Методическая разработка на тему "Память компьютера"

0САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ №2»

Н.А. Яцко

Методическая разработка

Тема: «Память компьютера»

по дисциплине «Информатика»

Специальность: 34.02.01 «Сестринское дело»

Санкт-Петербург

2024/25 уч. год

«УТВЕРЖДАЮ» Рассмотрено на заседании

Зам. директора по УР общеобразовательной ЦМК

_________________И.Г. Максимова Протокол №_____от_____2024г.

Председатель ЦМК___________

Яцко Н.А.

«СОГЛАСОВАНО»

Методист

_______________ Е.В. Полякова

Пояснительная записка

Методическая разработка занятия по теме: «Память компьютера» предназначена для студентов и преподавателей по дисциплине «Информатика» по специальности «Сестринское дело». Материалы разработаны в соответствии с требованиями ФГОС СПО по специальности «Сестринское дело».

Занятие проводится в лекционном кабинете Информатики. Бюджет времени на указанную тему составляет – 90 минут. В методических рекомендациях отражены учебные, воспитательные и развивающие цели, осуществляются межмодульные и внутридисциплинарные связи, достижение метапредметных результатов и предметных умений дисциплины. Для лучшего усвоения материала являются необходимыми знания и умения, полученные на предшествующих и сопутствующих дисциплинах.

На занятии предполагается проверка знаний студентов, которые они получили на прошлых теоретических занятиях и при самостоятельной работе с учебной литературой. Практическая часть занятия дает возможность закрепить, систематизировать знания и применять их в дальнейшем процессе обучения.

Для преподавателей данное методическая разработка поможет правильно организовать и на доступном современном уровне провести занятие, заинтересовать студентов в необходимости теоретических знаний специальных дисциплин.

В течение занятия формируются общие компетенции ОК 1, ОК 2, ОК 4; а также личностные результаты ЛР 10, ЛР 13, ЛР 16.

Актуальность темы: Будущему медику необходимо обладать основными навыками работы с компьютером и с работой в браузере. Пособие составлено для совершенствования учебного процесса, более эффективного усвоения знаний студентами.

Обоснование темы

В наше время компьютеризация охватила многие сферы деятельности человека. В медицинской практике нет ни одной отрасли, где не используются компьютеры. В любой приемной поликлиник и больниц в первую очередь вас регистрируют в базе данных, используя компьютер.

Современный компьютер - это программно-аппаратный комплекс, который состоит из аппаратной (hardware) и программной (software) частей. Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя.

Основная функция памяти - это хранение данных, обрабатываемых ЦП, и впоследствии обеспечение неограниченного доступа к этим данным. Поэтому память еще называют буферной памятью или кэш-памятью.

В данном занятие разобраны основные виды памяти их основные характеристики и функции. Знания, полученные при изучение данной темы, будут использованы в изучении дальнейших тем курса.

Тип занятия: комбинированное

Вид занятия: лекция

Продолжительность занятия: 90 минут

Место проведения: медицинский колледж № 2, кабинет с мультимедиа

Цель занятия:

Учебные задачи, направленные на развитие учащихся:

Личностные:

• формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности, обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;

• владение навыками анализа получаемой информации с позиций ее свойств, практической и личной значимости;

• способствовать формированию мотивации учебной деятельности студентов.

          Предметные:

• сформировать понятие компьютерной памяти и ее видах

• сформировать умение различать внешнюю и внутреннюю память компьютера

• развитие основных навыков и умений использования компьютерных устройств;

Метапредметные:

• умение продуктивно общаться и взаимодействовать в процессе совместной деятельности;

• владение навыками познавательной деятельности;

• выделять признаки объектов;

• анализировать объекты;

• развивать информационную культуру студентов. 

Студент должен знать:

1. Общие понятия основных видов памяти компьютера

2. Основные характеристики внешней и внутренней памяти компьютера

3. Иметь представления о внешнем виде основных устройств памяти компьютера

Студент должен уметь:

1. различать виды компьютерной памяти

2. подключать внешние носители к компьютеру

Требования к уровню подготовки обучающегося

В процессе изучения дисциплины обучающийся формирует следующие общепрофессиональные и профессиональные компетенции:

Перечень общих компетенций

Освоение общих компетенций

Перечень личностных результатов

Оптимизация учебного процесса:

Использованы современные педагогические приемы и методики, стимулирующие критическое мышление, память, внимание, навыки работы в команде, а также оптимизация достигается путем использования технических средств обучения.

