Тема: Пам’ять комп’ютера.
Мета: Сформувати в учнів уявлення про зовнішню та внутрішню пам’ять комп’ютера, зовнішні запам’ятовуючі пристрої.
Тип уроку: комбінований.
Обладнання: кодоскоп.
Наочність: плівки для кодоскопа.
Тривалість: 45хв.
План.
1. Пам’ять комп’ютера. Внутрішня і зовнішня пам’ять.
2. Оперативна пам’ять комп’ютера.
3. Зовнішні запам’ятовуючі пристрої комп’ютера.
4. Дискові накопичувачі, їх основні характеристики та принципи роботи. Розміщення інформації на магнітних дисках.

Хід уроку.
1. Організаційна частина.
(Заходжу в клас, вітаюсь, перевіряю відсутніх)
2. Актуалізація опорних знань.
1. Яка базова конфігурація сучасного комп’ютера?
(системний блок, монітор, клавіатура, миша.)
2. Для чого призначений монітор?
(пристрій  призначений для візуального представлення даних.)
3. Який пристрій призначений для виведення текстової і графічної інформації?
(принтер.)
4. Що представляє собою маніпулятор миша?
(це пристрій управління маніпулюючого типу, що представляє собою плоску коробку з 2-3-ма кнопками.)
3. Пояснення нового матеріалу.
1. Пам’ять комп’ютера. Внутрішня і зовнішня пам’ять.
Чи може людина зберігати всю інформацію про навколишній світ в своїй пам’яті і чи потрібно це їй? Навіщо, наприклад, пам’ятати назви всіх сіл району чи області, коли потрібно ми можемо скористуватись картою місцевості, і взнати все, що нас цікавить.
Інформація, яка зберігається в пам’яті людини характеризується набагато меншим об’ємом порівняно з інформацією яка знаходиться в книгах, на відеокасетах та інших матеріальних носіях. Для того, що скористатися інформацією, яка знаходиться на матеріальних носіях, людина повинна затратити набагато більше часу, ніж якщо б вона зберігалася в її пам’яті. Так само збудована пам’ять комп’ютера: вона поділяється на внутрішню і зовнішню. Зовнішню пам’ять ми уже розглянули. Давайте вияснимо, що таке внутрішня пам’ять і для чого вона призначена.
Внутрішня пам’ять (основна) – пам’ять високої швидкості і обмеженого об’єму. Всі вузли комп’ютера виконують певну роботу з інформацією. А що являє собою інформація в машині? Для відповіді на це запитання заглянемо в середину машинної пам’яті:

№ бітів       біти
0 0 1 0 1 1 0 0 0
1 1 1 0 0 1 1 0 1
2 1 0 1 1 0 1 1 0
3 0 0 1 0 1 1 0 0

На рисунку пам’ять зображена у вигляді листка в клітинку. В кожній клітинці може зберігатися в даний момент тільки одне з двох значень: 0 або 1. Використання всього двох знаків для представлення інформації називаються двійковим кодуванням. Звідси дані і програми в пам’яті комп’ютера мають двійковий код. Один символ із двохсимвольного алфавіту несе один біт інформації. Комірка пам’яті, яка зберігає один двійковий знак називається біт.
Біт – найменша частинка пам’яті комп’ютера. Звідси у слова біт є два значення: одиниця вимірювання інформації і частина пам’яті комп’ютера. Обидва ці поняття зв’язані наступним чином: в одному біті пам’яті зберігається один біт інформації. Бітова структура визначає першу властивість внутрішньої пам’яті комп’ютера – дискретність. Дискретні об’єми складаються з частинок. Друга властивість внутрішньої пам’яті є адреса. Вісім розміщених підряд є байт. У внутрішній пам’яті комп’ютера всі байти пронумеровані. Нумерація починається з нуля. Порядковий номер байта називається його адресою. Принцип адресації означає, що занесення інформації в пам’ять, а також вилучення її з пам’яті проводиться по адресам. Конструктивні модулі пам’яті (SIMM, DIMM).
Досить часто пам’яті не вистачає, деколи буває досить і ніколи не буває забагато. Обмеження можуть бути тільки фінансові. Об’єм пам’яті вимірюється в Мб. Чим їх більше тим краще і швидше працюють програми.
