Что такое долговременная память в информатике. Оперативная и долговременная память. О накопителях. Жесткие диски

Внешняя память

Внешняя память - это память, реализованная в виде внешних (относительно материнской платы) запоминающих устройств (ВЗУ) с разными принципами хранения информации.

ВЗУ предназначены для долговременного хранения информации любого вида и характеризуются большим объемом памяти и низким по сравнению с ОЗУ быстродействием.

Под внешней памятью компьютера подразумевают обычно как устройства для чтения / записи информации - накопители , так и устройства, где непосредственно хранится информация - носители информации.

Как правило, для каждого носителя информации существует свой накопитель. А такое устройство как винчестер, совмещает в себе и носитель, и накопитель.

Носителями информации во внешней памяти современных компьютеров являются магнитные и оптические диски, магнитные ленты и некоторые другие.

Основными типами устройств внешней (долговременной) памяти по способу записи являются:

В персональных компьютерах к устройствам внешней памяти относятся:

• Накопители на гибких магнитных дисках, предназначенные для чтения / записи информации на гибкие диски (дискеты);
• Накопители на жестких магнитных дисках, или винчестеры;
• дисководы для работы с лазерными (оптическими) дисками;
• стримеры, предназначенные для чтения / записи информации на магнитные ленты;
• Магнито-оптические дисководы для работы с магнито-оптическими дисками;
• Устройства энергонезависимой памяти (флэш-память).

По типу доступа к информации устройства внешней памяти делятся на два класса:

• Устройства прямого (произвольного) доступа .
  В устройствах прямого (произвольного) доступа время обращения к информации не зависит от места ее расположения на носителе. Например, чтобы прослушать песню, записанную на грампластинке, достаточно установить звукосниматель проигрывателя в место на пластинке, где записана песня.
• Устройства последовательного доступа .
  В устройствах последовательного доступа такая зависимость существует. Например, время доступа к песне на аудиокассете зависит от местоположения записи. Для ее прослушивания необходимо предварительно перемотать кассету до того места, где записана песня.

• Емкость (объем) - максимальное количество информации (объем данных), который можно записать на носитель.
• Быстродействие определяется временем доступа к нужной информации, временем ее считывания/записи и скоростью передачи данных.

Емкость внешней памяти в сотни и тысячи раз превышает емкость оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях со сменными носителями.
Но обращение к внешней памяти требует гораздо большего времени, так как быстродействие внешней памяти существенно меньше, чем оперативной.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока:

• дать представление о долговременной (внешней) памяти компьютера;
• познакомить с различными принципами записи и основными правилами эксплуатации;
• учить выбирать технические средства с учетом целесообразности их использования;
• проверка знаний по теме Устройства ПК.

Тип урока : комбинированный.

Оборудование и материалы к уроку:

Компьютер, экран, мультимедийный проектор, презентация «Долговременная память», система MyTest, учебник Н. Д. Угриновича «Информатика и информационные технологии. 8 класс», раздаточное домашнее задание.

План урока

1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний.
3. Объяснение нового материала. Лекция, с демонстрацией презентации.
4. Ответы на контрольные вопросы с целью оценки усвоения материала.
5. Домашнее задание.
6. Подведение итогов.
7. Тестирование.

ХОД УРОКА

II. Вопросы классу

Назовите устройства ПК, назовите 2 вида компьютерной памяти.

III. Объяснение нового материала

Сначала вводится понятие «долговременная память » , «носитель информации», характеризуются особенности видов памяти (при выключении компьютера вся информация в оперативной памяти стирается, а в долговременной остается, внутренняя память хранит информацию, пока питается электроэнергией).

Дисковод , накопитель – устройство, обеспечивающее запись и считывание информации.

Носитель – объект, на котором записана информация.
Вопрос классу. Приведите примеры носителей информации, опираясь на свой опыт.
Информация на носителе записана в двоичном коде, то есть в виде последовательности нулей и единиц. Физический принцип записи нулей и единиц может быть различным:
– магнитный – чередование намагниченных (1) и ненамагниченных (0) участков;
– оптический – чередование участков с различной отражающей способностью.

