Цель: познакомить учащихся с видами внутренней памяти; показать работы ОЗУ, ПЗУ, CMOS.
Требования к знаниям и умениям:
учащиеся должны знать:
- структуру ОЗУ и ПЗУ;
- назначение различных видов памяти;
- характеристики типов внутренней памяти;
учащиеся должны уметь:
- различать устройства внутренней памяти;
- понимать взаимодействие внутренней памяти с другими устройствами, в частности с процессором.
Программно-дидактическое обеспечение: ПК, модели устройств компьютера.
Ход урока
I. Постановка целей урока
- Память компьютера – это физическое устройство, которое можно взять в руки (в отличие от памяти человека).
- Что общего между памятью человека и памятью компьютера.
- Что компьютер “помнит” всю свою жизнь, а что “забывает” каждый день.
- Как компьютер “узнает”, что у него появилось новое устройство или произошла замена устаревшего.
II. Изложение нового материала
Так как компьютер моделирует все информационные функции человека, то он должен иметь память для хранения информации. Память в компьютере используется нескольких типов, отличающихся по своему функциональному назначению, а также конструктивно. Рассмотрим память компьютера, которая по отношению к процессору является внутренней.
Такая память в свою очередь является обязательной частью любого компьютера и располагается на материнской плате.
Такая память в свою очередь также различается по типам.
1. Оперативная память
Оперативная память (RAM – Random Access Memory) – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные.
В ячейку можно записать только 0 или 1, т. е. 1 бит информации. Такая ячейка так и называется – “бит”.
Это наименьшая частица памяти компьютера и в связи с этим память имеет битовую структуру, которая определяет первое свойство оперативной памяти – дискретность.
Упражнение 1.
Вспомните, что такое дискретность и приведите примеры дискретных структур.
Бит является слишком маленькой единицей информации, поэтому биты объединили в группы по 8 и получили байт.
Каждый байт получает порядковый номер – адрес. Адресуемость – второе свойство оперативной памяти. Нумерация начинается с нуля.
Таким образом, память можно представить себе в виде многоквартирного дома, в котором квартиры – это байты, а номер квартиры – адрес. Чтобы найти нужную информацию, необходимо знать адрес байта, в котором она хранится. Именно так поступает процессор, когда обращается за данными и программам к оперативной памяти.
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/ccfcb57b-0c6c-402b-a942-
2a8aea124470/%5BINF_028%5D_%5BAM_23%5D.swf
Доступ любой ячейке памяти осуществляется в любой момент времени. Поэтому оперативную память называют памятью с произвольным доступом.
Группа из нескольких байтов, которые процессор может обработать как единое целое, называется машинным словом. Длина машинного слова бывает различной – 8, 16, 32 бита и т.д. Адрес машинного слова равен адресу младшего байта, входящего в это слово.
Объем оперативной памяти зависит от количества разрядов, отведенных под адрес. В настоящее время принята 32-разрядная адресация, а это значит, что всего независимых адресов может быть 232 = 4294967296 байт.
Рассмотрим физический принцип действия оперативной памяти. С этой точки зрения различают динамическую память (DRAM) и статистическую память (SRAM).
Вывод: оба вида памяти запоминающих микросхем успешно конкурируют между собой, поскольку ни одна из них не является идеальной. С одной стороны, статическая память значительно проще в эксплуатации, т.к. не требует регенерации, и приближается по быстродействию к процессорным микросхемам. С другой стороны, она имеет меньший информационный объем и большую стоимость, сильнее нагревается при работе. На практике в данный момент выбор микросхем для построения ОЗУ всегда решается в пользу динамической памяти. И все же быстродействующая статическая память в современно компьютере тоже обязательно есть – кэш-память.
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/113b2db9-92ab-4044-
b38e-02ada4305454/%5BINF_028%5D_%5BAM_22%5D.swf
Физическое устройство оперативной памяти определяет ее третье свойство – энергозависимость. ОЗУ используется для временного хранения данных и программ.
Оперативную память в компьютере размещают на стандартных панельках, называемых модулями.