Пройшли ті часи коли пам’ять вважалася предметом розкоші, при чому займала вона велике місце. Спочатку з’явилися восьмирозрядні SIMM-модулі пам’яті – невеликі печатні плати з запаяними на них мікросхемами пам’яті, які вертикально вставляли в спеціальні роз’єми (слоти) на материнській платі.
Зазвичай на платі встановлюються від 4 до 8 таких роз’ємів, а самі SIMM-модулі були об’ємом до 4-х Мб. Технологія виробництва мікросхем пам’яті – одна з самих швидкорозвиваючихся галузей мікроелектроніки. Ще зовсім недавно пам’ять працювала набагато повільніше процесора і для звернення до неї використовувалися цикли очікування і спеціальні буферні схеми КЕШ-пам’ять.
На сьогодні застосовуються найновіші модулі пам’яті DIMM, DDR, які працюють синхронно з процесором, за останні роки швидкодія мікросхем збільшилась в тисячі разів.
А тепер поговоримо про зовнішню пам’ять комп’ютера.
Зовнішня пам’ять призначена для довгострокового зберігання програм і даних. Пристрої зовнішньої пам’яті (накопичувачі) є енергонезалежними, виключення не призводить до втрати даних. Важливою характеристикою зовнішньої пам’яті служить її об’єм. Об’єм зовнішньої пам’яті можна збільшувати, добавляючи все нові і нові накопичувачі. Не менш важливими характеристиками зовнішньої пам’яті є час доступу до інформації і швидкість обміну інформацією. Ці параметри залежать від пристрою зчитування інформації і організації типу доступу до неї. По типу доступу до інформації пристрої зовнішньої пам’яті діляться на два класи: пристрої прямого доступу і пристрої послідовного доступу. При прямому доступі час доступу до інформації не залежить від її місця розміщення на носії. При послідовному доступі час доступу залежить від місця знаходження інформації. Швидкість обміну інформацією залежить від швидкості її зчитування чи запису на носій, що визначається в свою чергу швидкістю обертання чи переміщення цього носія в пристрої. По способу запису і зчитування накопичувачі діляться в залежності від виду носія, на магнітні, оптичні і магнітооптичні. Розглянемо основні види зовнішніх носіїв інформації які визначають наявність в комп’ютері того чи іншого типу в накопичувачі. Пристрій зовнішньої пам’яті – будь-який запам’ятовуючий пристрій зв’язаний з ПК і керуючий ним, але в конструктивному відношенні виконаний окремо.
2. Оперативна пам’ять комп’ютера
Оперативна пам’ять (RAM) – це масив кристалічних комірок що зберігають дані, існує багато різних типів оперативної пам’яті, але з точки зору фізичного принципу дії розрізняють динамічну пам’ять (DRAM) і статичну пам’ять (SRAM). Комірки динамічної пам’яті можна представити в вигляді мікроконденсаторів, що можуть накопичувати заряд на своїх обкладках. Це найбільш поширений і економічно доступний тип пам’яті. Недоліки цього типу пов’язані по-перше, з тим що як при заряді так і при розряді конденсаторів незбіжні перехідні процеси, тобто запис даних відбувається порівняно повільно. Другий важливий недолік пов’язаний з тим, що заряди комірок мають властивість розсіюватися в просторі, при чому досить швидко. Якщо оперативну пам’ять постійно не підзаряджувати, втрата даних відбувається через декілька сотих долей секунди. Для боротьби з цим явищем в комп’ютері відбувається постійна регенерація комірок оперативної пам’яті. Регенерація відбувається декілька десятків разів в секунду і викликає не спонтанний розхід ресурсів обчислювальної системи.
Комірки статичної пам’яті можна представити як електронні мікроелементи – тригери, що складаються з декількох транзисторів. В тригері зберігається не заряд, а стан (включено/виключено), тому цей тип пам’яті забезпечує швидку бистродію, хоча технологічно він складніше і відповідно дорожче.
Мікросхеми динамічної пам’яті використовують в якості оперативної пам’яті комп’ютера. Мікросхеми статичної пам’яті використовують в якості допоміжної пам’яті, призначеної для оптимізації роботи процесора.