Гибкий магнитный диск (дискета) – магнитный принцип записи. Информация расположена на концентрических дорожках. Информационная емкость 1, 44 Мбайт. В настоящее время выходят из употребления. Принцип работы дисковода со вставленной в него дискетой похож на принцип работы жесткого диска.

Жесткий магнитный диск (винчестер) – магнитный принцип записи. В металлическом корпусе заключено несколько тонких металлических дисков.

Для записи или считывания информации магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска и производится запись или считывание информации Сверхминиатюрные магнитные головки могут записывать или считывать информацию с сотен тысяч концентрических дорожек, поэтому информационная емкость жестких дисков очень велика и может достигать 1 терабайта.

Интересно. Емкость современного винчестера может достигать 1 Tб, а скорость чтения-записи – вплоть до сотни Мегабайт в секунду. Диаметр диска винчестера составляет 3,5”, 2,5”, сохраняется тенденция к дальнейшему уменьшению размеров. Наиболее известными изготовителями являются компании Western Digital, Seagate, Fujitsu (в основном для переносных компьютеров), Samsung.

Оптические дисководы и диски.

Существует несколько типов оптических дисков:
CD-диски – для записи и считывания информации с них используется инфракрасный лазер, на CD-диск может быть записано до 700 Мбайт информации;
DVD-диски – имеют значительно большую информационную емкость, чем СD-диски, так как для записи и считывания информации с них используется лазер с меньшей длиной волны и оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно. На одной стороне DVD-диска умещается 4,7 Гбайт информации, но бывают диски двухслойные, тогда объем может достигать 8,5 Гбайт.
В оптических дисководах используется оптический принцип записи и считывания информации. Информация на оптическом диске хранится на одной спиралевидной дорожке, идущей от центра диска к периферии и содержащей чередующиеся участки с плохой и хорошей отражающей способностью.

Оптический диск под микроскопом.

В последние годы на рынок поступили оптические диски HD DVD и Blu-Ray, информационная емкость которых в 3-5 раз превышает информационную емкость DVD-дисков за счет использования синего лазера с примерно в два раза меньшей длиной волны.

Энергонезависимая память (карты flash-памяти и flash-диски) не имеют движущихся частей и не требуют подключения к источнику питания.

Информационная емкость flash-памяти достигает 16 Гбайт. Карты flash-памяти представляют собой БИС памяти, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для записи и считывания с карт памяти используются специальные адаптеры, которые могут быть встроены в мобильные устройства или подключаются к настольным компьютерам с помощью USB-разъема.
Карты flash-памяти представляют собой БИС памяти, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для записи и считывания с карт памяти используются специальные адаптеры, которые могут быть встроены в мобильные устройства или подключаются к настольным компьютерам с помощью USB-разъема.
Flash-диск представляет собой БИС памяти, помещенную в миниатюрный корпус. Flash-диск подключается к USB-разъему компьютера.

Задание. Из характеристики компьютера в сокращенном виде выделить характеристику жесткого диска и информацию о наличии дисковода. Например, Intel Celeron 700MHz / 128 Mb /Hdd 250 Gb /CD RW /DVD.

Для предотвращения потери информации на носителях и их выхода из строя необходимо:

• Модули ОП оберегать от электростатических зарядов при установке;
• Дискеты оберегать от нагревания и сильных магнитных полей;
• Жесткие диски оберегать от ударов при установке;
• Оптические диски оберегать от загрязнений и царапин;
• Flash-память оберегать от неправильного отключения от компьютера.

IV. Закрепление

В качестве первичного закрепления отвечаем на контрольные вопросы на с.50-51.

V. Домашнее задание

1. Заполнить таблицу «Носители информации» , §2.2.5.

