Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Введение

 

По мнению авторов данной курсовой работы, учет индивидуальных интересов школьника, его познавательных интересов должен быть одним из главных принципов при построении содержания образования в средней школе. Но современная система образования не способна в полной мере реализовать этот принцип. В этом отношении переход к профильному обучению представляется авторам исследования наиболее перспективным.

Информатика является одним из тех предметов, в которых дифференциация обучения реализуется наиболее естественным образом. Этому способствует сам характер информатики как науки и совокупности множества информационных технологий, история ее появления в школе в те годы, когда многообразию в школьном образовании способствовали внешние условия. Заметим, что даже базовый курс информатики является в некотором смысле дифференцированным, так как по-разному излагается в различных учебниках. Однако истинная дифференциация курса информатики связана не с методическими различиями в изложении одного и того же материала, как в базовом курсе, а с реальными различиями в содержании дифференцированных курсов. Подобное возможно лишь на старшей ступени школы, после изучения базового курса информатики.

Тема файловые системы не дается в полном объеме в базовом курсе. Но для поступления в высшие учебные заведения знания предмета данной темы является необходимым. Поэтому введение в профильном курсе информатики темы «Файловые системы» поможет выпускнику подготовиться к вступительным экзаменам в высшие учебные заведения.

 Профильный курс информатики рассматривали такие специалисты как.

А. И. Бочкин [2], М. П. Лапчик [7], Е. К. Хеннер [7], И. Э. Унт [13]

Объектом исследования будет являться процесс изучения информатики в профильном курсе.

Предметом исследования будет являться изучение файловых систем.

Цель исследования: разработка содержания изучения файловых систем в профильном курсе информатики.

Гипотеза: Если ученик сможет более углубленно изучить тему «Файловые системы», то знание ее поможет ему поступить в высшее учебное заведение.

 

Задачи исследования:

· Рассмотреть содержание обучения файловым системам в вузовском и школьном курсах информатики

· Рассмотреть различные подходы к развитию мышления школьника

· Рассмотреть аспекты профильного обучения

· Разработать содержание изучения темы «Файловые системы»

 

Методы исследования:

· Анализ методической литературы

· Наглядно-иллюстративный метод

Глава 1. Теоретические основы изучения файловых систем

 

Файловые системы

Одной из основных задач операционной системы (ОС) является предоставление удобств пользователю при работе с данными, хранящимися на дисках. Для этого ОС подменяет физическую структуру хранящихся данных некоторой удобной для пользователя логической моделью.

Файловая система (ФС) — это часть операционной системы, включающая:

· совокупность всех файлов на диске;   

· наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, на­пример, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;

· комплекс системных программных средств, реализующих различные опера­ции над файлами, такие как создание, уничтожение, чтение, запись, именова­ние и поиск файлов.

Файловая система позволяет программам обходиться набором достаточно простых операций для выполнения действий над некоторым абстрактным объектом, представляющим файл. При этом программистам не нужно иметь дело с деталями действительного расположения данных на диске, буферизацией данных и други­ми низкоуровневыми проблемами передачи данных с долговременного запоми­нающего устройства. Все эти функции файловая система берет на себя. Файло­вая система распределяет дисковую память, поддерживает именование файлов, отображает имена файлов в соответствующие адреса во внешней памяти, обес­печивает доступ к данным, поддерживает разделение, защиту и восстановление файлов.

Таким образом, файловая система играет роль промежуточного слоя, экранирую­щего все сложности физической организации долговременного хранилища данных, и создающего для программ более простую логическую модель этого хранилища, а также предоставляя им набор удобных в использовании команд для манипулирования файлами.

Существует несколько файловых систем: FAT, NTFS, ufs, s5 и др. Мы будем рассматривать только FAT и NTFS, так как они являются наиболее используемыми.

Операционными системами Windows используется, разработанная еще для MS-DOS файловая система FAT, в которой для каждого раздела и тома MS-DOS имеется загрузочный сектор, а каждый раздел MS-DOS содержит две копии таблицы размещения файлов (file allocation table – FAT).

 FAT представляет собой матрицу, которая устанавливает соотношение между файлами и папками раздела и их физическим местоположением на жестком диске.

Перед каждым разделом жесткого диска последовательно расположены две копии FAT. Подобно загрузочным секторам, FAT располагается за пределами области диска, видимой для файловой системы.

При записи на диск файлы не обязательно занимают пространство, эквивалентное их размеру. Обычно файлы разбиваются на кластеры определенного размера, которые могут быть разбросаны по всему разделу.

В результате таблица FAT представляет собой не список файлов и их местоположения, а список кластеров раздела и их содержимого, а в конце каждого описания содержится ссылка на следующий занимаемый файлом кластер.

Элементы таблицы FAT представляют собой 12-, 16- и 32-битовые шестнадцатеричные числа, размер которых определяется программой FDISK, а значение непосредственно создается программой FORMAT.

Все гибкие диски, а также жесткие диски размером до 16 Мбайт используют в FAT 12-битовые элементы. Жесткие и съемные диски, имеющие размер от 16 Мбайт и более, обычно используют 16-битовые элементы.