Кожна комірка пам’яті має свій адрес, який виражається числом. В наш час прийнята 32-розрядна адресація, а це означає, що всього незалежних адрес може бути 232. Таким чином в сучасних комп’ютерах можлива безпосередня адресація до поля пам’яті розміром 232 = 4294967296 байт (4,3 Гб). Однак це зовсім не означає, що саме стільки оперативної пам’яті повинно бути в комп’ютері. Граничний розмір поля оперативної пам’яті встановлений в комп’ютері, визначається мікропроцесорним комплектом (чіпсетом) материнської плати і зазвичай складає декілька сот Мб.
1) Мікросхема постійно запам’ятовуючого пристрою (ПЗП) і система BIOS.
В момент включення комп’ютера в його оперативній пам’яті немає нічого – ні даних, ні програм, оскільки оперативна пам’ять не може нічого зберігати без підзарядки комірок, але процесору потрібні команди в тому числі і в перший момент після включення.
Тому зразу після включення на адресній шині процесора виставляється стартова адреса. Це відбувається апаратно, без участі програми. Процесор звертається по виставленій адресі за своєю першою командою і потім починає працювати по програмам. Цей початковий не може вказувати на оперативну пам’ять в якій поки нічого немає. Він показує на другий тип пам’яті – ПЗУ. Мікросхема ПЗП здатна довгий час зберігати інформацію, навіть коли комп’ютер був виключений.
Комплект програм що знаходяться в ПЗП утворює базову систему вводу/виводу (BIOS). Основне призначення програм цього пакета складається в тому, щоб провірити склад і працездатність комп’ютерної системи і забезпечити взаємодію з клавіатурою, монітором, жорстким диском і дисководом гнучких дисків. Програми, що входять в BIOS, дозволяють спостерігати нам на екрані діагностичні повідомлення, що супроводжують запуск комп’ютера, а також вмішуватися в хід запуску з допомогою клавіатури.
3. Зовнішні запам’ятовуючі пристрої.
До цих пристроїв належать накопичувачі. Інформація, що використовується комп'ютером при роботі, зберігається в оперативній пам'яті. Коли комп'ютер вимикається, вміст опертивної пам'яті зникає. Необхідно мати пристрої, які б зберігали інформацію, коли комп'ютер вимкнений. Для цього в комп'ютерах використовуються різного типу накопичувані. Загальна ємність таких накопичувачів, як правило, в сотні разів перевищує ємність оперативної пам'яті комп'ютера.
Накопичувач складається з двох частин: носія — пристрою, на якому зберігається інформація, та приводу — пристрою, призначеного для зчитування інформації з носія і запису інформації на носій.
Нині існує два основних типи накопичувачів: накопичувані на магнітній стрічці (як касета в магнітофоні) і дискові накопичувані (як платівка в програвачі). Накопичувачі на стрічці є пристроями послідовного доступу, оскільки звернутися до більш віддалених частин даних можна лише після зчитування даних, що є перед ними. Накопичувачі на дисках є пристроями довільного доступу, оскільки потрібні дані можуть бути отримані без обов'язкового прочитання даних, що передують їм. Розглянемо спершу найпоширеніші дискові накопичувачі на жорсткому магнітному диску (вінчестери) і на гнучких магнітних дисках. Інформація в дискових накопичувачах, так само як і в пам'яті комп'ютера, подається у двійковому вигляді і вимірюється в байтах. Спосіб розміщення інформації на жорстких і гнучких дисках однаковий. На поверхню диска нанесено шар намагнічувального матеріалу. Запис інформації в цьому шарі відбувається на області, що розташована у вигляді
Сектори концентричних кіл і називається доріжками. Радіуси, проведені з центру диска, ділять кожну з доріжок на сектори, тобто сектор є дугою доріжки  між двома сусідніми радіусами. Максимальна кількість інформації, що може бути записана на кожний сектор, розмір сектора, — однакова. Кожна доріжка має свій номер. Усі сектори, розміщені на різних доріжках між двома сусідніми радіусами, мають однаковий номер. При записуванні і зчитуванні інформація передається посекторно, тобто передається інформація, що міститься на цілому секторі. Далі розглядатимуться обидва типи дисків.
Вінчестер
У 1973 р. фірма IBM розробила перший жорсткий диск. Він міг зберігати лише 16 Кбайтів інформації. Цей диск мав ЗО доріжок, кожна була поділена на 30 секторів. За аналогією з автоматичними гвинтівками, що мають калібр 30/30, жорсткі диски почали називати вінчестерами. Сучасні диски можуть мати ємність до 100 Гбайтів.
