фоторедактор онлайн фотошоп онлайн игры онлайн

Урок-кейс «Дискові накопичувачі: їх основні характеристики та принципи роботи»


DVD-кейс
Автор кейсу: Паутинка А., Паутинка С., Гресько Л. 
Каскад: Математика та комп'ютери.
Рівень: 11 клас.
Урок: Комп'ютери та програмування.

Мета: засвоїти знання з різних галузей наук, практики та перспектив на прикладі кейсу «Дискові накопичувачі, їх основні характеристики та принципи роботи».

Завдання:
- проаналізувати зібрану цільову інформацію;
- опанувати знання наук, що стосуються відповідної галузі;
- ознайомитися з різними видами дискових накопичувачів, їх основними характеристиками та принципами роботи;
- поповнити технічний лексикон такими термінами з теми;
- проаналізувати роль дискових накопичувачів у житті сучасної людини.

Обладнання: зразки жорсткого диска, дискет, СD, схема жорсткого диска.


Розгортка за предметами:

Реклама
Інформатика
Історія
Біологія
Бізнес
Інновації
Дизайн
 


Для зберігання програм та даних в ПК використовують різного роду накопичувачі, загальна ємність яких зазвичай в сотні разів більша за ємність оперативної пам’яті.
Пригадайте, у якому вигляді інформація представляється у комп’ютері? (двійковому).
А як послідовності із 1 та 0 зберігаються на жорстких дисках, оптичних дисках?
ПредметРеклама

Погляньте на логотипи та згадайте, які існують популярні виробники накопичувачів інформації:
    

виробники накопичувачів інформації    

Давайте переглянемо рекламний ролик жорсткого диска:



Завдання:
До вас звернувся відомий виробник накопичувачів з завданням зробити креативну рекламу його продукції. В PowerPoint-і зробіть презентацію цього ролику.

Предмет Інформатика

Накопичувачі інформації представляють собою гамму пристроїв для запам’ятовування з різним принципом дії, фізичними та технічними характеристиками. Основною властивістю та призначенням накопичувачів є зберігання та відображення інформації. Пристрої для запам’ятовування прийнято ділити на види та категорії в зв’язку з принципами функціонування, технічними, фізичними та програмними характеристиками тощо.
 
накопичувачі інформації
накопичувачі інформації 

Накопичувач на жорстких магнітних дисках (НЖМД)

Жорсткий диск – основний пристрій для довгострокового зберігання великих обсягів даних і програм. Насправді цей пристрій складається не з одного диска, а з групи співвісних дисків, що мають магнітне покриття й обертаються з високою швидкістю.

Завдання:
Назвіть основні параметри жорстких дисків. Дайте їх характеристику.

вінчестер 
Над кожною поверхнею розташовується голівка, призначена для зчитування-записування даних. При високих швидкостях обертання дисків (90–250 об/с) між голівкою і поверхнею утворюється аеродинамічна подушка, і голівка «летить» над магнітною поверхнею на висоті, що складає долі тисячних часток міліметра. При зміні сили струму, що протікає через голівку, відбувається зміна напруженості динамічного магнітного поля в зазорі, що викликає зміни в стаціонарному магнітному полі феромагнітних частинок, які утворюють покриття диска. Так здійснюється запис даних на магнітний диск.



Завдання:
Операція зчитування відбувається в зворотному порядку. Опишіть самостійно цей процес.
Що таке контролер жорсткого диска та як від функціонує?

Магнітооптичні накопичувачі (МН) — це пристрої з магнітним носієм і оптичним (лазерним) управлінням.

Завдання:
Знайдіть інформацію, як працює технологія запису та зчитування на магнітооптичному накопичувачі.

У цей час існують такі формати магнітних дисків: 3.5", 2.5", 5.5" і 12". Найрозповсюдженішими є диски 3,5" ємністю 640 Мбайт з часом доступу 30–60 мс. Ємність 12" дисків досягає 7 Гбайт.
Навіщо на 3.5" дискетах використовується невеликий отвір з задвижкою?
Магнітооптичні диски поступаються магнітним накопичувачам за показником продуктивність/ціна і за часом доступу. У той же час вони надійні і не піддаються впливу зовнішніх магнітних полів.
Крім звичайних магнітних дисків, на практиці знайшли широке використання оптичні бібліотеки з автоматичною зміною дисків. Їх ємність досягає декілька терабайт. Час зміни диска складає декілька секунд. Наприклад, накопичувач Alpine 1100 (рис. 16) має 12 дисководів, 238 дисків у накопичувачі, максимальна ємність 1095 Гбайт, середній час зміни дисків — ос, швидкодія передавання даних — 3.5 Мбайт/с, час безвідмовної роботи — 150000 годин.