Файловая система FAT использовалась во всех версиях MS-DOS и в первых двух выпусках OS/2 (версии 1.0 и 1.1). Каждый логический том имел собственный FAT, который выполнял две функции: содержал информацию распределения для каждого файла в томе в форме списка связей модулей распределения (кластеров) и указывал, какие модули распределения свободны.

Когда таблица FAT была изобретена, это было превосходное решение для управления дисковым пространством, главным образом, потому что гибкие диски, на которых она использовалась, редко были размером более, чем несколько Mb.

Когда Windows NT впервые вышла в свет, в ней была предусмотрена поддержка трех файловых систем. Это таблица размещения файлов (FAT), обеспечивавшая совместимость с MS-DOS, файловая система повышенной производительности (HPFS), обеспечивавшая совместимость с LAN Manager, и новая файловая система, носившая название Файловой системы новых технологий (NTFS).

NTFS обладала рядом преимуществ в сравнении с использовавшимися на тот момент для большинства файловых серверов файловыми системами.

Для обеспечения целостности данных в NTFS имеется журнал транзакций. Подобный подход не исключает вероятности утраты информации, однако, значительно увеличивает вероятность того, что доступ к файловой системе будет возможен даже в том случае, если будет нарушена целостность системы сервера. Это становится возможным при использовании журнала транзакций для отслеживания незавершенных попыток записи на диск при последующей загрузке Windows NT. Журнал транзакций также используется для проверки диска на наличие ошибок вместо проверки каждого файла, в случае использования таблицы размещения файлов.

Одним из основных преимуществ NTFS является безопасность. NTFS предоставляет возможность вносить записи контроля доступа (Access Control Entries, ACE) в список контроля доступа (Access Control List, ACL). ACE содержит идентификационное имя группы или пользователя и маркер доступа, который может быть использован для ограничения доступа к определенному каталогу или файлу. Этот доступ может предполагать возможность чтения, записи, удаления, выполнения и даже владения файлами.

С другой стороны, ACL представляет собой контейнер, содержащий одну или более записей ACE. Это позволяет ограничить доступ отдельных пользователей или групп пользователей к определенным каталогам или файлам в сети.

Кроме того NTFS поддерживает работу с длинными именами, имеющими длину до 255 символов и содержащими заглавные и строчные буквы в любой последовательности. Одной из главных характеристик NTFS является автоматическое создание эквивалентных имен, совместимых с MS-DOS.

Также NTFS имеет функцию сжатия, впервые появившуюся в NT версии 3.51. Она обеспечивает возможность сжатия любого файла, каталога или диска NTFS. В отличии от программ сжатия MS-DOS, создающих виртуальный диск, имеющий вид скрытого файла и подвергающий сжатию все данные на этом диске, Windows NT использует дополнительный уровень файловой подсистемы для сжатия и разуплотнения требуемых файлов без создания виртуального диска. Это оказывается полезным при сжатии либо определенной части диска (например, пользовательского каталога), либо файлов, имеющих определенный тип (например, графических файлов). Единственным недостатком сжатия NTFS является невысокий, в сравнении со схемами сжатия MS-DOS, уровень компрессии. Зато NTFS отличается более высокой надежностью и производительностью [9]

 

 

1.2. Психолого-педагогические аспекты изучения информационных технологий

 

Проанализировав работы специалистов, которые занимались изучением мышления С. Л. Рубинштейна [12], П. Я. Гальперина [8], Н. Ф. Талызиной [8],

М. Б. Воловича [4], Н. Н. Поспелова [11], В. В. Давыдова [5], Ж. Пиаже [10], рассмотрим теорию поэтапного формирования мыслительных действий.

Она была разработана в 50-е годы нашего столетия. Ее создателем является советский психолог и педагог П. Я. Гальперин.

 По П. Я. Гальперину, любое новое умственное действие, например вообра­жение, понимание, мышление, наступает после соответствующей внешней деятельности. Этот процесс проходит несколько этапов, обусловливающих переход от внешней деятельности к психологиче­ской. Эффективным, т.е. действительно ускоряющим развитие уча­щегося, является только такое обучение, при котором учитываются эти этапы. Такое обучение основывается не на выявлении и развитии врожденных способностей личности, а на овладении ею такими видами и способами познавательной деятельности, которые являют­ся приобретением общества и которые позволяют личности стать членом этого общества.

П. Я. Гальперин широко понимает обучение. Он пишет, что обучением условно можно назвать любую деятельность, поскольку тот, кто ее выполняет, получает новую информацию и умения, и одновременно получаемая им информация получает новое качество.

В деятельности, выполняемой учащимися, П. Я. Гальперин выделяет три стороны: ориентировочную, исполнительную и контрольную. Ориентировочная сторона основана на использовании учащимися объективных условий, необходимых для выполнения определенной деятельности. Исполнительная сторона сводится к последовательно­сти этапов преобразования объекта деятельности, а контрольная — требует от учащегося наблюдения за ходом деятельности и сопостав­ления ее результатов с соответствующими образцами, а при обнару­жении расхождений — соответствующей корректировки ориентиро­вочной и исполнительной составляющих этой деятельности. Вся деятельность не является самоцелью, а вызвана неким мотивом этой деятельности, в состав которой он входит. Когда цель задания совпадает с мотивом, действие становится деятельностью. Иначе говоря, деятельность — это процесс решения задач, вызванный же­ланием достичь цели, что может быть обеспечено с помощью этого процесса. Роль мотивации П. Я. Гальперин оценивает так высоко, что наряду с пятью основными этапами в процессе овладения новыми действиями в последних своих работах он рекомендует учитывать еще один этап — формирование соответствующей мотивации у уча­щихся.

