Урок "Хранение информации"
методическая разработка по информатике и икт (10 класс) по теме

Урок информатики. Действия с информацией. Хранение информации

Цели урока: В игровой форме дать представление о понятиях: “ Действия над информацией. Хранение информации”.

Ход урока

II. Объяснение нового материала

– Если спилить дерево, то по кольцам на стволе можно определить, сколько ему лет, дождливым или засушливым был каждый год его жизни и многое другое. Значит, дерево хранит информацию обо всей своей жизни.

Давным-давно, когда на Земле жили первобытные люди, возникла необходимость хранить различные сведения о способах охоты, земледелия. Для этого люди использовали рисунки, зарубки на палках, узелки на веревках. По этой информации мы и узнаем, как они жили.

С появлением письменности человек стал хранить информацию на папирусе, глиняных табличках, берестяных свитках, бумаге.

Современный человек для хранения информации использует фотопленку, киноленту, магнитные ленты и диски, лазерные диски и другие носители.

Технические устройства и другие приспособления, на которых хранится информация, называются информационными носителями.

Всем знаком информационный носитель – книга. Записная книжка, дневник, в который ученик записывает расписание уроков и домашние задания, - тоже информационные носители. Дверной косяк, на котором родители ежегодно отмечают рост своего ребенка, - тоже информационный носитель.

Вы уже знаете, что иметь дело с хранением информации приходится очень часто, но информацию недостаточно просто сохранить, надо сделать так, чтобы потом, когда она понадобится, ее можно было быстро найти. Для этого люди придумали организацию хранения информации.

Вот, например, вы решили сохранить адреса и телефоны одноклассников. Как лучше поступить? Правильно, нужно записать фамилии в записную книжку на странички, помеченные буквами – указателями в алфавитном порядке. Если хранить информацию в таком порядке, то очень быстро можно найти нужную фамилию, ведь алфавит мы хорошо знаем.

Как найти нужное место в книге? Можно, конечно, просто перелистывать книгу страница за страницей, пока не найдется нужная страница, но этот способ займет много времени. Гораздо быстрее посмотреть оглавление. А какой способ использован для записи учеников в классном журнале?

Действия, которые можно выполнять с информацией, делятся на следующие классы:

передача информации;

прием информации;

обработка информации;

хранение информации.

Хранение. Человек хранит информацию в собственной памяти (внутренняя оперативная информация) и на внешних носителях: бумаге, магнитной ленте, дисках и тд. Наша внутренняя память не всегда надежна. Человек нередко что-то забывает. Информация на внешних носителях храниться дольше, надежнее. Именно с помощью внешних носителей люди передают свои знания из поколения в поколение.

  Носители информации:

1. нецифровые : исторические (камень, дерево, папирус …; современные (бумага)
2. цифровые : магнитные (ленты, диски, карты); оптические ( CD,DVD); флэш-носители (флэш-карты..)

Факторы качества цифровых носителей:

1. Вместимость-плотность хранения данных, объём данных
2. Надежность- максимальное время сохранения данных, зависимость от условий хранения

    Информация, закодированная с помощью естественных  и формальных языков, а также информация в форме зрительных и звуковых образов хранится в памяти человека. Однако для долговременного хранения информации, ее накопления используются носители информации. Материальная природа носителей информации может быть различной: молекулы ДНК, которые хранят генетическую  информацию; бумага, на которой хранятся тексты и  изображения; магнитная лента, на которой хранится звуковая информация; фото- и киноплёнки, на которых хранится графическая информация; микросхемы памяти,  магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере.

По оценкам специалистов, объем информации, фиксируемой на различных носителях, превышает 10 18 байт в год. Примерно 80% всей этой информации хранится в цифровой форме на магнитных и оптических носителях и только 20% -на аналоговых носителях (бумага, магнитные ленты, фото- и кинопленки). Если всю записанную в 2000 году информацию распределить на всех жителей планеты, то на каждого человека придется по 250 Мбайт, а для ее хранения потребуется 85 миллионов жестких магнитных дисков по 20 Гбайт.

Носители информации характеризуются   информационной емкостью, то есть количеством информации, которое они могут хранить. Наиболее информационно емкими являются молекулы ДНК, которые имеют очень малый размер и плотно  упакованы. Это позволяет хранить огромное количество информации (до 1021 битов в 1 см3), что дает возможность организму развиваться из одной-единственной клетки, содержащей всю необходимую генетическую информацию.

Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1см3 до 1010 битов информации, однако это в 100милиардов раз меньше, чем в ДНК. Можно сказать, что современные технологии пока существенно проигрывают биологической эволюции.

Однако если сравнить информационную емкость традиционных носителей информации (книг) и современных компьютерных носителей, то прогресс очевиден. На каждом гибком магнитном диске может храниться книга объемом около 600 страниц, а на жестком магнитном диске или DVD-целая библиотека, включающая десятки тысяч книг.

Большое значение имеет надёжность и долговременность хранения информации. Большую устойчивость к возможным повреждениям имеют молекулы ДНК, так как существует механизм обнаружения повреждений их структуры (мутаций) и самовосстановления.

Надёжность (устойчивость к повреждениям) достаточно высока у аналоговых носителей, повреждение которых приводит к потере информации только на повреждённом участке. Повреждённая часть фотографии не лишает возможности видеть оставшуюся часть, повреждение участка магнитной ленты приводит лишь к временному пропаданию звука и так далее.

Цифровые носители гораздо более чувствительны к повреждениям, даже утеря одного бита данных на магнитном или оптическом диске может привести к невозможности считать файл, то есть к потере большого объёма данных. Именно поэтому необходимо соблюдать правила эксплуатации и хранения цифровых носителей информации.

Наиболее долговременным носителем информации является молекула ДНК, которая в течение десятков тысяч лет (человека) и миллионов лет (некоторые живые организмы), сохраняет генетическую информацию данного вида.

Аналоговые носители способны сохранять информацию в течение тысяч лет (египетские папирусы и шумерские глиняные таблички), сотен лет (бумага) и десятков лет (магнитные ленты и фото- и киноплёнки).

Цифровые носители появились сравнительно недавно и поэтому об их долговременности можно судить только по оценкам специалистов. По экспертным оценкам, при правильном хранении оптические носители способны хранить информацию сотни лет, а магнитные – десятки лет.

Таким образом, молекулы ДНК как носители и хранители информации характеризуются самой большой емкостью, надежностью, длительностью хранения информации. Следовательно, изучение особенностей кодирования и хранения информации в живой природе может способствовать совершенствованию имеющихся цифровых носителей информации.

Подведение итогов.

Задание: Проранжируйте известные носители информации по информационной емкости, надежности и долговременности хранения информации.