Bits Bytes informationsstruktur internminne- bit-byte

Egenskaper för internminnet 1. Diskrethet (latin discretus) - intermittent, bestående av separata delar) En minnescell som lagrar ett binärt tecken kallas BIT. BIT 0 eller 1 binärt kodad 2. Adresserbarhet Byte av minne - den minsta adresserbara delen av internminnet Processorn får åtkomst till internminnet genom adresser Internminnets struktur BytesBits Sekvensnumret för en byte kallas dess ADDRESS

Fil - ett namngivet utrymme på en disk för lagring av information Information på externa media har filorganisation Informationsstruktur externt minne informationsstruktur externt minne - fil Typer av information: text, numerisk, grafik, ljud

Magnetiska bandenheter NML (streamers) Kassettenheter Magnetiska diskenheter NMD (diskenheter) CD-ROM-enheter Optiska (laser) enheter Diskettenheter (disketter) Hårddiskar (hårddiskar) CD-R, CD-RW DVD-enheter -ROM

En enhet för att skriva och läsa information från disketter är en diskenhet (FDD - Floppy Disk Drive). Informationskapaciteten på en diskett är liten och uppgår till endast 1,44 MB. Hastigheten för att skriva och läsa information är också låg (cirka 50 KB/s) på grund av skivans långsamma rotation (360 rpm). Flexibel magnetiska skivor(diskett, diskett)

För att information ska kunna lagras på en skiva måste skivan formateras, d.v.s. den fysiska och logiska strukturen för disken måste skapas. Under formateringsprocessen bildas koncentriska spår på skivan, som i sin tur är uppdelade i sektorer; för detta placerar enhetens magnethuvud spår- och sektormärken på vissa ställen på skivan.

Efter att ha formaterat en 3,5" diskett, kommer dess parametrar att vara följande:

Den första hårddisken utvecklades av IBM 1973 och hade en kapacitet på 16 KB. Hårda magnetiska skivor är flera skivor placerade på samma axel, inneslutna i ett metallhölje och roterande med hög vinkelhastighet. På grund av de många spåren på varje sida och ett stort antal skivans informationskapacitet hårddiskar kan överskrida informationskapaciteten för disketter med tiotusentals gånger och nå hundratals GB. Hastigheten för att skriva och läsa information från hårddiskar är ganska hög (cirka 133 MB / s) på grund av den snabba rotationen av diskar (7200 rpm).

Magnetband Enheter för att skriva och läsa information från flexibla magnetband kallas en streamer. Magnetband är: Kassettrulle designad för att skapa dataarkiv, Reserv exemplar; är en flexibel plasttejp belagd med ett tunt magnetiskt lager; information registreras med hjälp av magnetisk registrering; Kapaciteten hos ett magnetband kan nå flera gigabyte.

Används för att lagra en stor mängd information på ett litet område; skivan är gjord av polykarbonat, som är belagd på ena sidan med ett reflekterande lager; information fångas in optisk inspelning; optisk diskkapacitet - från 640 MB och över Laser (optiska) diskar

MAGNETOPTISK DISK används vid konstruktion av optiska bibliotek; är ett polykarbonatsubstrat 1,2 mm tjockt, på vilket flera tunnfilmsskikt appliceras; information registreras både med hjälp av magnetisk och optisk registrering; upp till 9,1 GB magneto optisk skivkapacitet.

Flash - diskar (kort) Flash-minne är en icke-flyktig typ av minne som låter dig spela in och lagra data i mikrokretsar. Enheter baserade på flash-minne har inga rörliga delar, vilket garanterar hög datasäkerhet när de används i Mobil enheter. Flashminne är ett mikrochip placerat i ett miniatyrpaket. För att skriva eller läsa information ansluts enheterna till en dator via en USB-port. Informationskapacitet för minneskort från 256 MB - 4 GB. Läsanordningar - Kortläsare.