Концепцию поэтапного формирования умственных действий на­ряду с ее создателем развивают его ученики, среди которых важную роль играет

Н. Ф. Талызина, автор многочисленных исследований и работ по этой теме. Познакомимся с характеристикой вышеуказанных этапов в ее понимании.

1. Этап создания схемы ориентационной основы деятельности.
На этом этапе учащиеся получают данные о цели деятельности и ее
предмете, что обеспечивает им предварительное ознакомление с деятельностью и условиями ее выполнения. Таким образом, учащиеся узнают, что является предметом учения и в какой последовательно­сти они должны выполнять ориентационные, исполнительные и кон­трольные действия. Это еще не сама деятельность, а лишь система указаний на то, как учащийся должен осуществлять эту деятель­ность.

2. Этап формирования материальной деятельности. Здесь уже сами учащиеся выполняют действия (например, замеряют размеры школьного класса), но только во внешней форме — материальной или материализованной. Материальная форма имеет место тогда, когда учащиеся сталкиваются с самими предметами, например с объектами природы, а материализованная — когда они выполняют действия на геометрических или физических моделях. Эти действия охватывают как ориентационную, так и исполнительную и контрольную деятельность, причем внимательное отношение ко всем трем сторонам деятельности имеет на данном этапе особое значение. Одновременно происходит название всех этих действий.

3. Этап внешней речи. Здесь действие подвергается дальнейшему
обобщению благодаря его полной вербализации в устной или письменной речи. Таким образом, действие усваивается в форме, ото­рванной от конкретики, т.е. обобщенной.

4. Этап внутренней речи. Так же как и на предыдущем этапе, действие проявляется в обобщенном виде, однако его вербальное освоение происходит без участия внешней речи. После получения мысленной формы действие начинает быстро редуцироваться, при­обретая форму, идентичную образцу, и подвергаясь автоматизации.

5. Этап интериоризации действия. Действие становится здесь внутренним процессом, максимально автоматизированным, стано­вится актом мысли, ход которого закрыт, а известен только конечный «продукт» этого процесса. Таким образом, поэтапно учащиеся при­ходят к овладению мысленными действиями, совсем не похожими на действия внешние, но являющимися их производными.

В теории П. Я. Гальперина использованы достижения кибернетики. Ее главный принцип состоит в управлении процессом обучения, которое он понимает шире, чем другие, считая его главной формой деятель­ности учащейся молодежи. Управление здесь доведено до своего совершенства, что и позволяет преобразовывать внутренние дейст­вия во внешние и тем самым ускорять развитие учащихся. Такие их способности, как мышление, память или внимание, остаются в тени ориентационных, исполнительных и конкретных действий, а вся эмоциональная жизнь учащегося сводится к заботе о формировании мотивации к обучению. При всем этом данная система является весьма молодой, к тому же находящейся в стадии продолжающегося развития, на основе немноголетнего опыта ее трудно оценить, что было возможно в случае рассмотрения других, уже долгое время применяющихся на практике систем. Апробируем эту теорию в ходе разработанных уроков. [10]

 

Курсы по выбору

Реализация идеи профильности старшей ступени ставит вы­пускника основной ступени перед необходимостью совершения ответственного выбора - предварительного самоопределения в от­ношении профилирующего направления собственной деятельности.

Необходимым условием создания образовательного простран­ства, способствующего самоопределению учащегося основной ступени, является введение предпрофильной подготовки через организацию курсов по выбору.

В этих целях необходимо:

- увеличить часы вариативного (школьного) компонента Ба­зисного учебного плана в выпускном классе основной ступени об­щего образования;

- при организации обязательных занятий по выбору ввести
деление класса на необходимое число групп;

- образовательным учреждениям использовать часы вариатив­ного компонента, прежде всего, на организацию предпрофильной подготовки.

 

Средство обучения

Средством обучения помимо наглядности (см. приложение 2) будет являться специально разработанная программа эмулятор работы MS-DOS. Рассмотрим команды, которые удалось реализовать.

Ввод команд.

Для ввода команды следует набрать эту команду на клавиатуре и нажать ¿.

Создание текстовых файлов.

Небольшие текстовые файлы можно набрать непосредственно с клавиатуры, хотя это и неудобно. Для этого следует ввести команду

Copy con имя файла

После ввода этой команды нужно будет поочерёдно вводить строки файла. В конце каждой строки надо нажимать клавишу ¿, а после ввода последней – набрать ^Z затем ¿. Команда copy выведет сообщение

1 file(s) copied

(Один файл скопирован)

и на диске появится файл с указанным именем.

Удаление файлов.

Для удаления файлов имеется команда del. Формат команды:

Del имя файла

В имени файла можно употреблять символы * и ?.