Носитель	Принцип записи	Максимальная информационная емкость	Опасные воздействия
Дискета		1,44 Мб	Оберегать от высоких температур, магнитных полей
Жесткий диск	Магнитный (намагничено/не намагничено)	до 1 Тбайта	Оберегать от механических повреждений
CD/DVD	Оптический (разные способы отражения)	700 Мб/ до 8,5 Гбайт	Оберегать от загрязнений и царапин
Flash	Микросхемы (БИС)	до 16 Гбайт	Оберегать от неправильного отключения

2. Расположите недорогие носители информации (компакт диск, накопитель с flash-памятью, жесткий диск, оперативная память), в порядке увеличения их стоимости на единицу объема.

Решение: Решение: средняя стоимость недорогих жестких дисков составляет 6-8 руб/Гб, компакт дисков – 10-15 руб/Гб, накопителей с flash-памятью 100-150 руб/Гб, оперативной памяти DDR – 600-1200 руб/Гб

VI. Подведение итогов урока

Выставление оценокза устные ответы.

VII. Тестирование

Выставление оценок за тест.

Литература

1. Информатика и ИКТ-8. Базовый курс. Учебник для 8 класса. /Н.Д.Угринович – М.: Бином. Лаборатория Базовых знаний. 2009.
2. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе.Автор: Угринович Н. Д. Методическое пособие Предмет: информатика Класс: 8 , 9 , 10 , 11 Издательство: БИНОМ.

Умные электронные машины уже давно и прочно вошли в повседневную жизнь человека. Но, несмотря на это, их устройство до сих пор вызывает элементарные вопросы у многих пользователей. Например, далеко не все знают, какие бывают виды памяти . А ведь здесь все не так уж сложно, хотя и не совсем просто. Существуют две основные разновидности – внутренняя память и внешняя, которые, в свою очередь, имеют собственную градацию.

Виды внутренней памяти компьютера

Внутренняя память называется так потому, что она встроена в основные блоки компьютера и является неотъемлемым элементом системы, обеспечивающим ее работоспособность. Удалить или извлечь ее без негативных последствий невозможно. Различают следующие ее виды:

• оперативная – представляет собой набор программ и алгоритмов, необходимых для работы миикропроцессора;
• кэш-память – это своеобразный буфер между оперативкой и процессором, который обеспечивает оптимальную скорость выполнения системных программ;
• постоянная – закладывается при изготовлении компьютера на заводе, в нее входят инструменты для контроля за состоянием ПК при каждой загрузке; программы, отвечающие за запуск системы и исполнение основных действий; программы настройки системы;
• полупостоянная – содержит в себе данные о параметрах настройки конкретного ПК;
• видеопамять – в ней сохраняются видеофрагменты, которые должны выводиться на экран, является частью видеоконтроллера.

Виды оперативной памяти компьютера

Быстродействие и «интеллектуальный уровень» компьютера во многом определяются его оперативной памятью. В ней хранятся данные, используемые во время активной работы электронной машины. Она также может быть разных видов, но чаще всего используются блоки DDR, DDR2,DDR3. Различаются они количеством контактов и скоростными характеристиками.

Виды внешней памяти компьютера

Внешняя память компьютера представлена различными видами съемных носителей информации. На сегодняшний день основными из них являются жесткие диски, usb-накопители, или флешки и карты памяти. Устаревшими считаются лазерные диски и дискеты. Но , хотя и является съемным, все же используется в качестве вместилища постоянной памяти и без него компьютер работать не будет. Однако его можно свободно достать и переместить в другой системный блок, поэтому его и относят к категории внешних устройств памяти.

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, и не име­ет прямой связи с процессором.

Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства, 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 CD-ROM, CD-RW, DVD. Им соответствуют основные виды носителей:

гибкие магнитные диски (Floppy Disk);

жесткие магнитные диски (Hard Disk);

диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD. Основные характеристики накопителей и носителей:

информационная емкость;

скорость обмена информацией;

надежность хранения информации;

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.

Гибкий диск

Накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy disk) или дискета- носитель небольшого объема информации, представляющий собой гибкий диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.

