: Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) : комбинированный урок

ТЕМА: Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД)
ТИП УРОКА: комбинированный урок
ФОРМА ПРОВЕДЕНИЯ: самостоятельная работа, элементы лекции
ЦЕЛИ УРОКА:
1. Дидактическая:
 Формирование знаний учащихся о магнитных носителях информации
 Формирование умений
o работать с единицами информации;
o выполнения простых задач на вычисление емкости винчестера и сектора винчестера;
 Закрепление навыков работы с магнитными дисками.
2. Развивающая:
 развитие специфической терминологии,
 развитие логического мышления.
ОБОРУДОВАНИЕ К УРОКУ: Персональный компьютер, мультимедийный проектор, интерактив-
ная доска, жесткий диск, накопители на гибких магнитных дисках.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:
ОС Windows ME/2000/XP, Pentium II, III 800 МГц, ОЗУ 128 Mb и выше, Microsoft Internet Explorer,
звуковая карта, flash-проигрыватель
ДИДАКТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ К УЧЕБНОМУ ЗАНЯТИЮ:
Раздаточный материал «Конструкция накопителя на жестком магнитном диске»
ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ УЧАЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ
иметь понятие:
- об истории появления жестких дисков;
- о конструкции жесткого диска;
- о системной области жесткого диска;
знать:
- принцип записи данных на магнитные диски;
- достоинства и недостатки магнитного способа записи данных;
- физические характеристики жесткого диска;
уметь:
- определять жесткий диск из всех устройств внешней памяти;
- работать с файловой системой магнитного диска;
- решать задачи на вычисление емкости секторов жесткого диска.
Шашков С.Н.
МОУ Кирсинская СОШ
ЭТАПЫ УРОКА
Этап урока
Цель
Средства использования ИКТ
Время
Организационный этап урока
Организационный Создание рабочего настроя на
урок, проверка готовности.
3 мин
Основной этап урока
Проверка знаний
Повторение темы «НГМД»
Интерактивные задания
7-10 мин
Актуализация и
Вхождение в новую тему.
Демонстрационная
мотивация знаний Формулирование темы и по- презентация, слайды
становка целей и задач урока №1-3
3 мин
Объяснение ново- Реализация знаний, умений и Демонстрационная
го материала
навыков.
презентация, слайд
№4-12, видеофрагмент
25 мин
Решение задач
Формирование навыков раДемонстрационная
боты с единицами измерения презентация. Слайд
информации
№13-15
Закрепление материала
Закрепление пройденного
материала
12-15 минут
5-7 мин
Заключительный этап урока
Подведение итоОценивание работы группы,
гов урока
объясняет домашнее задание
Домашнее задание
Демонстрационная
презентация слайд №16
5-7 мин
ХОД УРОКА
Деятельность преподавателя, содержание урока
Деятельность ученика
Организационный этап (3 минуты)
Создание рабочего настроя на урок, проверка готовности к
Организация рабочего места
уроку, отметка присутствующих
учащихся, организация общего
внимания
Проверка знаний (7-10 минут)
Мы начали с вами изучать раздел «Память компьютера».
Отвечают на вопросы:
1. Что это такое?
1. Память ПК – это …
2. Какие виды памяти мы уже изучили?
2. Виды памяти: внутренняя
(ОЗУ и ПЗУ: CMOS и BIOS)
3. Какие виды внешних носителей мы изучили на прошлом
и внешняя (Ленточные, магуроке?
нитные накопители)
3. Магнитные диски (НГМД)
Расскажите о магнитных носителях информации
или Floppy Disk.
4. В чем назначение НГМД?
4. Временное хранение информации, перенос данных
5. Каков форм-фактор НГМД?
5. 3.5” и 5.25”
6. Объясните логическую структуру магнитных дисков
6. Все поверхность разбивается
-2-
Шашков С.Н.
МОУ Кирсинская СОШ
7. Каков принцип записи информации на магнитный диск?
8. Перечислите достоинства НГМД
9. Перечислите недостатки магнитных накопителей
на концентрические дорожки,
сектора
7. Информация на МД записывается и считывается магнитными головками вдоль
треков
8. Дешевый носитель, распространенность
9. Бояться солнца, «пальчиков»,
влажности, магнитных полей,
Подвержены компьютерным
вирусам, Недолговечны
Выходят по одному к доске и
выполняют задания, аудитория
оценивает работу
Интерактивные задания:
1. Соотнесите элементы логической структуры магнитного
диска с названиями. Как называется процесс создания логической структуры на магнитном диске.