Переименование файлов.

Для переименования файлов имеется команда ren (Rename).

Формат команды:

Ren имя файла1 имя файла2

Пример:

Ren qw.doc er.txt

Параметры. Параметр имя файла1 задаёт имя (или шаблон имён с символами * и ?) переименовываемых файлов, параметр имя файла2 – новое имя (имена) файлов.

Выполнение команды. Переименовываются все файлы из заданного каталога, подходящие под шаблон, заданный в первом имени файла в команде. Если символы * и ? имеются во втором имени файла в команде, то символы имён файлов на соответствующих позициях не изменяются.

Копирование файлов.

Для копирования файлов имеется команда Copy.

Формат команды:

Сору имя файла путь/

Пример:

Copy qw.doc c:\qw\er

В именах файлов можно употреблять символы * и ?, а также указывать имя диска и каталога.

Выполнение команды. Если в параметре имя файла1 указано имя каталога, то файлы копируются их этого каталога, иначе – из текущего каталога. Каталог, в который копируются файлы, можно задать параметром имя каталога2 или указанием каталога в параметре имя файла2. Если этот каталог не задан, то файлы копируются в текущий каталог.

Если во втором параметре команды задано имя файла, то оно указывает новое имя копируемого файла. Символы * и ? в имени файла во втором параметре команды указывают, что соответствующие символы в именах копируемых файлов при копировании не меняются.

Создание каталога.

Для создания нового каталога имеется команда Md (Make Directory).

 Формат команды:

Md [дисковод:] путь

Пример:

Md xxx  - создание подкаталога xxx в текущем каталоге;

Уничтожение каталога.

Для удаления (пустого) каталога имеется команда Rd (Remove Directory).

Формат команды:

Rd [дисковод:] путь

Пример:

Rd xxx -удаление подкаталога ххх в текущем каталоге;

С помощью команды rd можно удалить только пустой каталог, т.е. каталог, не содержащий файлов и подкаталогов.

Вывод файла на экран.

Для вывода текстового файла на экран можно использовать команду Type.

Формат команды:

Type имя файла

Пример:

Type paper.doc – вывод на экран файла paper.doc из текущего каталога [14]

Содержание обучения

Планирование по файловым системам (12 ч.)

 

Тема	Количество часов
Логическая организация файловой системы (6 ч)
Урок 1. Цели и задачи файловой системы. Иерархическая структура файловой системы	1
Урок 2. Типы файлов. Имена файлов. Атрибуты файлов	1
Урок 3 Команды MS-DOS	1
Урок 4. Лабораторная работа по теме иерархическая структура файловой системы.	1
Урок 5. Логическая организация файла	1
Урок 6. Контрольная работа.	1
Физическая организация файловой системы (6 ч)
Урок 1. Диски, разделы, секторы, кластеры	1
Урок 2. Физическая организация FAT	1
Урок 3 Физическая организация NTFS	1
Урок 4 Сравнение FAT и NTFS (семинар)	1
Урок 5 Физическая организация и адресация файла	1
Урок 6 Контрольная работа	1

Учащиеся должны знать:

· понятие файл

· понятие каталог

· понятие файловая система

· типы файлов

· представление об иерархической структуре файловой системы

· представление об имени файла

· представление об атрибутах файла

· команды MS-DOS

· представление о логической организации файла

· представление о физической организации диска

· представление о физической организации FAT

· представление о физической организации NTFS

· представление о физической организации и адресации файла

Учащиеся должны уметь

· создавать дерево каталогов

· создавать текстовые файлы

· работать с командами MS-DOS

 

Разработка уроков

 

Запишите определение

Файл — это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные.

Каталог – это особый тип файлов, которые содержат системную справочную информацию о наборе файлов, сгруппированных пользователем по какому-либо неформальному признаку.

Где хранятся файлы?	На жестком диске, на дискетах, компакт дисках.
Как вы думаете, могут ли файлы хранится в оперативной памяти?	Наверное, могут

Да, есть одно исключение - это электронный диск, когда в оперативной памяти создается структура, имитирующая файловую систему.

Как вы думаете, для чего используют файлы?	1) Долговременное хранение информации 2) Надежность
За счет чего достигается долговременное хранение?	За счет использования запоминающих устройств
А надежное хранение?	За счет средств защиты доступа

Правильно, запишите:

Цели использования файла

· Долговременное и надежное хранение информации. Долговременность достигается за счет использования запоминающих устройств, не зависящих от пита ния, а высокая надежность определяется средствами защиты доступа к файлам и общей организацией программного кода ОС, при которой сбои аппаратуры чаще всего не разрушают информацию, хранящуюся в файлах.

· Совместное использование информации. Файлы обеспечивают естественный и легкий способ разделения информации между приложениями и пользовате лями за счет наличия понятного человеку символьного шпени и постоянства хранимой информации и расположения файла. Пользователь должен иметь удобные средства работы с файлами, включая каталоги-справочники, объеди няющие файлы в группы, средства поиска файлов по признакам, набор команд для создания, модификации и удаления файлов. Файл может быть создан од­ ним пользователем, а затем использоваться совсем другим пользователем, при этом создатель файла или администратор могут определить права доступа к нему других пользователей.