Диск находится внутри пластикового конверта, который защищает его от механических повреждений. Они могут быть повреждены, если:

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

Диск внутри дисковода вращается с постоянной угловой скоростью, которая является достаточно низкой (несколько килобайт в секунду, среднее время доступа - 250 мс). Запись информации происходит на обе стороны диска. В настоящее время наиболее распространенными являются дискеты размером 3,5 дюйма (1 дюйм = 2,54 см) и емкостью 1,44 Мбайта. Диск можно защитить от записи. Для этого используется предохранитель­ная защелка. Дискеты требуют аккуратного обращения.

Жесткий магнитный диск

Жесткий диск является информационным

складом ЭВМ и способен хранить

огромные объемы информации.

Накопитель на жестких магнитных

дисках (англ. HDD - Hard Disk Driver )

или винчес тер - это наиболее массовое Рис.2. Жесткий магнитный диск

запоминающее, устройство большой емкости, в котором носителями информации являются алюминиевые пластины, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения программ и данных. Диски винчестера помещены на одну ось и вместе с головками чтения/записи и несущими их головками помещены в герметически закрытый металлический корпус. Такая конструкция позволила существенно увеличить скорость вращения дисков и плотность записи. Запись информации происходит на обе поверхности дисков

В отличие от дискеты, жесткий диск вращается непрерывно. Пластины в жёстком диске вращаются с определённой скоростью (ещё её называют скоростью вращения шпинделя), которая может составлять 3 600, 4 200, 5 400, 7 200, 10 000 или 15 000 об/мин

Поэтому скорость его вращения может быть от 3600 до 10000 об/мин, время поиска данных – от 2 до 6 мс, скорость передачи данных - до 300 Мбайт/ сек. Емкость винчестеров в компьютерах измеряется десятками ги­габайтов. Наиболее распространены накопители с диаметром 0.8, 1, 1.8, 2.2 дюймов.

В целях сохранения информации и работоспособности винчестер необ­ходимо уберегать от ударов и резких изменений пространственной ориен­тации в процессе работы.

Лазерный диск

CD - ROM (англ. Compact Disk Real Only Memory - постоянное запоминаю­ щее устройство на основе компакт диска)

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

Принцип цифровой записи информации на лазерный диск отличается от принципа магнитной записи. Закодированная информация наносится на диск лазерным лучом, который создает на поверхности микроскопические впадины, разделяемые плоскими участками. Цифровая информация пред­ставляется чередованием впадин (кодирование нуля) и отражающих свет островков (кодирование единицы). Информация, нанесенная на диск, не может быть изменена.

Доступ к данным на CD-ROM осуществляется 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 составляет не менее 150 Кбайт и доходит до 1,2 Мбайта/с. Емкость CD-ROM достигает 780 Мбайт, благодаря чему на них обычно выпускаются мультимедийные программы.

CD-ROM просты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость хранения данных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами, с них невозможно случайно стереть информацию.

CD-R (Compact Disk Recorder)

CD-R является записываемым диском емкостью в среднем Емкость: 700 МБ (80 минут) . На дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам. Накопители CD-R, благодаря сильному удешевлению, приобретают все большее распространение.

CD-RW (Compact Disk Rewritable)

Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать информацию. Дисковод CD-RW позволяет записывать и читать диски CD-R и CD-RW, читать диски CD-ROM, т.е. яв­ляется в определенном смысле универсальными.

Аббревиатура DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk , т.е. уни­ версальный 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 Гбайт. Возможно, именно из-за большой ем­кости он и называется универсальным. Правда, 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 емкостей 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 целях сохранности информации лазерные диски необходимо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.

Flash -память

Flash -память - это энергозависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Карты flash-памяти не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах

(портативных компьютерах, цифровых камерах и др.)

Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти различна, она может достигать от 512 Мбайт до 4 Гбайт, 8 Гбайт, 16 Гбайт, 32 Гбайт, 48 Гбайт, Компания Transcend обновила популярную серию USB флэш накопителей JetFlash V20, выпустив новую модель емкостью 64 ГБ.