Накопичувачі на магнітних стрічках

Накопичувачі на магнітних стрічках (стримери) призначені для резервного копіювання великих обсягів даних. Як носій інформації використовується магнітна стрічка в спеціальних касетах. Виготовляються внутрішні і зовнішні стримери.

Завдання:
Які існують типи стримерів? Які стримери є найпопулярнішими? Опишіть технологію їх роботи.

Накопичувачі на магнітних стрічках мають найменшу вартість збереження інформації. Однак порівняно зі змінними жорсткими магнітними дисками мають низьку швидкість передавання даних і великий час пошуку інформації.

Накопичувачі на оптичних дисках

У період 1994–1995 років у базову конфігурацію персональних комп'ютерів перестали включати дисководи гнучких дисків діаметром 5,25 дюйм, але замість них стандартним став вважатися пристрій накопичувача CD-ROM, що має такі ж зовнішні розміри.  

Абревіатура CD-ROM
(Compact Disc Read-Only Memory) перекладається на українську мову як пам’ять на компакт-диска тільки для читання. Принцип роботи цього пристрою полягає в зчитуванні числових даних за допомогою лазерного променя, що відбивається від поверхні диска. Цифрове записування на компакт-диску відрізняється від записування на магнітних дисках дуже високою щільністю, і компакт-диск може зберігати близько 700 Мбайт даних (80 хвилин музики).

Оптичні диски CD мають малі розміри, легко виймаються із комп'ютера і транспортуються. Носієм інформації в оптичних дисках є поверхня полікарбонатного пластика діаметром 120 мм, покрита тонким спеціальним металевим шаром. На поверхню наноситься 1500 доріжок, відстань між якими складає 1,6 мк. Фактично — це одна спіральна доріжка, яка розкручується від центра до зовнішнього краю.

Дані на доріжках об'єднуються в сектори. Існують різні форми секторів, наприклад, сектори розміром 2352 байта, з яких 16 байтів відведено для ідентифікації сектора і 2048 байт для даних, а останні 288 байт сектора також призначені для корегування помилок. Оскільки процес запису логічних одиниць і нулів на поверхню диска дуже складний, то здійснюється перевірка правильності запису/зчитування на декількох рівнях. З цією метою кожний байт даних подається 14 розрядами.

дискові накопичувачідискові накопичувачі   

Завдання:

Подумайте, які основні недоліки стандартних пристроїв CD-ROM? Як ця проблема була вирішена?
Як на комп’ютерному жаргоні називають чистий компакт-диск, призначений для запису інформації?
У 1995 році був розроблений стандарт CD-ROM великої ємності – DVD. Новий уніфікований стандарт створений як для комп'ютерних технологій, так і для індустрії розваг. Спочатку DVD розшифровували як цифровий відеодиск (Digital Video Disc), але пізніше був перейменований в цифровий універсальний (багатосторонній) диск (Digital Versatile Disc).
Існують диски DVD-Video і DVD-ROM. Яка різниця між цими форматами?
Є чотири основні типи дисків DVD, які класифікуються за кількістю сторін (одно- або двосторонні) і шарів (одно- і двошарові).
  •  DVD-5 – односторонній одношаровий диск ємністю 4,7 Гбайт.
  •  DVD-9 – односторонній двошаровий диск ємністю 8,5 Гбайт.
  •  DVD-10 – двосторонній одношаровий диск ємністю 9,4 Гбайт.
  •  DVD-18 – двосторонній двошаровий диск ємністю 17,1 Гбайт (Рис.14).
Розповсюдження дисків DVD збільшилось після того, як в 2001 році був прийнятий формат +RW, який перетворив цифровий універсальний диск "тільки для читання" в повністю перезаписуваний носій.
 
технологія DVD-18 

DVD-кейс Технологія цифрових універсальних дисків (DVD) дуже схожа на технологію компакт-дисків. В обох технологіях використовуються штамповані полікарбонатні диски одного і того ж розміру (зовнішній діаметр 120 мм, діаметр центрального отвору 15 мм, товщина 1,2 мм) із спіральними доріжками, що складаються із западин і підвищень. Основною відмінністю стандартних компакт-дисків і дисків DVD є більш висока щільність запису даних, які зчитуються лазером з більш короткою довжиною хвилі.

