Назначение и основные характеристики памяти

Тема урока: Назначение и основные характеристики памяти. Внутренняя и внешняя память
Тип урока: изучение нового материала
Цели урока:
образовательные – познакомить учащихся с различными устройствами памяти
компьютера, рассмотреть особенности внутренней памяти, типы устройств внешней
памяти и их характеристики.
воспитательные - повышение информационной культуры учащихся, обеспечение
сознательного усвоения материала;
развивающие - формирование познавательного интереса к предмету, развивать умения
конспектирования; выделения главного, существенного
Форма проведения урока: лекция с использованием компьютерной презентации
Ход урока:
I. Оргмомент. Проверка готовности учащихся к уроку.
II. Постановка учебной задачи
- Ребята. Сегодня мы проведем теоретический урок в форме лекции. Новый материал очень объемный, нужно
усвоить много новых и важных понятий. Поэтому приготовьтесь записывать конспект урока быстро, четко и
аккуратно. Наглядно представить устройства памяти компьютера нам поможет презентация. Итак, садитесь
поудобнее, правильно организуйте свое рабочее место.
Презентация. Слайд 1
III. Изучение нового материала
а) Ввод понятия «память компьютера»
- Микропроцессор предназначен для преобразования информации и управления компьютером. Информация, с
которой работает микропроцессор, должна храниться на некотором устройстве. Такое устройство в
компьютере получило название память. Презентация. Слайд 2
Память компьютера - совокупность устройств для хранения информации.
- Память компьютера можно сравнить с человеческой памятью. Какую-то часть информации, (которую мы
используем часто) нам нужно помнить, т. е. хранить в своей памяти постоянно. Но ведь всё запомнить
невозможно, (да и не нужно) для этого человечество придумало книги, магнитные ленты, кинофильмы и
многое другое, к чему мы можем обратиться в случае необходимости.
б) Основные операции при работе с памятью
Презентация. Слайд 3
- Память предназначена для хранения информации. Она должна обеспечивать выполнение операций
сохранения (записи) данных и ее восстановления (чтения).
Чтение (считывание) - процесс получения информации из памяти.
Запись (сохранение) - процесс помещения информации в память.
Доступ к памяти - процесс обращения к устройству памяти для чтения или записи информации.
в) Основные характеристики памяти
Презентация. Слайд 4
- Существенной характеристикой памяти является время доступа. Оно определяет быстродействие памяти
компьютера. Чем оно меньше, тем выше быстродействие памяти
Время доступа к памяти - время, необходимое для чтения из памяти или записи в память минимальной
порции информации.
Еще одна важная характеристика памяти - ее объем. Объем памяти указывает, какое количество информации
она способна хранить
Объем (емкость) памяти - максимальное количество информации, которое можно в ней сохранить.
Вопрос: Если объем памяти определяется количеством информации, то какие единицы измерения можно
использовать для определения этого объема?
Ответ: Единицами измерения объема памяти могут быть единицы измерения информации, то есть бит, байт,
Кбайт, Мбайт, Гбайт.
Вопрос: Каковы должны быть значения характеристик памяти? Выразите требования к характеристикам
памяти не в количественном выражении, а качественно.
Ответ: Желательно, чтобы объем памяти был как можно больше, а время доступа - как можно меньше.
Вопрос: Как изменится время доступа при увеличении объема памяти? (Допустим, вам необходимо найти
учебник на вашем письменном столе или в библиотеке.)
Ответ: Вероятнее всего, если книг на столе немного, поиски много времени не займут. Поиск же книги в
большой библиотеке потребует многих усилий и большого количества времени. Получается, что чем больше
объем памяти, тем больше время доступа.
- Аналогичная взаимосвязь между объемом памяти и временем доступа характерна и для памяти компьютера.
Таким образом, невозможно создать память, в которой были бы реализованы одновременно большой объем и
высокое быстродействие. Выходом может быть создание двух видов памяти: внутренней - с ограниченным
объемом, но с высоким быстродействием - и внешней - с низким быстродействием, но неограниченным
объемом. Презентация. Слайд 5
г) Внутренняя и внешняя память
Внутренняя память - быстродействующая, но ограниченная по объему и по времени хранения
информации. Презентация. Слайд 6
Внешняя память - менее быстродействующая, но позволяющая длительное время сохранять большой
объем информации.
1. Виды внутренней памяти
Презентация. Слайд 7.
- Внутреннюю память компьютера можно классифицировать по функциональному назначению: постоянная
память, оперативная память, кэш-память
Постоянная память
Презентация. Слайд 8.
Постоянная память - устройство для долговременного хранения программ и данных.
Для обозначения постоянной памяти используются следующие аббревиатуры:
о ПЗУ - постоянное запоминающее устройство;
о ROM - Read Only Метогу (память только для чтения).
Информация, записанная в ROM, доступна только для чтения. Ее невозможно изменить, она сохраняется при
выключении питания компьютера, так как микросхемы ROM являются энергонезависимыми.
Оперативная память
- Кроме хранения данных и программ, не подлежащих изменению, должна быть память, которая позволит в
любой момент времени не только считывать, но и записывать данные и программы, необходимые для работы
процессора. Такая память называется оперативной
Оперативная память - устройство для хранения программ и данных, которые обрабатываются
процессором в текущем сеансе работы.
Для обозначения оперативной памяти используются следующие аббревиатуры:
о ОЗУ - оперативное запоминающее устройство;
о RAM - Random Access Memory (память с произвольным доступом).