Як же влаштовано вінчестер? Звичайно вінчестер має від одного до п'яти або й більше оброблених з високою точністю керамічних чи алюмінієвих пластин (дисків), на які нанесено спеціальний магнітний шар. Це носії інформації. Привід вінчестера влаштовано таким чином. Диски жорстко закріплені через однакові проміжки на вертикальному стержні. Стержень з дисками обертається навколо своєї осі. Чим більша швидкість обертання, тим швидше зчитується інформація. Найважливішою частиною будь-якого накопичувача (а точніше, його приводу) є головки зчитування/запису.
Є ще одне поняття, що пов'язане з вінчестером, — циліндр (рис. 1).
Циліндр — це сукупність доріжок, розташованих одна під одною на всіх робочих поверхнях диска.
Час доступу до інформації, що міститься на жорсткому диску, вимірюється в мілісекундах, що набагато більше, ніж час доступу до інформації, котра є в оперативній пам'яті комп'ютера.
Для прискорення процесу обміну інформацією між оперативною пам'яттю та жорстким диском використовується механізм кеширування. У цьому разі кеш-пам'ять застосовується для узгодження часу взаємодії повільнодіючої дискової пам'яті зі швидкодіючою порівняно з дисковою оперативною пам'яттю комп'ютера.
Накопичувані на гнучких магнітних дисках
Накопичувачі на гнучких магнітних дисках використовуються для зберігання невеликих обсягів інформації та для її перенесення з одного комп'ютера на інший. Вони складаються з носія — дискети — і приводу, що називається дисководом (англ. drive).
Дискета — це тонка пластикова основа (диск), на яку нанесено магнітний шар. Для захисту від пилу та ушкоджень основу поміщено в жорсткий квадратний футляр, усередині якого вона може вільно обертатися.
Дискети характеризуються діаметром та ємністю. Виробники дискет прагнуть зменшити їхній діаметр та збільшити ємність. Перші дискети були восьмидюймовими (1 дюйм = 2,541 см), потім з'явилися п'ятидюймові (точніше, 5,25 дюйма) і тридюймові (3,5 дюйма) — найпоширеніші тепер.
На сучасних дискетах магнітний шар наноситься з обох боків основи. Як правило, на дискетах є позначки, що вказують на те, скільки боків дискети можна використовувати для зберігання інформації: SS (від англ. Single Side — однобічний) — однобічна дискета, DS (від англ. Double Side — двобічний) — двобічна дискета. Останнім часом однобічні дискети практично не використовуються. За кількістю інформації, яку можна зберегти, дискети також поділяються на два типи: HD (від High Density — висока щільність) і DD (від Double Density — подвійна щільність). На дискеті типу HD , вміщується більша кількість інформації, ніж на дискеті типу DD.
Зазвичай позначка на дискеті має вигляд: DS/DD, що означає двобічна, подвійної щільності; або DS/HD, тобто двобічна, високої щільності. Сучасні тридюймові дискети, як правило, є дискетами типу DS/HD та розраховані на зберігання 1,44 Мбайт інформації.
На дискеті є металева пластинка, яка закриває вікно зчитування/запису, доки дискета не вставлена в дисковід. Така конструкція дискети захищає дані, забезпечує збереження носія та є зручною для користувача. Для захисту від запису є спеціальна пластмасова пла- і стинка, що закриває чи відкриває отвір (вікно) на футлярі.
Окрім того, дискета типу HD (високої щільності) має додатковий отвір у футлярі, який вказує на те, що це дискета високої щільності. На дискетах типу DD такого отвору немає.
На дискетах обох типів закріплюються спеціальні смужки паперу — етикетки, на яких записують інформацію про вміст дискети.
Будова приводу (дисковода) для дискет схожа на будову приводу жорсткого диска. Проте, на відміну від приводу для жорсткого диска, швидкість двигуна, що обертає дискету, менша і залежить від типу дискети.
Дуже важливо вставляти дискету в дисковід правильно.