Оснащение занятия:

1. Мультимедийный проектор, подключенный к ПК преподавателя;

2. Презентация на тему: «Память компьютера»

3. учебно-методическое пособие для студентов;

4. дидактический материал.

Межпредметные связи

Истоки Выход

Русский язык

Внутрипредметные связи

Истоки Выход

Текстовый редактор Word

История развития ЭВМ

Память компьютера

Операционная система «Windows»

Архитектура ПК

Программное обеспечение ПК

Содержание занятия

Теоретическая часть

Внутренняя и внешняя память

Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе I «Человек и информация» было отмечено, что информацию можно хранить в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.

У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

Внутренняя память — это электронное устройство, которое хранит информацию пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из оперативной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера.

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой — это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.

Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. Для несложных административных задач бывает достаточно и 32 Мбайт ОЗУ, но сложные задачи компьютерного дизайна могут потребовать от 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.

Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны, это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой строны — важный модуль любой операционной системы.

BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) — совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.

Кэш-память (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Внешняя память — это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски, флеш-карты памяти. Сохранение информации на внешних носителях не требует постоянного электропитания.

Носители и устройства внешней памяти

Устройства внешней памяти — это устройства чтения и записи информации на внешние носители. Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Что такое файлы, вы подробнее узнаете позже.

Важнейшими устройствами внешней памяти в современных компьютерах являются накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы.

Принцип магнитной записи был изобретен в 20-х годах прошлого столетия. Тогда появились акустические магнитофоны, которые позволяли записывать на магнитную ленту речь, музыку, а затем воспроизводить записанные звуки. Первым видом устройств внешней п амяти на ЭВМ были накопители на магнитной ленте — аналоги акустических магнитофонов.

К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка (рис.1), которая может перемещаться по радиусу. Во время работы НМД диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации.

Рис.1

Другим видом внешних носителей являются оптические диски (другое их название — лазерные диски). На них используется не магнитный, а оптико-механический способ записи и чтения информации.

Сначала появились лазерные диски, на которые информация записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Такие диски называются CD-ROM — Compact Disk-Read Only Memory, что в переводе означает «компактный диск — только для чтения». Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски — CD-RW. На них, как и на магнитных носителях, хранимую информацию можно стирать и записывать заново.

Наибольшей информационной емкостью из сменных носителей обладают лазерные диски типа DVD (Digital Versatile Disk — универсальный цифровой диск). Иногда их называют видеодисками. Объем информации, хранящейся на DVD, измеряется в гигабайтах. Видеофильмы, записанные на DVD, можно просматривать с помощью компьютера, как по телевизору.

Сравнительно новым видом устройств внешней памяти является флеш-память. Устройство флеш-памяти подключается к компьютеру через универсальный разъем USB.

Какие устройства образуют внешнюю память?

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

В состав внешней памяти компьютера входят:

• накопители на жёстких магнитных дисках;

• накопители на гибких магнитных дисках;

• накопители на компакт-дисках;

• накопители на магнито-оптических компакт-дисках;

• накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.

Накопители на гибких магнитных дисках

Гибкий диск (англ. floppy disk), или лискета, — носитель небольшого объема информации, представляющий собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.  

Рис. 3  Устройство дискеты

Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.

Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.

Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.

Рис. 3. Поверхность
магнитного диска

В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.

Накопители на жестких магнитных дисках

Накопитель на жёстких магнитных дисках (англ. HDD — Hard Disk Drive) или винчестерский накопитель — это наиболее массовое запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины — платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения информации — программ и данных.

Рис. 4. Винчестерский накопитель
со снятой крышкой корпуса

Винчестерские накопители имеют очень большую ёмкость: от 10 до 100 Гбайт. У современных моделей скорость вращения шпинделя (вращающего вала) обычно составляет 7200 об/мин, среднее время поиска данных 9 мс, средняя скорость передачи данных до 60 Мбайт/с. В отличие от дискеты, жесткий диск вращается непрерывно. Все современные накопители снабжаются встроенным кэшем (обычно 2 Мбайта), который существенно повышает их производительность. Винчестерский накопитель связан с процессором через контроллер жесткого диска.