De första proverna av flashminne utvecklades av Toshiba redan 1984, men dess massanvändning började bara för några år sedan med tillkomsten av digitalkameror. Flash-minne används allt mer för att lagra och överföra data. Idag tillverkar tillverkare flera typer av kort och USB-enheter, som först dök upp 2001.

Lektion 6 Principer för organisation av internt och externt minne.

Frågor som studeras:

Dator som en modell av en person som arbetar med information.

System för informationsutbyte i en dator.

Skillnad mellan program och data.

Skillnaden mellan internt och externt datorminne.

Principen för binär kodning av information.

Strukturen av datorns interna minne, dess egenskaper.

Media och externa minnesenheter.

Analogi mellan människa och dator.

Enligt dess syfte är datorn universell tekniska medel för en persons arbete med information. Datorminne lagrar data och program.

Von Neumanns principer

• Sammansättning av datorenheter

  Data och program lagras i datorns allmänna minne

  Data och program lagras i datorns minne i form av en binär kod.

  Att skriva information till minnet, såväl som att läsa den från minnet, utförs på adresser

Datorns interna minne.

Internminnet består av partiklar - bitar. En bit minne lagrar en bit information.

Minnesbyte - den minsta adresserbara delen av internminnet (1 byte = 8 bitar)

Alla bytes är numrerade från 0

Bytenummer - minnesbyteadress

Processorn kommer åt minnet genom adresser

Media och externa minnesenheter

Magnetisk minne - streamers och diskenheter;

Optiskt minne - CD, DVD (ROM, R, RW);

Elektroniskt minne - minneskort, flashenheter.

Verifieringsarbete.

1. Vilken av följande egenskaper gäller för operativ, och vilken - till extern minne?

a) Det är flyktigt.

b) Dess volym mäts i tiotals och hundratals gigabyte.

c) Används för långtidsförvaring information.

d) Dess volym mäts i hundratals megabyte eller flera gigabyte.

e) Mer snabb åtkomst.

f) Används för tillfällig lagring av information.

g) Långsammare åtkomst.

Som Minne V bytes tar nästa binär kod: ? Förklara ditt svar.

Text i volym 1024 bitar belägen i random access minne , med början från bytenummer 10 . Vad blir adressen sista byte, som upptas av den givna texten?

Lista minst fem enheter du känner extern minne.

Vad skillnad diskar CD- ROM, CD- RW Och CD- R?

Läxa. P. 5.6

Beskrivning av presentationen på enskilda bilder:

1 rutschkana

Beskrivning av bilden:

Datorns syfte och enhet. Principer för organisation av internt och externt minne.

2 rutschkana

Beskrivning av bilden:

3 rutschkana

Beskrivning av bilden:

MINNESKARAKTERISTIKA: Kapacitet - den maximala mängd information som "passar" in olika enheter minne; Hastigheten för tillgång till information; Metod för åtkomst till information - direkt eller sekventiell; Principen för skriv-läsning - magnetisk eller optisk

4 rutschkana

Beskrivning av bilden:

MINNESTYPER Extern Intern VZU (externa lagringsenheter) är designad för långtidslagring av användarinformation. Den kan uppdateras, raderas i onödan. Denna typ av minne är inte utformat för att lagra användarinformation. Det används av systemet självt och säkerställer att det fungerar Hårddiskar CD-skivor Flash-baserade enheter Random Access Memory (RAM) Cacheminne Skrivskyddat minne

5 rutschkana

Beskrivning av bilden:

EXTERNT MINNE Huvudfunktionen hos datorns externa minne är möjligheten att lagra en stor mängd information (program, dokument, ljud- och videoklipp etc.) under lång tid. En enhet som tillhandahåller skriv-/läsinformation kallas en enhet eller en diskenhet, och information lagras på media (till exempel disketter). Information på externa medier har en filorganisation. En fil är information som lagras på ett externt medium och har ett eget namn.

