхем увеличилась в тысячи раз.

Оперативная память (RAM) - это массив кристаллических ячеек хранящие данные, существует много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM). Ячейки динамической памяти можно представить в виде микроконденсаторов, которые могут накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти. Недостатки этого типа связаны во-первых, с тем что как при заряде так и при разряде конденсаторов несовпадающие переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно. Второй важный недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеиваться в пространстве, причем довольно быстро. Если оперативную память постоянно не пидзаряджуваты, потеря данных происходит через несколько сотых долей секунды. Для борьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная регенерация ячеек оперативной памяти. Регенерация происходит несколько десятков раз в секунду и вызывает не спонтанный расход ресурсов вычислительной системы.

Ячейки статической памяти можно представить как электронные микроэлементы - триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен / выключено), поэтому этот тип памяти обеспечивает быструю бистродию, хотя технологически он сложнее и соответственно дороже.
Микросхемы динамической памяти используют в качестве оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти, предназначенной для оптимизации работы процессора.
Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В наше время принята 32-разрядная адресация, а это означает, что всего независимых адресов может быть 232. Таким образом в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 232 = 4294967296 байт (4,3 Гб). Однако это вовсе не означает, что именно столько оперативной памяти должно быть в компьютере. Предельный размер поля оперативной памяти установлен в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом (чипсетом) материнской платы и обычно составляет несколько сотен Мб.
Характеристика различных видов внутренней памяти.

Микросхема ПЗУ и система BIOS.
В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего - ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек, но процессору нужны команды в том числе и в первый момент после включения.
Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно, без участия программы. Процессор обращается по выставленной адресу за своей первой командой и затем начинает работать по программам. Этот начальный не может указывать на оперативную память в которой пока ничего нет. Он показывает на второй тип памяти - ПЗУ. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер был выключен.
Комплект программ находящихся в ПЗУ образует базовую систему ввода / вывода (BIOS). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяющие наблюдать нам на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.
Давайте запишем, что внешняя память - это, как правило, накопитель на магнитных и оптических дисках.
Внешняя память предназначена для долговременного хранения программ и данных. Устройства внешней памяти является энергозависимые при исключены блока питания не приводят к потерям данных. Объем является важной характеристикой внешней памяти. Объем внешней памяти можно увеличивать, добавляя все новые и новые накопители.

Не менее важными характеристиками внешней памяти являются время доступа к информации и скорость обмена информации. Эти параметры зависят от устройства считывания информации и организации типа доступа к ней. По типу доступа к информации устройства внешней памяти делятся на два класса: устройства прямого доступа и устройства последовательного доступа. При прямом - время доступа к информации не зависит от ее места размещения на носителе. При последовательном - время доступа зависит от места размещения информации.
Основными носителями внешней памяти накопители - внешние запоминающие устройства. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) обеспечивают долговременное хранение программ и данных. Наиболее распространенными являются следующие типы ОЗП:
? Накопители на магнитных дисках (НМД);
? Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
? Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
? Накопители на оптических дисках (НОД);
? Накопители на магнитных лентах (НМС);
Соответственно, физическими носителями информации, с которыми работают эти устройства, являются магнитные диски (МД), магнитные ленты (МС) и оптические диски (ОД).

Перейдем ко второму вопросу, в котором рассмотрим каждый из видов дисков.
2. Виды дисков: гибкие, жесткие, оптические.
Оптические диски (ОД).
Давайте запишем:
Оптические диски, или лазерные - это диски, на поверхности которых информация записана с помощью лазерного луча.
Название этих дисков определяется методом записи и считывания информации. Информация на дорожках создается мощным лазерным лучом, который выжигает на поверхности диска впадины и представляет собой чередование впадин и выступов. (Показываю оптический диск)
Объем информации, хранящейся на лазерном диске достигает 750 Мбайт, что соответствует информации звукового файла длительностью 74 мин. Информацию на лазерном диске невозможно изменить. Ее можно только считывать. Это свойство и определяла название оптического диска как компакт - диск только для чтения.

Есть диски, позволяющие осуществлять только чтение данных. Информация записывается на диск при его изготовлении и потом не может быть изменена. Такие диски называются CD ROM. На них можно записывать тексты, программы, изображения, звук, фрагменты видеофильмов. Существуют также оптические диски, информация на которых может перезаписываться. Они называются CD - R.
Жесткие МД. ЖМД или "винчестеры" является обязательным компонентом ПК. Первый ЖД был выпущен в филиале фирмы IBM в небольшом месте Винчестере.
ЖД - это несколько алюминиевых пластинок покрытых магнитным слоем, которые вместе с механизмом считывания и записи помещены в герметически закрытый корпус внутри системного блока.
Жесткие диски
- Относится к классу носителей с прямым доступом к информации;
- Для хранения информации он делится на дорожки и секторы;
- Для доступа к информации один двигатель дисковода обращает пакет дисков, а второй устанавливает головки в место считывания (записи) информации;
- Объем выше чем ИД и занимает от нескольких сотен Мб до нескольких десятков Гб;
- Скорость обмена информации в 10 раз больше.

Для обращения к жесткому диску используется имя, заданное латинской буквой С.
Гибкие МД. ГМД - это дискеты, или флопидискы. Эти диски являются наиболее распространенными носителями информации (показываю детям дискеты).
Диски называются гибкими том, что пластиночный диск, который размещен внутри защитного конверта, действительно гнется.
Наиболее известными являются ГД размером 3,5 дюйма. Диск покрыт сверху специальным магнитным слоем, который обеспечивает сохранил информации и данных.
Дисковод для ГД относится к группе накопителей прямого доступа и устанавливается внутри системного блока. Диск устанавливают в середину дисковода и при обращении к нему соответствующей программы головка записи / чтения устанавливается на нужное место. Один двигатель дисковода обеспечивает вращение диска в середине защитного конверта. Второй - перемещает головки записи / чтения по поверхности диска и определяет время доступа к информации.
Диск также окно защиты от случайной записи.
3. Структура размещения информации на магнитных дисках.
Информация на дисках записывается с двух сторон по дорожкам, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая дорожка делится на секторы.

Зная число дорожек, число секторов и размер одного сектора можно вычислить объем ГД: V = 2 * n * m * s, где V - объем диска, n - число дорожек, m - число секторов, s - объем сектора.
Плотность записи на дорожках бывает разной и соответственно этому разным может быть объем памяти.
4. Стандартные имена ОЗП ЭВМ.
Для того, чтобы обратиться к жесткому диску, используется имя, заданное латинской буквой С:
для обращения к гибкому диску, установленному в дисководе, компьютер использует специальные имена;
для 3 - дюймового диска присваивается латинская буква А, а для 5 - дюймового и 3 - дюймового - В;
оптическом диске присваивается первая свободная буква латинского алфавита.
5. Закрепление нового материала.
Рассмотрим пример определения объема гибкого диска.
Пусть n = 80, m = 9, s = 1024 байта, тогда V = 2 * 80 * 9 * 1024 = 1474560 байт = 1,47 Мбайт.
(Задан ряд вопросов ко всему классу)
1. Что такое память? Память - это устройства для хранения информации.
2. Что называют внешней памятью? Внешней памяти - это накопители на магнитных и оптических дисках.
3. Какие вы знаете виды дисков? Гибкие, жесткие, оптические.
4. Где записывается информация? На дорожках, которые делятся на сектора.
6. Домашнее задание.