2. НГМД: Перед вами список характеристик Floppy Disk,
выделите из них те, которые является достоинствами и
недостатками, распределите характеристики по столбцам.
Актуализация и мотивация знаний (3 минуты)
Накопители на гибких магнитных дисках, которые мы изучи- Слушают, отвечают на вопросы
ли, обладают сравнительно небольшим объемом. И испольпреподавателя
зуется в первую очередь для переноса информации с одного
компьютера на другой.
Какие внешние магнитные накопители информации из суще- Жесткий диск, винчестер
ствующих компенсируют большинство названных недостатков?
Тема нашего сегодняшнего урока: НЖМД
Открываем тетради и записываем тему урока (слайд №1)
Записывают тему урока в тетраЦель урока: изучить жесткий диск: его конструкцию, принцип дях
работы, достоинства и недостатки, логическую структуру.
Работа на занятии будет строиться по следующему плану
(слайд №2):
 История появления жесткого диска
 Виды жестких дисков
 Конструкция жесткого диска
 Достоинства и недостатки жесткого диска
 Логическая структура
 Решение задач
Что такое жесткий магнитный диск?
HD – устройство памяти
Как вы думаете, почему он называется жестким?
Жесткий диск – потому, что изготовлен из твердого материала
Запишем определение (слайд №3)
Жесткий диск – главное устройство дисковой памяти, предЗаписывают определение в тетназначенное для постоянного хранения информации: ОС,
радь
программ, БД
Основной этап урока
Объяснение нового материала (25 минут)
Сейчас я вам расскажу об истории создания жесткого маг- Слушают преподавателя, отвенитного диска. Ваша задача: послушать мой рассказ и отве- чают на вопросы
тить на следующие вопросы (слайд №4):
1. Когда появился первый жесткий диск (в каком году) и 1. Рейнольд Джонсон, в 1955
кто его изобрел?
год
-3-
Шашков С.Н.
МОУ Кирсинская СОШ
2. В каком году был выпущен жесткий диск фирмой IBM?
3. Почему жесткий диск называют винчестером?
В 1955 году. Первые компьютеры вообще не имели
устройств постоянной памяти. Все программы и данные, необходимые для вычислений, вводились в машину (например,
с помощью картонных перфокарт) «на раз» и исчезали из памяти ЭВМ, как только ее выключали. Позже, когда необходимость в постоянном хранилище данных стала очевидна,
для этих целей стали использовать магнитофонную ленту.
Главный недостаток пленки – очень низкая скорость записи и
считывания данных. Ведь чтобы добраться до нужного
участка записи, пленку надо перематывать, а на это уходят
драгоценные секунды. И тогда, а было это больше полувека
назад, инженер корпорации IBM Рейнольд Джонсон изобрел
жесткий диск. Он состоял из насаженных на одну ось 50 пластинок-дисков диаметром 24 дюйма (61 сантиметр). Только
представь себе этого монстра! Но начало было положено.
Кстати, в большинстве сегодняшних жестких дисков – дисков на самом деле не один, а больше: два или три.
Жесткий диск еще называется винчестер.
Это интересно. Термин Winchester возник из жаргонного названия одной из моделей жесткого диска емкостью 30
Мбайт (IBM, 1973 год), имевшего 30 дорожек по 30 секторов,
что случайно совпало с калибром «30/30» известно охотничьего ружья «Винчестер». В связи с этим создавшему устройство конструктору Кеннету Хотону почему-то пришла на
память марка винтовки «Винчестер 30-30». Вот он и решил
дать диску «оружейное» имя.
Вы прослушали мой рассказ, отвечаем на вопросы
(слайд №5)
Запишем:
Первый жесткий магнитный диск был изобретен
Р.Джонсом в 1955 г и был диаметром 61 см; в 1973 году
К.Хотон, конструктор фирмы IBM, разработал модифицированную версию НЖМД.
Наряду с процессором и оперативной памятью винчестер определяет мощность компьютера.
Жесткие диски выглядят следующим образом: показывает
жесткий диск в руках и на экране (слайд №6). И могут быть
выполнены в двух видах: внутренние и внешние
Конструкция НЖМД
Сейчас мы посмотрим видеоролик, направленный на
пояснение конструкции НЖМД (под конструкцией будем
понимать физическое устройство жесткого магнитного диска).