6 rutschkana

Beskrivning av bilden:

Disketter En diskett, även känd som en diskett eller diskett, är en rund flexibel platta med ett magnetiserat lager insatt i ett plastfodral. Disketten roterar i ett plastfodral, skyddat av två distanser för att minska friktionen. Principen för inspelning på disketter är magnetisk. Tillgång till information är direkt. På disketter (3,5 tum) finns det ett läge för att skydda information från radering och skrivning, vilket görs genom att växla motsvarande strömbrytare på ett plastkuvert. En vanlig diskett innehåller 1,44 MB information. Disketter behöver mycket noggrann lagring. De kan inte blötas, slås, behandlas slarvigt.

7 rutschkana

Beskrivning av bilden:

HÅRDA MAGNETISKA DISKAR HDD(HDD - Hard Disk Drive) hänvisar till icke-utbytbara magnetiska diskenheter. Hårda magnetiska skivor är flera dussintals skivor placerade på samma axel, inneslutna i ett metallhölje och roterar med hög vinkelhastighet. Hastigheten för att skriva och läsa information från hårddiskar är ganska hög (cirka 133 MB / s) på grund av den snabba rotationen av diskar (7200 rpm). Hårddiskar använder ganska ömtåliga och miniatyrelement. För att bevara informationen och prestanda för hårddiskar är det nödvändigt att skydda dem från stötar och plötsliga förändringar i rumslig orientering under drift.

8 glida

Beskrivning av bilden:

LASERDRIVARE OCH SKIVA Laserenheter använda den optiska principen för att läsa information. På CD (CD - Compact Disk, CD) och DVD (DVD - Digital Video Disk, digital video disc) laserskivor spelas information in på ett spiralspår (som på en grammofonskiva) som innehåller alternerande sektioner med olika reflektionsförmåga. Laserstrålen faller på ytan av den roterande skivan, och intensiteten hos den reflekterade strålen beror på reflektionsförmågan hos spårsektionen och antar värdena 0 eller 1.

9 rutschkana

Beskrivning av bilden:

FLASH-MINNESENHETER Flash-minne är en icke-flyktig typ av minne som låter dig skriva och lagra data i mikrochips. Enheter baserade på flash-minne har inga rörliga delar, vilket garanterar hög datasäkerhet när de används i mobila enheter. Flashminne är ett mikrochip placerat i ett miniatyrpaket. För att skriva eller läsa information ansluts enheterna till en dator via en USB-port. Informationskapaciteten på minneskort når 16 GB. Minneskort

10 rutschkana

Beskrivning av bilden:

INTERNT MINNE Enheterna som utgör internminnet finns på "moderkortet" i systemblock. Denna typ av minne är inte utformat för att lagra användarinformation. Hon är van datorsystem. Egenskaper för internminnet: Diskrethet; Diskreta föremål är uppbyggda av enskilda partiklar. Minnet består av enskilda celler som kallas bitar. Adresserbarhet. Inmatning av information i minnet, såväl som att hämta den från minnet, sker på adresser.

11 rutschkana

Beskrivning av bilden:

Bagge stor volym, direkt ansluten till processorn och avsedd för att skriva, läsa och lagra körbara program och data som bearbetas av dessa program.

| Datorns syfte och enhet. datorns minne

Lektion 6
Datorns syfte och enhet. Principer för organisation av internt och externt minne

§5. Datorns syfte och enhet
§6. datorns minne

Datorns syfte och enhet

Huvudämnen, stycke:

Vad är gemensamt mellan en dator och en person;
- vilka enheter som ingår i datorn;
- vad är data och program;
- Von Neumanns principer.

Frågor som studeras:

Vad har datorer och människor gemensamt?

Med den här lektionen börjar vi vår bekantskap med datorn. För datavetenskap är en dator inte bara ett verktyg för att arbeta med information, utan också ett studieobjekt. Du får lära dig hur en dator fungerar, vilket arbete du kan göra med den, vilka mjukvaruverktyg som finns för detta.