Дискету вставляють у щілину дисковода ковзною металевою пластиною вперед, так що пристрій для фіксації дискети на обертальному стержні знаходиться знизу, і підштовхують її вперед до повного входження в щілину. Щоб вийняти дискету з дисковода, досить натиснути на кнопку викиду дискети з дисковода. Дискета автоматично трішки висувається вперед і її можна легко дістати.

4. Дискові накопичувачі, їх основні характеристики та принципи роботи.
Зйомні накопичувані великої ємності
Дискети використовують для зберігання невеликих обсягів інформації. А якщо потрібно перенести з одного комп'ютера на інший велику кількість інформації, наприклад гру обсягом 200 Мбайтів? Не переписувати ж її на 200 дискет?!
Для цього були створені спеціальні накопичувачі — на оптичних дисках. За принципом дії розрізняють диски лазерно-оптичні та магнітооптичні, а також одноразового або багаторазового запису. Неперезаписувані лазерно-оптичні диски звичайно називають CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory — компакт-диск тільки для читання). Привід для таких дисків називається CDD-ROM. На такі диски інформація записується потужним лазерним променем І у спеціальних умовах. Так виготовляється тільки один — перший диск, з якого робиться масове тиражування.
Перезаписувані лазерно-оптичні диски можуть бути з одноразовим записом (CD-R — CD-Recordable — такий, що допускає запис) або багаторазовим (CD-RW — ReWriteable — такий, що допускає повторний запис). Для таких дисків використовують спеціальні приводи, за допомогою яких І можна не лише читати, а й записувати» інформацію на диск, їх також називають CD-RW. Зчитування і запис у лазерно-оптичних накопичувачах здійснюється за допомогою лазерного променя. Ємність таких дисків сягає 1 Гбайта.
У магнітооптичних дисках, на відміну від лазерно-оптичних, запис інформації здійснюється магнітною головкою, а зчитування — лазерним променем.
Для зберігання великих обсягів відеоінформації (музичні кліпи, кінофільми, ігри) використовується технологія DVD (Digital Video Device — цифровий відеопристрій), заснована на іншому принципі зберігання відеоінформації — у цифровому форматі. Ємність таких носіїв інформації в кілька разів більша від ємності компакт-дисків.
Окрім дискових накопичувачів, для зберігання інформації застосовуються накопичувачі на магнітній стрічці. Носієм інформації тут є картридж (від англ. cartridge — касета) — касета з магнітною стрічкою, схожою на касету для магнітофона. Пристрій для запису інформації на магнітну стрічку (привід накопичувана) називається стримером (від англ. streamer — довга вузька стрічка) і є стрічко протяжним механізмом. Накопичувачі на стрічках використовуються для зберігання копії інформації, яка міститься на вінчестері.
Ємність таких накопичувачів близька до ємності вінчестерів.

Закріплення нового матеріалу.
1. Що таке внутрішня пам’ять?
(Внутрішня пам’ять (основна) – пам’ять високої швидкості і обмеженого об’єму.)
2. Яка найменша частинка пам’яті комп’ютера?
( біт.)
3. Які існують конструктивні модулі пам’яті?
( SIMM i DIMM.)
4. Що таке оперативна пам’ять?
( це масив кристалічних комірок що зберігають дані.)
5. Як називаються комірки статичної пам’яті?
( тригери.)
6. Хто скаже що таке пристрої зовнішньої пам’яті?
(це будь-який запам’ятовуючий пристрій пов’язаний з ПК і керуючий ним, але в конструктивному відношенні виконаний окремо.)
7. Для чого призначена зовнішня пам’ять?
(для тривалого зберігання програм і даних.)
8. Що таке жорсткий магнітний диск?
(це декілька алюмінієвих пластин, покритих магнітооптичним шаром, які разом з механізмом зчитування і запису вміщені в герметично закритий корпус в середині системного блоку.)
9. Що являють собою накопичувачі на змінних магнітних дисках?
(вони являють собою пристрої зовнішньої пам’яті в яких якості носіїв використовують пластини з магнітним покриттям.)
10. Що таке накопичувачі на гнучких магнітних дисках?
(це пристрої які дозволяють комп’ютеру зчитувати і записувати інформацію на гнучкі магнітні диски (дискети), які призначені для зберігання невеликих об’ємів інформації.)
11. Букви якого алфавіту використовуються для звертання до диску?
(букви латинського алфавіту.)

Завдання додому.