Вопрос: Во время выполнения любой программы на компьютере необходимо запоминать исходные данные,
промежуточные результаты, конечные результаты. Какой вид внутренней памяти позволит записать эти
данные?
Ответ: Оперативная память.
Вопрос: Такой вид внутренней памяти, выполненный в виде микросхемы, является энергозависимым, то есть
работает только при включенном питании компьютера. При выключении питания информация в оперативной
памяти стирается. Вспомним знакомую ситуацию: вы выполняете рисунок в графическом редакторе Раiпt. В
какой памяти хранятся все текущие изменения, которые вы вносите в рисунок?
Ответ: В оперативной памяти.
Вопрос: Если неожиданно будет выключено напряжение в сети, что произойдет с рисунком?
Ответ: Он будет безвозвратно потерян.
Вопрос: У современных компьютеров объем RAM составляет от 16 до 512 Мбайт. Выбирая компьютер сегодня,
RAM какого объема вы предпочтете и почему?
Ответ: Хотелось бы RAM как можно большего объема, ведь это позволит загружать более сложные
программы и обрабатывать данные большего объема.
Вопрос: К каким изменениям приведет увеличение объема RAM?
Ответ: Увеличение объема памяти приведет к увеличению времени доступа и, следовательно, к уменьшению
быстродействия.
Кэш-память
- Для увеличения производительности компьютера используется промежуточная память, которая получила
название кэш-память.
Основная идея работы кэш-памяти заключается в том, что извлеченные из ОЗУ данные или команды
копируются в кэш. Одновременно в специальном каталоге запоминаются адреса ячеек оперативной памяти, где
хранилась эта информация. Если эти данные потребуются повторно, то уже не надо будет терять время на
обращение к ОЗУ - их можно получить из кэш-памяти значительно быстрее. Поскольку объем кэша
существенно меньше объема оперативной памяти, то его управляющая схема тщательно следит за тем, какие
данные следует сохранять в кэше, а какие заменять. Удаляется та информация, которая используется реже или
совсем не используется. Она же обеспечивает своевременную запись измененных данных из кэша в ОЗУ.
Использование этого вида внутренней памяти сокращает число обращений к жесткому диску.
2. Назначение внешней памяти
Презентация. Слайд 9.
- Для долговременного хранения информации используется внешняя память. Внешняя память является
энергонезависимой и позволяет сохранять большой объем информации.
Внешняя память реализуется на носителях информации.
Вопрос: Для длительного хранения информации человек использует материальные объекты, на которых
возможно хранение информации. Приведите примеры носителей информации.
Ответ: Бумага, фотопленка, кинопленка, магнитная лента, магнитные и оптические диски.
Вопрос: Если информация сохранена в виде текста на бумаге или изображения на фотографии, как человек
воспринимает информацию?
Ответ: С помощью органов чувств.
Вопрос: А если звук записан на магнитной ленте или оптическом диске?
Ответ: Потребуются устройства, которые воспроизведут информацию с этих носителей в форму,
воспринимаемую человеком.
- Носителями информации для современных компьютеров являются магнитные или оптические диски и
магнитные ленты, однако все они требуют специальных устройств, которые осуществят запись или считывание
информации, - устройств внешней памяти
Носитель - материальный объект, способный хранить информацию.
Устройство внешней памяти (накопитель) - устройство, позволяющее производить считывание и
запись информации на соответствующий носитель.
Классификация устройств внешней памяти
Презентация. Слайд 10.
1.1. Гибкие магнитные диски.
1.2. Жесткие диски.
1.3 Оптические носители.
1.4 Съёмные диски
Гибкие магнитные диски
- Для оперативного переноса небольших объемов информации используют гибкие магнитные диски.
Устройством для записи-считывания информации с гибких магнитных дисков является дисковод (английская
аббревиатура - FDD, Floppy Disk Drive). Информация записывается на двух поверхностях. Для обозначения
устройств внешней памяти операционная система использует имена в виде латинской буквы с двоеточием.
Жесткие магнитные диски
- Жесткий магнитный диск является обязательным компонентом современного компьютера. Жесткий
магнитный диск (винчестер, английская аббревиатура - HDD, Hard Disk Drive) представляет собой группу дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью.
Оптические, или лазерные, носители
Оптические, или лазерные, носители - это диски, на поверхности которых информация записана с помощью
лазерного луча.
Информация записывается и считывается лазерным лучом. За счет применения точно сфокусированного
лазерного луча удается значительно уменьшить площадь, занимаемую на поверхности диска каждым битом
информации, по сравнению с размером бита информации, записанной магнитным способом. Емкость лазерного
диска составляет примерно 650 Мбайт.
Съёмные диски.
- Этот носитель информации называется flash- памятью. Наиболее распространенные емкостью 4, 8, 16 Гбайт.
Очень компактны и удобны в применении.
IV. Итог урока.
- Для хранения информации в компьютере предусмотрены устройства памяти. Внутренняя память должна
быть быстродействующей, однако будет ограничена по объему. Внешняя память предназначена для длительного хранения большого объема информации. Сравнивая способ организации и способ доступа к
информации в устройствах внутренней и внешней памяти, можно увидеть, что они различны. Внутренняя
память представляет собой совокупность ячеек, обращение к которым осуществляется по адресам. Обращение
к накопителям внешней памяти значительно сложнее. Поэтому для того, чтобы эффективно с точки зрения
затрат времени использовать программы и данные с внешних накопителей, необходимо предварительно
считать их во внутреннюю память.
V. Домашнее задание: прочитать темы 18.1-18.3, заполнить таблицу «Сравнительная характеристика
устройств памяти» Презентация. Слайд 11.