У вас в руках листочки, ваша задача: посмотрев видеофрагмент отметить ручкой составные части НЖМД
Демонстрация видеоролика (слайд №7)
Преподаватель останавливается на следующих фрагментах и комментирует:
ЖД – это целый пакет дисков, размещенных на общей
-4-
2. 1973 год, Кеннот Хотон
3. Винчестер в честь названия
одной из моделей охотничьего ружья
Учащиеся слушают, делают пометки в тетрадях, отвечают на
поставленные вопросы.
Первый жесткий магнитный
диск был изобретен Р.Джонсом в
1955 г и был диаметром 61 см; в
1973 году К.Хотон, конструктор
фирмы IBM, разработал модифицированную версию НЖМД.
Наряду с процессором и оперативной памятью винчестер определяет мощность компьютера.
Слушают задание
Изучают раздаточный материал
Смотрят видеофрагмент, делая
пометки в тетради и на листочках
Шашков С.Н.
МОУ Кирсинская СОШ
оси с целым блоком головок с массивной кареткой. Все это
находится в специальном герметическом корпусе, в который
практически нет доступа воздуха, кроме маленькой дырочки
со специальным фильтром для выравнивания внешнего и
внутреннего давлений.
У ЖД верхние рабочие элементы, ввиду высокой плотности информации, имеют свои требования:
1) механическая плотность: центробежная сила пытается оторвать от единой массы куски, чем больше диаметр диска, тем больше силы действуют на края, т.е. происходит деформация;
2) компактность устройства;
3) остаточное напряжение: усталость материала, т.е.
диск в результате работы деформируется, и уменьшается эффективность работы;
4) деформация диска при работе в нестабильных условиях (резкое изменение температурного режима).
Пластины жестких дисков обычно изготавливают из
алюминиевых сплавов, иногда из керамики или стекла. Рабочий магнитный слой основан на окиси железа или окиси
хрома (более прочный).
Взаимодействие диска и считывающей головки. В
ЖД головки являются плавающими, т.е. во время вращения
образуется слой воздуха, по которому и скользит головка, не
касаясь диска. При вибрации головка начинает стучать по
поверхности диска, скоблить, получается деформация ферромагнитного слоя, и изменение качества чтения информации.
При остановке диска и в нерабочем положении головки
паркуются — отводятся в нерабочую зону, где допустимо их
приземление. Поверхность парковочной зоны имеет повышенную шероховатость, благодаря чему прилипания не происходит и диск может свободно набрать скорость до «взлета»
головок. В парковочном положении головки удерживаются
магнитной защелкой или механическим фиксатором.
В гермоблоке, в который заключены диски, воздух
должен быть чистым - мелкая частичка, попавшая под головку, под которой пролетает носитель со скоростью 170 км\ч,
может поцарапать и головку, и диск. Но в нем имеется отверстие, закрытое барометрическим фильтром, обеспечивающее
выравнивание давления внутри сборки с атмосферным. Рециркуляционный фильтр устанавливается на пути потока
воздуха, увлекаемого вращающимся пакетом дисков. Он
улавливает частички, которые могут выбиваться из поверхности дисков при «взлете» и «посадке» головок.
Теперь посмотрим видеоролик еще раз, без остановок,
чтобы получить общую картину о конструкции жесткого
магнитного диска (повторная демонстрация видеоролика –
слайд №7).
Ваша задача: посмотреть фрагмент, проверить: все ли
составные части жесткого диска вы указали у себя в раздаточном варианте (интерактивное задание №3)
Проходит по рядам, смотрим, все ли учащиеся заполни-5-
Записывают в тетрадь:
ЖД –целый пакет дисков, заключенных в герметический
блок, размещенных на общей оси
с целым блоком головок с массивной кареткой (делают рисунок)
Пластины ЖД обычно изготавливают из алюминиевых сплавов, иногда из керамики или
стекла. Рабочий магнитный
слой основан на окиси железа
или окиси хрома (более прочный)
В ЖД головки являются плавающими, при остановке диска и в
нерабочем положении головки
паркуются — отводятся в нерабочую зону, где допустимо их
приземление.
Смотрят видеоролик,
пометки на листочках
Один
выполняет
у
делают
доски,
Шашков С.Н.