К недостаткам flash-памяти следует отнести то, что не существует единого стандарта и различные производители изготавливают несовместимые друг с другом по размерам и электрическим параметрам карты памяти.

Основной функцией внешней (долговременной) памяти является способность длительно хранить большой объем информации. Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (дисковода) и устройства хранения – носителя .

К носителям относятся гибкие (Floppy Disk) и жесткие (Hard Disk) магнитные диски, а также оптические диски CD-ROM, CD-RW, DVD, съемные диски. Существенное значение имеют такие их показатели как информационная емкость, время доступа к информации, надежность ее хранения, время безотказной работы.

Жесткий магнитный диск (HDD – Hard Disk Drive) – это устройство для постоянного хранения информации, используемой при работе с ПК: программ операционной системы, часто используемых прикладных программ, документов. Жесткий магнитный диск – это камера, внутри которой находится несколько дисков на одной оси. Особенностями жестких дисков являются:

Наибольшая скорость чтения и записи информации;

Информационная ёмкость для современных HDD до 100 Гб и больше.

Жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Накопители на сменных жестких дисках. . Zip – выпускается в виде встроенных или автономных блоков, подключаемых к параллельному порту, могут хранить 100 и 250 Мб данных на картриджах, напоминающих дискету. Jaz - емкость используемого картриджа 1 или 2 Гб. Недостаток – высокая стоимость картриджа. Основное применение – резервное копирование данных.

Стримеры - это накопители на магнитных лентах, которые в настоящее время используются, в основном, как средство резервного копирования данных. Запись производится на мини-кассеты. Емкость таких кассет от 40 Мб до 13 Гб.

Дисководы - устройства для работы с носителями информации (считывания/записи).

I. FDD – Floppy Disk Drive дисководдля работы с дискетами. Геометрический размер дискеты 3,5 дюйма (89 мм), информационная емкость – 1,44 Мб. Особенности:

Низкая скорость чтения/записи данных;

Малая информационная емкость дискеты;

Невысокая надежность сохранения данных на дискетах.

Дискеты нельзя хранить вблизи источников магнитных излучений (монитор, мобильный телефон и др.), не допускать попадания пыли, грязи и жидкостей.

II. Лазерные дисководыCD-ROM, DVD-ROM – устройства для работы с лазерными дисками:

- CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory – компакт диск только для чтения). Информационная емкость составляет 650-800 Мб. Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных.

- DVD-ROM (Digital Versatile Disk – универсальный цифровой диск) . Емкость DVD составляет от 4,7 до 17 Гбайт. Разброс емкости объясняется тем, что диск может записываться с двух сторон и, к тому же, с каждой стороны могут быть нанесены один или два слоя информации. Таким образом, односторонние однослойные диски имеют объем 4,7 Гб, двусторонние однослойные – 9,4 Гб, односторонние двухслойные – 8,5 Гб, двусторонние двухслойные – 17 Гб.

III. Записывающие лазерные дисководы для работы как с перечисленными типами компакт дисков, так и носителями типа:

- CD-R, DVD-R (R - recordable – записываемый) – лазерные диски для однократной записи.

- CD-RW, DVD-RW (RW - R eW ritable) - лазерные диски, допускающие многократную запись.

Оптические диски обладают высокой надежностью хранения информации, долговечностью (срок службы при качественном исполнении 30-50 лет). Диски следует хранить в твердых футлярах вертикально, не допускать попадания солнечного света и жидкостей на поверхность, оберегать от магнитных излучений, царапин, трещин, пыли.

Flash-память – представляют собой микросхему, помещенную в корпус. Карта flash-памяти вставляется в мобильное устройство (портативный компьютер, цифровую камеру) и подключается к ПК через USB порт посредством специального USB кабеля либо непосредственно подключается к USB порту. Информационная емкость карты, в зависимости от типа достигает 1 Гб и более.

Карты flash-памяти не следует хранить вблизи источников магнитного излучения, не допускать попадания грязи, пыли, жидкостей.