Эти цели реализуются в ОС файловой системой.

Запишите определение

Файловая система (ФС) — это часть операционной системы, включающая:

· совокупность всех файлов на диске;

· наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, на­пример, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;

· комплекс системных программных средств, реализующих различные опера­ ции над файлами, такие как создание, уничтожение, чтение, запись, именова­ ние и поиск файлов.

Файловая система позволяет программам обходиться набором достаточно простых операций для выполнения действий над некоторым абстрактным объектом, представляющим файл. При этом программистам не нужно иметь дело с деталями действительного расположения данных на диске, буферизацией данных и други­ми низкоуровневыми проблемами передачи данных с долговременного запоми­нающего устройства. Все эти функции файловая система берет на себя. Файло­вая система распределяет дисковую память, поддерживает именование файлов, отображает имена файлов в соответствующие адреса во внешней памяти, обес­печивает доступ к данным, поддерживает разделение, защиту и восстановление файлов.

Запишите вывод

Таким образом, файловая система играет роль промежуточного слоя, экранирую­ щего все сложности физической организации долговременного хранилища данных, и создающего для программ более простую логическую модель этого хранилища, а также предоставляя им набор удобных в использовании команд для манипули­ рования файлами.

Задачи, решаемые ФС, зависят от способа организации вычислительного про­цесса в целом. Самый простой тип — это ФС в однопользовательских и однопрограммных ОС, к числу которых относится, например, MS-MS-DOS. Основные функ­ции в такой ФС нацелены на решение следующих задач:

Запишите: Задачи файловой системы

· именование файлов;

· программный интерфейс для приложений;

· отображения логической модели файловой системы на физическую организа­цию хранилища данных;

· устойчивость файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и про­граммных средств.

Задачи ФС усложняются в операционных однопользовательских мультипрограммных ОС, которые, хотя и предназначены для работы одного пользователя, но дают ему возможность запускать одновременно несколько процессов. Одной из первых ОС этого типа стала OS/2. К перечисленным выше задачам добавля­ется новая задача совместного доступа к файлу из нескольких процессов. Файл в этом случае является разделяемым ресурсом, а значит, файловая система должна решать весь комплекс проблем, связанных с такими ресурсами.

В многопользовательских системах появляется еще одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.

Запишите, в многопользовательских операционных системах к выше перечисленным задачам добавляются еще две задачи: задача совместного доступа к файлу и защита файлов от несанкционированного доступа.

Запишите подзаголовок

Иерархическая структура файловой системы

Пользователи обращаются к файлам по символьным именам. Однако способ человеческой памяти ограничивают количество имен объектов, к которым пользователь может обращаться по имени. Иерархическая организация пространства имен позволяет значительно расширить эти границы. Именно поэтому большинство файловых систем имеет иерархическую структуру, в которой уровни создаются за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня. Каталоги образуют дерево, если файлу разрешено входить только в один каталог и сеть — если файл может входить сразу в несколько каталогов. Например, в MS-MS-DOS и Windows каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX — сетевую. В древовидной структуре каждый файл являет­ся листом. Каталог самого верхнего уровня называется корневым каталогом, или корнем ( root ).

При такой организации пользователь освобожден от запоминания имен всех фай­лов, ему достаточно примерно представлять, к какой группе может быть отнесен тот или иной файл, чтобы путем последовательного просмотра каталогов найти его. Иерархическая структура удобна для многопользовательской работы: каж­дый пользователь со своими файлами локализуется в своем каталоге или подде­реве каталогов, и вместе с тем все файлы в системе логически связаны.

Частным случаем иерархической структуры является одноуровневая организа­ция, когда все файлы входят в один каталог. (см. Приложение 2)

 

Урок 3. Лабораторная работа по теме иерархическая структура файловой системы

Цели:

1) Образовательные: проверить знание команд MS-DOS, проверить умение создавать дерево каталогов, проверить умение создавать текстовые файлы, научить работать с эмулятором MS-DOS.

2) Развивающие: развить память, развить воображение, развить творческое мышление.

3) Воспитательные: сформировать поведение (усидчивость, уважение к окружающим)

Ход урока:

 

Задание 1. Вспомним команды MS-DOS. Запустите эмулятор и выполните ниже предложенные команды.

1. Запустить эмулятор MS-DOS

Ha экране появится приглашение операционной системы MS - DOS к работе в виде С: \ >.

2. Создадим на диске С: каталог (папку) РЗ:

С: \ >MD РЗ ¿

Приглашение ОС М S MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь вид С:\>

3. Посмотрим постранично содержимое диска С: и убедимся что каталог РЗ создан:

С: \ >DIR ¿

Приглашение ОС MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь вид С:\>

4. Сделаем текущим каталог РЗ:

С: \ >CD РЗ ¿

Приглашение MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь вид С:\ Р3>

5. Создадим в каталоге РЗ Текстовый документ «a.txt»: Создадим документ a.txt следующего содержания: «Операционная система»:

С: \ P3>COPY CON a.txt ¿

— введем текст «MS-DOS»;

— наберем ^z;

— нажмем клавишу Enter.