Sedan urminnes tider har människor försökt göra sitt arbete lättare. För detta ändamål skapades olika maskiner och mekanismer som förbättrar en persons fysiska förmåga. En elektronisk dator (i modern terminologi - en dator) (Fig. 2.1) uppfanns i mitten av 1900-talet för att förbättra förmågan hos en persons mentala arbete, det vill säga att arbeta med information.

Det är känt från vetenskapens och teknikens historia att människan "kikade" på idéerna om många av sina uppfinningar i naturen.

Till exempel, redan på 1400-talet, studerade den store italienske vetenskapsmannen och konstnären Leonardo da Vinci strukturen hos fåglars kroppar och använde denna kunskap för att designa flygplan.

Den ryska forskaren N. E. Zhukovsky, grundaren av aerodynamiken, studerade också mekanismen för fågelflyg. Resultaten av dessa studier används i beräkningar av flygplanskonstruktioner.

Har en dator en prototyp i naturen? Ja! Människan själv är en sådan prototyp. Endast uppfinnarna försökte överföra till datorn inte de fysiska, utan de intellektuella förmågorna hos en person.

Enligt sitt syfte är en dator ett universellt tekniskt verktyg för en person att arbeta med information.

Enligt enhetens principer är en dator en modell av en person som arbetar med information..

Vilka enheter ingår i datorn

Mänsklig informationsaktivitet är uppdelad i komponenter:

Mottagning (inmatning) av information;
memorering av information (lagring i minnet);
tankeprocess (informationsbehandling);
överföring (output) av information.

Datorn innehåller enheter som utför liknande funktioner:

Inmatningsapparater;
minnesenheter - minne;
bearbetningsenhet - processor;
utgångsenheter.

Under datordrift kommer information in i minnet genom inmatningsenheter; processorn extraherar den bearbetade informationen från minnet, arbetar med den och placerar bearbetningsresultaten i minnet; resultaten som erhålls genom utmatningsenheterna rapporteras till personen.

Oftast används tangentbordet som inmatningsenhet och monitorn eller skrivaren (utskriftsenheten) används som utmatningsenhet.

Vad är data och program

Och ändå kan man inte identifiera "en dators sinne" med en persons sinne. Den viktigaste skillnaden är att datorns arbete är strikt underordnat programmet som är inbäddat i det, medan personen själv kontrollerar sina handlingar.

Datorminne lagrar data och program.

Data- detta är den bearbetade informationen som presenteras i datorns minne i en speciell form.

Programär en beskrivning av sekvensen av åtgärder som en dator måste utföra för att lösa en given databearbetningsuppgift.

Om information för en person är den kunskap han besitter, så är information för en dator data och program lagrade i minnet. Data är den "deklarativa kunskapen", program är datorns "procedurkunskap".

Von Neumanns principer

År 1946 formulerade den amerikanske vetenskapsmannen John von Neumann de grundläggande principerna för design och drift av datorer. Sammansättningen av datorenheter som beskrivs ovan och interaktionen mellan dem kallas von Neumann-arkitekturen. Neumann-arkitekturen kännetecknas av närvaron av en enda processor som styr driften av alla andra enheter. Du har ännu inte blivit bekant med andra von Neumanns principer.

Kort om det huvudsakliga

Datorär en mjukvarustyrd enhet för att utföra alla typer av arbete med information.

Datorn innehåller: processor, minne, inmatningsenheter, utgångsenheter.

Lagras i datorns minne data och program.

Dator fungerar på program skapad av människan.

Frågor och uppgifter

1. Vilka mänskliga förmågor återger en dator?

2. Lista de viktigaste enheterna som utgör datorn. Vad är syftet med var och en av dem?

3. Beskriv processen för informationsutbyte mellan datorenheter.

4. Vad är ett datorprogram?

5. Vad är skillnaden mellan data och program?

6. Förbered en rapport om principerna formulerade av von Neumann.

datorns minne

Huvudämnen, stycke:

Internt och externt minne;
- strukturen på datorns interna minne;
- program i datorns minne;
- media och externa minnesenheter.