За аналогією з компакт-дисками кожний шар DVD містить одну фізичну доріжку, яка починається на внутрішній частині диска і доходить як спіраль до зовнішньої частини. Цифровий універсальний диск, якщо дивитися на нього з сторони читання (знизу), обертається проти годинникової стрілки. Спіральні доріжки, як і на компакт-дисках, складаються із западин (штрихи) і підвищень (плоскі ділянки). Кожний записаний шар покривається тонкою металевою плівкою, що відбиває лазерний промінь. Завдяки тому, що зовнішній шар має більш тонке покриття, промінь проходить через нього і зчитує дані, які записані на внутрішньому шарі. Етикетка звичайно розташовується на верхній частині одностороннього диска; на двосторонньому диску для цього відводиться вузька кільцева поверхня в центральній частині.

Зчитування даних є процесом реєстрації коливань сфокусованого променя малопотужного лазера, відбитого від металевого шару диска. Промінь лазера, що потрапив на підвищення (плоску поверхню доріжки) відбивається, а промінь, що потрапив в западину на доріжці – поглинається.

   
DVD Driveдискові накопичувачі

Предмет
Історія

Необхідність обміну інформацією, зберігання письмових свідоцтв про своє життя тощо існувала у людства завжди. За всю історію людства була спробувана велика кількість носіїв інформації. Так як носії інформації має ряд параметрів, еволюція носія інформації визначалась тим, які вимоги йому висувалися.

В давні часи древні люди використовували наскальні малюнки для зберігання інформації. Хоча камінь чудово зберігає інформацію, але швидкість її запису та передача залишає бажати кращого. Людина почала використовувати для записів глину, яка мала властивості каменю по зберіганню інформації, а її пластичність збільшувала ефективність запису. Проте глина була занадто важкою для великих текстів, тому на зміну їй прийшов інший носій. На початку 3го тисячоліття до н.е. в Єгипті з’явився папірус. Недоліком цього носія було те, що він з часом темнів та ламався. В Азії використовувалися інші носії, як шовк, листя пальм та висушені шкіри тварин. В античному світі та Європі використовували воскові таблички. Однак прогрес призвів до появи такого носія, як папір. Зараз люди використовують комп’ютер для  обробки та зберігання інформації.



Перші тверді диски з'явилися на початку 70-х років. Вони мали ємність не більше десяти кілобайтів. У 1973 році фірма IBM випустила твердий диск моделі 3340, що вперше об'єднав в одному нероз'ємному корпусі пластини диска й головки, що зчитують. Під час його розробляння інженери використали коротку внутрішню назву «30–30», що означало два модулі (у максимальному компонуванні) по 30 Мб кожний. Кеннет Хотон, керівник проекту, через співзвучність назви з позначенням популярної мисливської рушниці «Winchester 30-30» запропонував назвати цей диск «вінчестером».

Історія прогресу накопичувачів
1956 — продаж першого комерційного твердого диска, IBM 350 RAMAC, 5 Мб. Він важив біля тонни, займав два ящики — кожен розміром з великий холодильник, а загальний об'єм пам'яті 50 покритих чистим залізом, що оберталися в ньому, тонких дисків діаметром з велику піцу становив 5 мегабайт
1980 — перший 5,25-дюймовий Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб
1986 — Стандарт SCSI
1991 — Максимальна ємність 100 Мб
1995 — Максимальна ємність 2 Гб
1997 — Максимальна ємність 10 Гб
1999 — IBM випускає мініатюрний 1" Microdrive ємністю 170 й 340 Мб
2002 — Узятий бар'єр адресного простору вище 137 Гб
2005 — Максимальна ємність 500 Гб
2006 — Поява «гібридних» твердих дисків, що містять додатковий блок флеш-пам'яті ємністю в одиниці гігабайт
2007 — Hitachi представляє накопичувач ємністю 1 Тб
2009 — Western Digital представляє накопичувач з ємністю 2 Тб
2010 — Seagate представляє накопичувач з ємністю 3 Тб.

Завдання:
Знайдіть цікаві факти про інші типи накопичувачів інформації. Зробіть всім класом невеличкі доповіді з цікавими історичним фактами з цієї галузі знань.

ПредметБіологія
Який універсальний носій інформації міститься в нас?
Звичайно це ДНК та РНК.