МОУ Кирсинская СОШ
ли раздаточный материал. Вызывает одного учащегося к доске и просит выполнить интерактивное задание на соответствие элементов конструкции жесткого диска с названиями.
Правильный ответ представлен на экране (слайд №8)
Мы получили представление о том, из каких физических элементов состоит жесткий диск, а какие он имеет программные показатели, или характеристики.
Выполним сравнительную характеристику жестких
магнитных дисков и мягких магнитных дисков.
На прошлом уроке мы заполнили одну половину таблицы «Сравнительная характеристика магнитных дисков».
Начнем заполнять вторую половину.
Характеристики жесткого диска (слайд №9):
 Скорость доступа к данным: 9-12 мс
 Средняя скорость передачи данных: 60 Мбайт/сек
 Емкость диска: 10- 180 Гбайт
 Скорость вращения диска 3600-10000 об/мин (170 км\ч)
На основании уже названных характеристик попробуйте
самостоятельно выделить достоинства и недостатки жестких
дисков в тетради: в правый столбец запишите достоинства, в
левый – недостатки.
Теперь давайте назовем достоинства и недостатки, которые вы отметили у жестких дисков. Правый ряд называет
достоинства.
Достоинства (слайд №10):
 Постоянное хранение большого объема информации
 Компактность
 Лучшее соотношение цены и емкости
Недостатки (слайд №11):
 Подвержены повреждению при ударах и вибрации
 Не подлежат ремонту (только полному или частичному
восстановлению данных)
 Подвержены вирусам
 Большое энергопотребление
Повторим логическую структуру магнитных дисков
(слайд №12):
Что такое логическая структура?
Что такое форматирование?
Какая структура у магнитных дисков?
остальные – оценивают работу,
исправляют, если есть необходимость
Открывают таблицу «Сравнительная характеристика НГМД и
НЖМД»
Записывают характеристики в
соответствующие строки таблицы
Самостоятельно работают: записывают достоинства и недостатки в тетрадь
Правый ряд учащихся по цепочке называет достоинства
Левый ряд по цепочке называет
недостатки
Логическая структура – это
способ организации хранения
информации на диске.
Форматирование – это процесс создания структуры записи
информации на ее поверхности:
При форматировании жесткий диск разбивается на тре- разметка дорожек, секторов и
ки (концентрические окружности) и сектора. В каждом треке другой служебной информации.
по 18 секторов. Нумерация начинается с наружной стороны с
Информация на МД записывануля. Размер сектора ~ 512 байт или 1024 байт.
ется и считывается магнитными
головками вдоль концентрических окружностей – дорожек
(треков). Каждая дорожка разбита на сектора. Кластер – это
минимальная единица размещения информации на диске, состоящая из одного или нескольких смежных секторов дорожки.
-6-
Шашков С.Н.
МОУ Кирсинская СОШ
Решение задач (12-15 минут)
Решение задач:
1. Емкость винчестера 10 Гбайт. Сколько физических магПервая задача решается под рунитных дисков размещено в герметическом корпусе, если ководством преподавателя.
известно, что магнитный диск с одной стороны может
Учащиеся внимательно читают
уместить 1280 Мбайт информации (слайд №13).
задания, выписывают то, что даРЕШЕНИЕ:
но по условию.
1) 1280*2=2560 Мбайт – емкость одного магнитного
ДАНО:
диска
VHD=10 Гбайт
2) 10*1024=10240 Мбайт – емкость винчестера
Vстороны=1280 Мбайт
3) 10240:2560=4 физических диска в гермоблоке
НАЙТИ: кол-во физ.дисков
ОТВЕТ: 4 физических диска в гермоблоке
РЕШЕНИЕ:
2. На скольких дискетах емкостью 1,44 Мбайт можно разме- ДАНО:
стить содержимое жесткого диска объемом 0,5 Гбайт?
VHD=0,5 Гбайт
(Слайд №14)
Vдискеты=1,44 Мбайт
РЕШЕНИЕ:
НАЙТИ: кол-во дискет
1) 0,5Гбайт=512Мбайт – емкость HD
РЕШЕНИЕ:
2) 512:1,44=355,5 штук
ОТВЕТ: 356 дискет
На раздаточных материалах, на обратной стороне сейчас
Учащиеся решают по одной завы решите одну из задач (времени 5 минут) (слайд №15)
даче и сдают листочки препода3. Известно, что винчестер содержит 3 физических диска в
вателю
гермоблоке, каждый диск с одной стороны емкостью
2048 Мбайт. Какова общая емкость винчестера?