Приглашение ОС MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь вид С:\ Р3>

6. Просмотрим содержимое каталога РЗ и убедимся, что в нем находится текстовый документ «a.txt»:

С: \ P3>DIR ¿

Приглашение ОС MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С: \ Р3>

7. Просмотрим содержимое текстового документа a.txt:

С: \ РЗ >TYPE a.txt ¿

Приглашение ОС MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С:\РЗ>

8. Просмотрим содержимое каталога РЗ и убедимся, что он пустой:

С: \ РЗ > DIR ¿

Приглашение ОС MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь

вид: С: \РЗ>

9. Удалим каталог РЗ:

— выйдем из каталога РЗ;

С: \РЗ> CD.. ¿

Приглашение ОС MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С: \>

— удалим каталог РЗ

С: \>RD P3 ¿

Приглашение ОС MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С:\>

10. Просмотрим содержимое диска С:

С: \> DIR ¿

Убедимся, что удален каталог РЗ.

Приглашение ОС MS - DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С:\>

11. Вернемся к работе с операционной системой MS Windows:

С: \> EXIT ¿

 

Задание 2. Творческое задание. Создайте свое дерево каталогов так, чтобы получилось ваше генеалогическое дерево. Подумайте, как это можно организовать.

 

.

Заключение

 

В данной курсовой работе были выполнены задачи исследования, предложенные во введении. Нам удалось разработать содержание изучения темы «Файловой системы». Учитывая сложность данной темы для среднего ученика, мы пришли к тому, что лучше ее изучать в рамках профильного курса. С учетом того, что для этого нужно более углубленное изучение физики, математики и информатики профиль выпускника будет технический, а знание темы пригодится ему для поступление в высшее учебное заведение.

Литература

 

1. Беспалько В. П. Слагаемые педагогической технологии. – М.: Педагогика, 1989. – 192 с.

2. Бочкин А. И. Методика преподавания информатики: Учеб. Пособие. – М.: Высшая школа, 1998. – 431 с.

3. Веретенникова Е. Г., Патрушина С. М., Савельева Н. Г. Информатика: Учебное пособие. Серия «Учебный курс». – Ростов на Дону: Издательский центр «МарТ», 2002. – 416 с.

4. Волович М. Б. Не мучить, а учить / О пользе педагогической психологии. – М., изд. Российского открытого университета, 1992. – 232 с.

5. Давыдов В. В. Виды обобщения в обучении: Логико-психологические проблемы построения учебных предметов. – М.: Педагогика, 1972. – 424 с.

6. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования // Вестник образования. – 2002. – 12. – с. 5-7, 11-16, 80-82.

7. Лапчик М. П. Методика преподавания информатики: учеб. Пособие для студ. Пед. Вузов. /М. П. Лапчик, И. Р. Семакин, Е. К. Хеннер; под общей редакцией М. П. Лапчика. – М.: Издательский центр Академия, 2001. – 624 с.

8. Оконь В. Введение в общую дидактику. – М.: Высшая школа, 1990. – 382 с.

9. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Сетевые операционные системы. – СПб.: Питер, 2002. – 544 с.

10. Пиаже Ж. Речь и мышление ребенка: пер. с фр. – М.: Педагогика – Пресс, 1994. – 528 с.

11. Поспелов Н. Н., Поспелов И. Н. Формирование мыслительных операций старшеклассников. – М.: Педагогика, 1989, - 152 с.

12. Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии. – СПб.: Питер, 1999. – 720 с.

13. Унт И. Э. Индивидуализация и дифференциация обучения. – М.: Педагогика, 1990. – 192 с.

14. Фигурнов В. Э.: IBM PC для пользователя. Краткий курс. – М.: «Инфра – М», 1998.

Приложение 1

Примерные учебные планы для некоторых возможных профилей

Введение

 

По мнению авторов данной курсовой работы, учет индивидуальных интересов школьника, его познавательных интересов должен быть одним из главных принципов при построении содержания образования в средней школе. Но современная система образования не способна в полной мере реализовать этот принцип. В этом отношении переход к профильному обучению представляется авторам исследования наиболее перспективным.

Информатика является одним из тех предметов, в которых дифференциация обучения реализуется наиболее естественным образом. Этому способствует сам характер информатики как науки и совокупности множества информационных технологий, история ее появления в школе в те годы, когда многообразию в школьном образовании способствовали внешние условия. Заметим, что даже базовый курс информатики является в некотором смысле дифференцированным, так как по-разному излагается в различных учебниках. Однако истинная дифференциация курса информатики связана не с методическими различиями в изложении одного и того же материала, как в базовом курсе, а с реальными различиями в содержании дифференцированных курсов. Подобное возможно лишь на старшей ступени школы, после изучения базового курса информатики.

Тема файловые системы не дается в полном объеме в базовом курсе. Но для поступления в высшие учебные заведения знания предмета данной темы является необходимым. Поэтому введение в профильном курсе информатики темы «Файловые системы» поможет выпускнику подготовиться к вступительным экзаменам в высшие учебные заведения.

 Профильный курс информатики рассматривали такие специалисты как.

А. И. Бочкин [2], М. П. Лапчик [7], Е. К. Хеннер [7], И. Э. Унт [13]

Объектом исследования будет являться процесс изучения информатики в профильном курсе.