Накопители на компакт-дисках

Здесь носителем информации является CD-ROM (Сompact Disk Read-Only Memory - компакт диск, из которого можно только читать).

CD-ROM представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылен светоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра.

Информация на диске представляется в виде последовательности впадин (углублений в диске) и выступов (их уровень соответствует поверхности диска), расположеных на спиральной дорожке, выходящей из области вблизи оси диска. На каждом дюйме (2,54 см) по радиусу диска размещается 16 тысяч витков спиральной дорожки. Для сравнения — на поверхности жесткого диска на дюйме по радиусу помещается лишь несколько сотен дорожек. Емкость CD достигает 780 Мбайт. Информация наносится на диск при его изготовлении и не может быть изменена.

CD-ROM обладают высокой удельной информационной емкостью, что позволяет создавать на их основе справочные системы и учебные комплексы с большой иллюстративной базой. Один CD по информационной емкости равен почти 500 дискетам. Cчитывание информации с CD-ROM происходит с достаточно высокой скоростью, хотя и заметно меньшей, чем скорость работы накопителей на жестком диске. CD-ROM просты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость хранения данных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами, c них невозможно случайно стереть информацию.

Сегодня почти все персональные компьютеры имеют накопитель CD-ROM. Но многие мультимедийные интерактивные программы слишком велики, чтобы поместиться на одном CD. На смену технологии СD-ROM стремительно идет технология цифровых видеодисков DVD. Эти диски имеют тот же размер, что и обычные CD, но вмещают до 17 Гбайт данных, т.е. по объему заменяют 20 стандартных дисков CD-ROM. На таких дисках выпускаются мультимедийные игры и интерактивные видеофильмы отличного качества, позволяющие зрителю просматривать эпизоды под разными углами камеры, выбирать различные варианты окончания картины, знакомиться с биографиями снявшихся актеров, наслаждаться великолепным качеством звука.

Стример (англ. tape streamer) — устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 — 2 Гбайта и больше.

 
    Рис. 5. Накопитель
    на сменных дисках

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.

В последнее время всё шире используются накопители на сменных дисках, которые позволяют не только увеличивать объём хранимой информации, но и переносить информацию между компьютерами. Объём сменных дисков — от сотен Мбайт до нескольких Гигабайт.

Приложение 1

1. Задание: «Заполни таблицу» по теме «Устройства ПК».

1. Ответы: системный блок; монитор; клавиатура; мышь

2. Клавиатура, мышь, монитор, звуковые колонки, принтер

3. Клавиатура, мышь, сканер, микрофон

4. Микропроцессор

5. Память компьютера

6. Монитор, звуковые колонки, принтер, плоттер

Приложение 2

Ответы:

Критерии оценки итогового опрос

Список литературы для студентов

1. Информатика и ИКТ. учебник для 10-11 классов. Базовый уровень И.Г.Семакин, Е.К. Хеннер, Т.Ю. Шеина, БИНОМ, 2022

2. Информатика. Практикум 10-11 класс. Базовый уровень. И.Г.Семакин, Е.К. Хеннер, Т.Ю. Шеина ФП БИНОМ, 2022

Список литературы для преподавателей

1. Информатика и ИКТ. учебник для 10-11 классов. Базовый уровень И.Г.Семакин, Е.К. Хеннер, Т.Ю. Шеина, БИНОМ, 2022

2. Информатика. Практикум 10-11 класс. Базовый уровень. И.Г.Семакин, Е.К. Хеннер, Т.Ю. Шеина ФП БИНОМ, 2022

3. Информатика. 10 класс. Контрольные работы. Базовый уровень, БИНОМ, 2022

4. Информатика. 10 класс. Учебник. Углубленный уровень. Часть 1. ФП, БИНОМ, 2021

5. Симонович С.В. Общая информатика: Учебное пособие для средней школы / С.В.Симонович, Г.П.Евсеев, А.Г.Алексеев. – М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2020. – 592с.

6. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 11 класса / Н.Д.Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2021. – 188с.

Интернет-ресурсы

•  http://fcior.edu.ru,

• http://school-collection.edu.ru

• . www.studmedlib.ru/

• www.lbz.ru

Домашнее задание

Тема: Компьютерная память

Приложение 3

Рефлексия «Заполни анкету»