РЕШЕНИЕ:
1) 2048 Мбайт*2=4 Гбайт – емкость физического диска
2) 4*3=12 Гбайт – емкость винчестера
ОТВЕТ: 12 Гбайт – емкость винчестера
4. В результате повреждения винчестера 1% секторов оказались дефектными, что составило 634480 Кбайт. Какой
объем имеет жесткий диск?
РЕШЕНИЕ:
1) 634480:1024=620 Мбайт – количество дефектных секторов
2) 100%-х
1%-620 Мбайт, х=620*100Мбайт=60,5468 Гбайт
5. ОТВЕТ: Жесткий диск объемом 60,55 Гбайт
Закрепление изученного материала (5-7 минут)
Повторим, что мы сегодня изучили:
Отвечают на вопросы
- что такое жесткий диск?
- в чем его назначение?
На жестком диске можно хранить целые библиотеки. В чем
сходство структуры жесткого диска и книги?
Подведение итогов урока (5-7 минут)
Подводит итоги урока, выставляет оценки за работу на уроке, Слушают, записывают задание
дает домашнее задание для получения дополнительной оценки (слайд 16)
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.
Заполните полностью таблицу на сравнение НГМД и НЖМД
Характеристики
НГМД
НЖМД
Временное хранение информации и Постоянное хранение данных: проНазначение
перенос данных
грамм, ОС, БД
-7-
Шашков С.Н.
Емкость
Форм-фактор
Носитель информации
Стоимость
Конструкция
Взаимодействие
головок и поверхности диска
Скорость вращения диска
Скорость доступа
МОУ Кирсинская СОШ
1,44 Мбайт
3,5”
Гибкий майларовый диск с ферромагнитным покрытием
10-12 рублей
Пластиковый корпус
100 Гбайт -1 Тбайт
1,5”, 2,5” и 3,5”
Твердый сплав алюминия с магнитным покрытием
От 1000 рублей
Герметический блок
Головки прижаты к поверхности
диска
Головки парят над диском, паркуются в специальной зоне при остановке
360 об/мин
3600-10000 об/мин
250 мс
9-12 мс
Постоянное хранение большого объема информации, Компактность,
Лучшее соотношение цены и емкости, Высокая скорость чтения-записи
Подвержены повреждению при ударах и вибрации, Не подлежат ремонту (только полному или частичному
восстановлению данных), Подвержены вирусам, Большое энергопотребление
Достоинства
Дешевые, Распространены повсеместно, Не боятся рентгеновского
излучения
Недостатки
Бояться солнца, «пальчиков»,
влажности, магнитных полей, Подвержены компьютерным вирусам,
Недолговечны (являются расходным материалом)
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
В завершение урока вашему вниманию предлагает кроссворд по разделу «Память компьютера»
1. Устройство для чтения и записи данных на
9
внешние носители информации
д и с к о в о д
1
2.
Минимальная
единица измерения информации
б и т
2
3. Информации, которая сохранена и записана на
д а н н ы е
3
носителе информации
ч
4. Одна из характеристик, отражающая количео б ъ е м
4
ство информации, которое можно записать на
н о с и т е л ь
5
диск, измеряется в битах, байтах
п а м я т ь
5. Устройство для временного хранения данных
6
6. Устройство для длительного хранения инфорс е к т о р
7
мации
д о р о ж к а
8
7. Область трека магнитного диска
8. Область магнитного диска, другое название трек.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2002. – 928с.
2. Константинов А.В. Информатика. Курс лекций. (Пособие для подготовки к экзаменам для студентов всех форм обучения). – 2-е изд. – Ростов н/Д: Феникс. – 2004. – 192с.
3. Макаров Н.В. Информатика: Учебник. – 3-е изд. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 768с.
4. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г. Общая информатика: Учебное пособие для средней школы. – М.: АСТ-ПРЕСС, Информ-пресс, 1999. – 592с.
5. Соколова О.Л. Универсальные поурочный разработки по информатике 10 класс. – М.: ВАКО ,
2007. – 400с. (В помощь школьному уителю)
6. Фигурнов И.Э. IBM PC для пользователя. 7-е изд. – М.: ИНФРА-М, 1999. – 640с.
7. Чеботарев С.Г. Устройство персонального компьютера IBM PC. Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – Магнитогорск. – 1997. – 40с.
-8-