Модули вставляются в соответствующие разъемы на материнской плате. Такая конструкция облегчает процесс замены или наращивания памяти. Важнейшей характеристикой модулей ОЗУ является их быстродействие, т.е. у памяти есть своя скорость работы. У современных модулей скорость доступа к информации порядка 10 нс.
2. Постоянная память
Постановка проблемы
Попытайтесь себе представить, что происходит в момент включения компьютера. Где процессор должен брать свои первые команды?
- Может ли процессор брать свои первые команды из оперативной памяти? Почему?
- Может ли процессор брать свои первые команды из внешней памяти? Почему?
- Какой должна быть память, чтобы процессор мог к ней обратиться в момент старта?
Вывод: первую свою команду процессор находит в памяти, которая в отличие от магнитных и оптических дисков является внутренней и, в отличии от ОЗУ , энергонезависимой, т.е. хранит информацию постоянно, даже после выключения компьютера. В ПЗУ хранится информация об устройствах компьютера, т.е. параметры и характеристики монитора, жесткого диска, мыши т.д. для того, чтобы при включении компьютера, прежде чем начать работу, можно было убедиться, что все они работоспособны.
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/a17a749f-46c0-45d6-
b268-156b3398d2bb/%5BINF_028%5D_%5BAM_24%5D.swf
- Как вы считаете, знали ли изготовители ПЗУ параметры вашего жесткого диска или монитора?
- Вы сменили монитор. Как сообщить о его параметрах ПЗУ, если вы сами не можете в нем изменить информацию?
- Можно ли записать эту информацию в ОЗУ?
Вывод: необходима такая память, в которую можно было бы записать информацию, и которая была бы энергонезависимой. И такая память действительно есть называется она CMOS.
3. CMOS-память.
CMOS – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки расположенной на материнской плате. Зарядки батарейки хватает на несколько лет. Наличие такого вида памяти позволяет отслеживать время и календарь, даже если компьютер выключен.
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/af250365-f3b9-4e07-
bb5a-f6a86c0ac204/%5BINF_028%5D_%5BAM_25%5D.swf
4. Flash-память
Еще один вид энергонезависимой памяти, который в отличие от ПЗУ, допускает многократную перезапись своего содержимого с дискеты - Flash Memory.
III. Закрепление
Решите задачи:
№1 (индивидуальная работа)
В таблице поставьте знак “+”, если операцию можно производить, и “-” - если нельзя.
| Память | Чтение | Запись | Хранение |
| ОЗУ | |||
| ПЗУ | |||
| CMOS | |||
| Flash |
(Работа в группах)
№2. Объем оперативной памяти равен 1 Мбайту и она содержит 524288 машинных слов. Сколько бит содержит каждое машинное слово?
(Решение: 1. 1*1024*1024*8=8388608 – объем ОЗУ
2. 8388608 : 524288=16 бит – размер машинного слова)
№3. Шестнадцатеричный адрес последнего байта оперативной памяти равен 7FF. Какой объем имеет эта оперативная память?
(Решение: 1. 7FF16 = 204710.
2. нумерация байтов начинается с нуля, значит всего байтов 2048.
3. 2048 : 1024 = 2 Кбайта)
№4. 3FC – шестнадцатеричный адрес последнего машинного слова оперативной памяти компьютера. Ее объем равен 1 Кбайту. Найдите длину машинного слова (в байтах).
(Решение: 1. 1 Кбайт = 1024 байта
2. адрес последнего байта равен 1023, т.к. нумерация байтов с нуля
3. 3FC16 = 102010 – адрес последнего машинного слова в десятичной системе
4. 1020 1021 1022 1024 – 4 байта длина машинного слова)
IV. Итоги урока
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/cc134240-d142-45a1-
b4d7-d73e7aa71e39/%5BINF_028%5D_%5BQS_10%5D.html
1. Оценить работу класса.
V. Домашнее задание
Уровень знания: знать виды, особенности и основные характеристики внутренней памяти компьютера.
Уровень понимания:
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/09345b27-
f645-4270-93c7-da070d8e0273/9_46.pps - выполнить тест