Предметом исследования будет являться изучение файловых систем.

Цель исследования: разработка содержания изучения файловых систем в профильном курсе информатики.

Гипотеза: Если ученик сможет более углубленно изучить тему «Файловые системы», то знание ее поможет ему поступить в высшее учебное заведение.

 

Задачи исследования:

· Рассмотреть содержание обучения файловым системам в вузовском и школьном курсах информатики

· Рассмотреть различные подходы к развитию мышления школьника

· Рассмотреть аспекты профильного обучения

· Разработать содержание изучения темы «Файловые системы»

 

Методы исследования:

· Анализ методической литературы

· Наглядно-иллюстративный метод

Глава 1. Теоретические основы изучения файловых систем

 

Файловые системы

Одной из основных задач операционной системы (ОС) является предоставление удобств пользователю при работе с данными, хранящимися на дисках. Для этого ОС подменяет физическую структуру хранящихся данных некоторой удобной для пользователя логической моделью.

Файловая система (ФС) — это часть операционной системы, включающая:

· совокупность всех файлов на диске;   

· наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, на­пример, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;

· комплекс системных программных средств, реализующих различные опера­ции над файлами, такие как создание, уничтожение, чтение, запись, именова­ние и поиск файлов.

Файловая система позволяет программам обходиться набором достаточно простых операций для выполнения действий над некоторым абстрактным объектом, представляющим файл. При этом программистам не нужно иметь дело с деталями действительного расположения данных на диске, буферизацией данных и други­ми низкоуровневыми проблемами передачи данных с долговременного запоми­нающего устройства. Все эти функции файловая система берет на себя. Файло­вая система распределяет дисковую память, поддерживает именование файлов, отображает имена файлов в соответствующие адреса во внешней памяти, обес­печивает доступ к данным, поддерживает разделение, защиту и восстановление файлов.

Таким образом, файловая система играет роль промежуточного слоя, экранирую­щего все сложности физической организации долговременного хранилища данных, и создающего для программ более простую логическую модель этого хранилища, а также предоставляя им набор удобных в использовании команд для манипулирования файлами.

Существует несколько файловых систем: FAT, NTFS, ufs, s5 и др. Мы будем рассматривать только FAT и NTFS, так как они являются наиболее используемыми.

Операционными системами Windows используется, разработанная еще для MS-DOS файловая система FAT, в которой для каждого раздела и тома MS-DOS имеется загрузочный сектор, а каждый раздел MS-DOS содержит две копии таблицы размещения файлов (file allocation table – FAT).

 FAT представляет собой матрицу, которая устанавливает соотношение между файлами и папками раздела и их физическим местоположением на жестком диске.

Перед каждым разделом жесткого диска последовательно расположены две копии FAT. Подобно загрузочным секторам, FAT располагается за пределами области диска, видимой для файловой системы.

При записи на диск файлы не обязательно занимают пространство, эквивалентное их размеру. Обычно файлы разбиваются на кластеры определенного размера, которые могут быть разбросаны по всему разделу.

В результате таблица FAT представляет собой не список файлов и их местоположения, а список кластеров раздела и их содержимого, а в конце каждого описания содержится ссылка на следующий занимаемый файлом кластер.

Элементы таблицы FAT представляют собой 12-, 16- и 32-битовые шестнадцатеричные числа, размер которых определяется программой FDISK, а значение непосредственно создается программой FORMAT.

Все гибкие диски, а также жесткие диски размером до 16 Мбайт используют в FAT 12-битовые элементы. Жесткие и съемные диски, имеющие размер от 16 Мбайт и более, обычно используют 16-битовые элементы.

Файловая система FAT использовалась во всех версиях MS-DOS и в первых двух выпусках OS/2 (версии 1.0 и 1.1). Каждый логический том имел собственный FAT, который выполнял две функции: содержал информацию распределения для каждого файла в томе в форме списка связей модулей распределения (кластеров) и указывал, какие модули распределения свободны.

Когда таблица FAT была изобретена, это было превосходное решение для управления дисковым пространством, главным образом, потому что гибкие диски, на которых она использовалась, редко были размером более, чем несколько Mb.

Когда Windows NT впервые вышла в свет, в ней была предусмотрена поддержка трех файловых систем. Это таблица размещения файлов (FAT), обеспечивавшая совместимость с MS-DOS, файловая система повышенной производительности (HPFS), обеспечивавшая совместимость с LAN Manager, и новая файловая система, носившая название Файловой системы новых технологий (NTFS).

NTFS обладала рядом преимуществ в сравнении с использовавшимися на тот момент для большинства файловых серверов файловыми системами.

Для обеспечения целостности данных в NTFS имеется журнал транзакций. Подобный подход не исключает вероятности утраты информации, однако, значительно увеличивает вероятность того, что доступ к файловой системе будет возможен даже в том случае, если будет нарушена целостность системы сервера. Это становится возможным при использовании журнала транзакций для отслеживания незавершенных попыток записи на диск при последующей загрузке Windows NT. Журнал транзакций также используется для проверки диска на наличие ошибок вместо проверки каждого файла, в случае использования таблицы размещения файлов.