Дезоксирибонуклеї́нова кислота́ (ДНК) — один із двох типів природних нуклеїнових кислот, який забезпечує зберігання, передачу з покоління в покоління і реалізацію генетичної програми розвитку й функціонування живих організмів. Основна роль ДНК в клітинах — довготривале зберігання інформації про структуру РНК і білків.

ДНК (подвійна спіраль)ДНК та РНК
ДНК вперше була використана в обчислювальній техніці для розв'язку «проблеми гамільтонового шляху», окремого випадку NP-повної задачі. ДНК-комп'ютер має переваги над електронними комп'ютерами, оскільки теоретично вимагає менше енергії, займає менше місця і ефективніший завдяки можливості одночасних підрахунків (див. Паралельні обчислювальні системи). Інші задачі, наприклад, задача «абстрактних машин», задача здійсненності бульових формул і варіант задачі комівояжера були проаналізовані за допомогою ДНК-комп'ютерів. Завдяки компактності ДНК вона теоретично може знайти застосування в криптографії, де може використовуватися для конструювання одноразових шифроблокнотів.

Завдання:
Знайдіть інформацію, як послідовність ДНК застосовується в біоінформатиці.

ПредметБізнес

Вартість одного окремо взятого накопичувача інформація не така висока, але якщо врахувати, що кожний власник ПК потребує як мінімум одного накопичувача, то можемо собі уявити, які доходи виробників цих девайсів.

У першому кварталі цього року виробники накопичувачів на жорстких магнітних дисках отримали рекордно високих дохід. Він досяг 9,6 млрд. доларів, що є максимальних показником за всю історію напряму. Попередній рекорд в розміру 9,3 млрд. доларів був зафіксований в першому кварталі 2010 року.

комп’ютерні девайси та бізнес 
При цьому об’єм поставок в кількісному виразі в першому кварталі складав 145 млн штук. Для порівняння: в третьому кварталі 2011 року було відгружено 174 млн. накопичувачів.

Такий самий об’єм поставок очікується в третьому кварталі цього року. Враховуючи, що середня ціна продажі майже не змінюється, можна припустити, що цей рекорд протримається недовго.

Лідером в першому кварталі була компанія Seagate Technology, що зайняла 46 % ринку. На другому місці — Western Digital с показником — 32 %. Доля компанії Hitachi GST склала 11%, Toshiba — теж 11 %. Оскільки в березні компанія Hitachi GST стала частиною Western Digital, зараз долі Seagate Technology та Western Digital майже рівні. Сумарно ці два виробники контролюють 85–90 % ринку, що дозволить їм контролювати ситуацію з цінами.

Завдання:
Подумайте, чим добре і чим поганий такий стан на ринку накопичувачів.

ПредметІнновації

Раніше виробники накопичувачів змагалися в збільшенні об’єму пам’яті, зараз об’єм пам’яті збільшується весь час і для привертання уваги та збереження на плаву виробники стали більше уваги приділяти інноваціям, додатковим функціям та дизайну.

Наприклад, компанія Patriot Memory повідомила про поповнення своєї лінійки зовнішніх накопичувачів моделлю, що може передавати дані безпровідним шляхом.
Patriot Memory Gauntlet 320 має вбудований літій-іонний акумулятор, який забезпечує близько 5,5 годин безперервної передачі даних в повітрі від однієї зарядки. Безпровідне з’єднання проходить по протоколам WEP / WPA-PSK / WPA2-PSK, а кількість одночасно під’єднаних пристроїв до накопичувача становить до 8 штук.
  дискові накопичувачі
Завдання:
Знайдіть інформацію, які ще є інновації в сфері випуску накопичувачів.

ПредметДизайн

Зараз нечуваної популярності набули зовнішні накопичувачі інформації, як зовнішні жорсткі диски, «флешки» тощо. Так як вони часом виступають стильним аксесуаром компанії-виробники змагаються в стильності дизайну своїх накопичувачів.

Подивіться, які чудеса ІТ-дизайну проявлять виробники:
    
IT-дизайн 


Підбиття підсумків уроку


1. Індивідуальні досягнення учнів становили:
............

2. У результаті проведення кейсу у Гіпермаркет Знань можна додати такі знахідки учнів:
Наприклад:
Іванов
Петров
Сидоров

3. Які 3 сайти допомогли здобути найсуттєвішу інформацію?
http://school.xvatit.com/
http://ru.wikipedia.org/
http://znaj.net/
...