Frågor som studeras:

Dator som en modell av en person som arbetar med information.
- Schema för informationsutbyte i en dator.
- Skillnad mellan program och data.
- Skillnaden mellan internt och externt datorminne.
- Principen för binär kodning av information.
- Strukturen på datorns interna minne, dess egenskaper.
- Media och externa minnesenheter.

Internt och externt minne

Genom att arbeta med information använder en person inte bara sin kunskap, utan också böcker, referensböcker och andra externa källor. I kapitel I "Människa och information" noterades att information kan lagras i en persons minne och på externa medier. En person kan glömma den memorerade informationen, och posterna lagras mer tillförlitligt.

Datorn har också två typer av minne: internt (operativt) och externt (långtids) minne.

Inre minne- Det här elektronisk anordning, som lagrar information medan den drivs av el. När datorn kopplas bort från nätverket försvinner information från RAM. Programmet under dess körning lagras i datorns interna minne.

Den formulerade regeln hänvisar till Neumann-principerna. Denna regel kallas principen för lagrat program.

Externt minne- dessa är olika magnetiska media (band, diskar), optiska diskar, flashminneskort. Att spara information på externa media kräver inte konstant strömförsörjning.

Moderna datorer har en annan typ av internminne som kallas Skrivskyddat minne - ROM. Detta är ett icke-flyktigt minne, från vilket information endast kan läsas.

Figur 2.2 visar sammansättningen av datorenheterna. Pilarna visar riktningarna för informationsutbytet.

Strukturen på datorns interna minne

Datorenheter utför visst arbete med information (data och program). Men hur representeras själva informationen i en dator? För att svara på denna fråga, låt oss titta inuti maskinens minne. Strukturen för det interna minnet i en dator kan villkorligt avbildas som visas i fig. 2.3.

Den minsta enheten av datorminne kallas en bit minne. I figur 2.3 representerar varje cell en bit. Du ser att ordet "bit" har två betydelser: en måttenhet för mängden information och en partikel av datorminne. Låt oss visa hur dessa begrepp är relaterade.

Varje minnesbit kan lagras i det här ögonblicket ett av två värden: noll eller ett. Användningen av två tecken för att representera information kallas binär kodning.

Data och program i datorns minne lagras i binär form.

Ett tecken i ett alfabet med två tecken innehåller 1 bit information.

En bit minne innehåller en bit information.

Bitstrukturen definierar den första egenskapen i en dators interna minne - diskrethet. Diskreta föremål är uppbyggda av enskilda partiklar. Till exempel är sand diskret, eftersom den består av sandkorn. "Sandkorn" datorns minneär bitar.

Den andra egenskapen hos datorns interna minne är adresserbarhet. Åtta på varandra följande minnesbitar bildar en byte. Du vet att detta ord också betecknar en kvantitetsenhet av information, lika med åtta bitar. Därför lagras en byte med information i en byte i minnet.

I en dators interna minne är alla byte numrerade. Numreringen börjar från noll.

Sekvensnumret för en byte kallas dess adress.

Adresserbarhetsprincipen innebär att:

Att skriva information till minnet, såväl som att läsa den från minnet, utförs på adresser.

Program i datorns minne

Flera på varandra följande minnesbytes bildar en minnescell vars adress är adressen till den minst signifikanta byten, det vill säga byten med det minsta antalet. Figur 2.4 visar principen för adressering med 4-byte minnesceller som ett exempel.

En minnescell kan lagra en programinstruktion eller dataelement som bearbetas av programmet (till exempel ett nummer). Ett maskinprogram är en uppsättning instruktioner som finns i på varandra följande minnesceller (fig. 2.5).

Programteam består av den operativa delen - operationskoden och adressdelen - adresserna till platsen för den behandlade datan i minnet. Op-koden anger åtgärden som processorn utför på kommando. Processorns uppgift är att automatiskt utföra en sekvens av programkommandon tills den tar slut (stoppkommandon).

Media och externa lagringsenheter

Externa minnesenheter– Det här är enheter för att läsa och skriva information till externa medier. Information på externa media lagras som filer. Du kommer att lära dig mer om filer senare.

De viktigaste externa minnesenheterna i moderna datorer är magnetiska diskenheter(NMD), eller diskenheter.

Principen för magnetisk inspelning uppfanns på 1920-talet. Då dök det upp akustiska bandspelare som gjorde det möjligt att spela in tal, musik på ett magnetband och sedan spela upp de inspelade ljuden. Den första typen av externa minnesenheter på datorer var magnetiska bandenheter - analoger till akustiska bandspelare.

En modern NMD fungerar på samma sätt som en bandspelare. En binär kod skrivs på skivytan täckt med ett tunt ferromagnetiskt skikt: det magnetiserade området är ett, det icke-magnetiserade området är noll. När den läses från disk omvandlas denna post till nollor och ettor i interna minnesbitar.

Ett inspelningshuvud förs till skivans magnetiska yta (fig. 2.6), som kan röra sig längs radien. Under NMD-drift roterar skivan. I varje fast läge samverkar huvudet med det cirkulära spåret. Binär information registreras på dessa koncentriska spår.

En annan typ av externa media är optiska skivor (deras andra namn är laserskivor). De använder inte en magnetisk, utan en optisk-mekanisk metod för att registrera och läsa information.

Först dök det upp laserskivor, på vilka information endast spelas in en gång. Det går inte att radera eller skriva över. Sådana diskar kallas CD-ROM - Compact Disk-Read Only Memory, vilket betyder "compact disk - read only". Senare uppfanns omskrivbara laserskivor, CD-RW-skivor. På dem, såväl som på magnetiska media lagrad information kan raderas och skrivas om.

Media som en användare kan ta bort från en enhet kallas flyttbara media.

Av de flyttbara medierna har laserskivor av typen DVD (Digital Versatile Disk - en universal digital disk) den största informationskapaciteten. De kallas ibland videoskivor. Mängden information som lagras på en DVD mäts i gigabyte. Filmer inspelade på DVD kan ses på en dator, precis som på TV.

En relativt ny typ av extern minnesenhet är flashminne. Flashminnesenheten är ansluten till datorn via en universell USB-kontakt.

Kort om det huvudsakliga

Datorn består av internt och externt minne.

Det körbara programmet lagras i internminnet (principen för lagrad program).

Information i datorns minne är i binär form.

Den minsta enheten i en dators internminne är lite. En bit av minnet lagrar en bit information: värdet 0 eller 1.

Åtta på varandra följande bitar bildar en byte av minne. Byten numreras med början från noll. Sekvensnumret för en byte kallas dess adress.

I internminnet skrivs och läses information på adresser.

Ett maskinprogram är en uppsättning instruktioner som finns i på varandra följande minnesceller.

Externt minne: magnetiska skivor; optiska (laser) skivor - CD, DVD; flashminne.

Frågor och uppgifter

1. Försök att förklara varför en dator behöver två typer av minne: internt och externt. Förbered ett meddelande.

2. Vad är principen för lagrat program?

3. Vilken egenskap är diskret i en dators interna minne?

4. Vilka är de två betydelserna av ordet "bit"? Hur är de släkt?

5. Vad är adresserbarhetsegenskapen för datorns interna minne?

6. Vad är ett maskinprogram? Vilken information finns i ett programkommando?

7. Namnge din dators externa lagringsenheter och ta bilder av dem.

8. Vilka typer av optiska skivor känner du till?

Elektronisk ansökan för lektionen

Ladda ner lektionsmaterial