4. На допомогу учню та коучу:
http://school.xvatit.com/

5. Де брати інформацію для кейсу:
сайт...............................................
сайт………………...……………
сайт………………...……………
підручники…………...............…
книги……………....….................
журнали………………….……..
консультації коуча….............…
інше..……………..................…..

6.
Локація проведення урока-кейсу:
Урок-кейс проходить у класі. Можливе проведення заняття в музеї, парку, бібліотеці...

7.
Змагання:
Команди хлопчиків і дівчат.
Рахунок змагання між командами становив:………
Завдання їм:………….

8. Завдання додому:

Придумайте свій креативний дизайн «флешки» або зовнішнього диску або дизайн захисного корпусу.

9. Тривалість кейсу:
90 хвилин.

10.
Можливість схеми заняття з учнем-дублером:
Урок веде вчитель. Припустимий дублер.

11. Отримані результати та вироблені компетенції:
- уміння швидко знайти необхідну інформацію з теми та навколо неї;
- уміння креативно користуватися здобутою інформацією в практичних цілях;
- засвоєння конкретних знань з галузі хімії, фізики, історії, мистецтва, літератури, нанотехнологій та інших системних розділів (наведені в розгортці) в обсязі звичайної шкільної програми, а також розширеного курикулуму;
- уміння конструювати «нові знання» на основі отриманих знань і їх сегментів;
- апгрейд інтелектуальних і комунікаційних здібностей.

12. Теги:
У цьому кейсі містяться посилання на розділи та уроки, що відповідають шкільній програмі:
Інформатика: інформація, диск, комп’ютер, формати, пам’ять
Економіка: реклама, етикетка, ціни
Фізика: струм, магнітні поля, швидкість
Музика: посилання на розділ
Біологія: тварини, ДНК, білки
Хімія: залізо
Географія: повітря

Також у кейсі містяться посилання на важливу інформацію, що розширює кругозір:
Идеальные уроки: девайси
Детский спорт: рекорд

Примітка:
Кейси складаються таким чином, щоб кожен из них містив знання, які цілком відповідають чинній шкільній програмі. Для цього в кожному кейсі робляться посилання на ті параграфи зі шкільних підручників, де наведено повний навчальний матеріал.
Наприклад, в одному з кейсів у розділі «Хімія» є посилання на хімічні елементи: срібло, йод, магній. У другому кейсі – на хлор, золото, калій. У третьому – ще на кілька елементів і хімічні реакції. Таким чином, кілька десятків кейсів дозволяють заповнити всю таблицю Менделєєва.
Таким самим чином в одному з кейсів подаються посилання, наприклад, на тему з фізики, пов'язану з електромагнітними коливаннями. У другому – на хвильовий рух світла, у третьому – на «тиск» тощо. Кілька десятків кейсів дозволять охопити всю шкільну програму з фізики.
Таким чином, ідеальні уроки-кейси побудовані так, щоб поєднати 2 в 1, а саме: не тільки дати теоретичні базові знання про науки, а й їх взаємоув'язку разом із практичним застосуванням цих знань.

13. Автори:
Автор базового кейсу:
Паутинка А., Паутинка С., Гресько Л.

Брали участь в апгрейді кейсу:
Камонгар Г.

Додай свій матеріал
Напиши листа до Гіпермаркету Знань
Перехід на сайт xvatit.com

А тепер іди та покращуй світ!

Похожие статьи:
Тема: Звук [a], позначення його буквами Аа. ”Лікар Айболить”. Мета: Ознайомити учнів з алфавітною назвою букви А. Збагачувати
Автор кейсу: Бондаренко Валентина               Каскад:  Економіка і богатоміка.          Рівень: 9 клас.              
Автор кейсу: Биков Д. Я. Каскад: Загальнолюдські цінності Рівень: 7 - 9 клас           Урок: Мораль і цінності
Автор кейсу: Биков Д. Я. Каскад:Особистісне зростання Рівень: 6- 8 клас Урок: Уроки щастя Ціль:
Комментарии к статье:
Контакты Реклама на сайте Все права защищены © 2008-2015. Xvatit.com | TDX
liveinternet counter
При использовании материалов ресурса ссылка на xvatit.com обязательна (для интернет ресурсов - активная и индексируемая поисковыми системами гиперссылка).
Все советы, методики и рекомендациии на портале xvatit.com размещенны только в ознакомительных целях. Перед их применением обязательно проконсультируйтесь с врачом.