Одним из основных преимуществ NTFS является безопасность. NTFS предоставляет возможность вносить записи контроля доступа (Access Control Entries, ACE) в список контроля доступа (Access Control List, ACL). ACE содержит идентификационное имя группы или пользователя и маркер доступа, который может быть использован для ограничения доступа к определенному каталогу или файлу. Этот доступ может предполагать возможность чтения, записи, удаления, выполнения и даже владения файлами.

С другой стороны, ACL представляет собой контейнер, содержащий одну или более записей ACE. Это позволяет ограничить доступ отдельных пользователей или групп пользователей к определенным каталогам или файлам в сети.

Кроме того NTFS поддерживает работу с длинными именами, имеющими длину до 255 символов и содержащими заглавные и строчные буквы в любой последовательности. Одной из главных характеристик NTFS является автоматическое создание эквивалентных имен, совместимых с MS-DOS.

Также NTFS имеет функцию сжатия, впервые появившуюся в NT версии 3.51. Она обеспечивает возможность сжатия любого файла, каталога или диска NTFS. В отличии от программ сжатия MS-DOS, создающих виртуальный диск, имеющий вид скрытого файла и подвергающий сжатию все данные на этом диске, Windows NT использует дополнительный уровень файловой подсистемы для сжатия и разуплотнения требуемых файлов без создания виртуального диска. Это оказывается полезным при сжатии либо определенной части диска (например, пользовательского каталога), либо файлов, имеющих определенный тип (например, графических файлов). Единственным недостатком сжатия NTFS является невысокий, в сравнении со схемами сжатия MS-DOS, уровень компрессии. Зато NTFS отличается более высокой надежностью и производительностью [9]

 

 

1.2. Психолого-педагогические аспекты изучения информационных технологий

 

Проанализировав работы специалистов, которые занимались изучением мышления С. Л. Рубинштейна [12], П. Я. Гальперина [8], Н. Ф. Талызиной [8],

М. Б. Воловича [4], Н. Н. Поспелова [11], В. В. Давыдова [5], Ж. Пиаже [10], рассмотрим теорию поэтапного формирования мыслительных действий.

Она была разработана в 50-е годы нашего столетия. Ее создателем является советский психолог и педагог П. Я. Гальперин.

 По П. Я. Гальперину, любое новое умственное действие, например вообра­жение, понимание, мышление, наступает после соответствующей внешней деятельности. Этот процесс проходит несколько этапов, обусловливающих переход от внешней деятельности к психологиче­ской. Эффективным, т.е. действительно ускоряющим развитие уча­щегося, является только такое обучение, при котором учитываются эти этапы. Такое обучение основывается не на выявлении и развитии врожденных способностей личности, а на овладении ею такими видами и способами познавательной деятельности, которые являют­ся приобретением общества и которые позволяют личности стать членом этого общества.

П. Я. Гальперин широко понимает обучение. Он пишет, что обучением условно можно назвать любую деятельность, поскольку тот, кто ее выполняет, получает новую информацию и умения, и одновременно получаемая им информация получает новое качество.

В деятельности, выполняемой учащимися, П. Я. Гальперин выделяет три стороны: ориентировочную, исполнительную и контрольную. Ориентировочная сторона основана на использовании учащимися объективных условий, необходимых для выполнения определенной деятельности. Исполнительная сторона сводится к последовательно­сти этапов преобразования объекта деятельности, а контрольная — требует от учащегося наблюдения за ходом деятельности и сопостав­ления ее результатов с соответствующими образцами, а при обнару­жении расхождений — соответствующей корректировки ориентиро­вочной и исполнительной составляющих этой деятельности. Вся деятельность не является самоцелью, а вызвана неким мотивом этой деятельности, в состав которой он входит. Когда цель задания совпадает с мотивом, действие становится деятельностью. Иначе говоря, деятельность — это процесс решения задач, вызванный же­ланием достичь цели, что может быть обеспечено с помощью этого процесса. Роль мотивации П. Я. Гальперин оценивает так высоко, что наряду с пятью основными этапами в процессе овладения новыми действиями в последних своих работах он рекомендует учитывать еще один этап — формирование соответствующей мотивации у уча­щихся.

Концепцию поэтапного формирования умственных действий на­ряду с ее создателем развивают его ученики, среди которых важную роль играет

Н. Ф. Талызина, автор многочисленных исследований и работ по этой теме. Познакомимся с характеристикой вышеуказанных этапов в ее понимании.

1. Этап создания схемы ориентационной основы деятельности.
На этом этапе учащиеся получают данные о цели деятельности и ее
предмете, что обеспечивает им предварительное ознакомление с деятельностью и условиями ее выполнения. Таким образом, учащиеся узнают, что является предметом учения и в какой последовательно­сти они должны выполнять ориентационные, исполнительные и кон­трольные действия. Это еще не сама деятельность, а лишь система указаний на то, как учащийся должен осуществлять эту деятель­ность.

2. Этап формирования материальной деятельности. Здесь уже сами учащиеся выполняют действия (например, замеряют размеры школьного класса), но только во внешней форме — материальной или материализованной. Материальная форма имеет место тогда, когда учащиеся сталкиваются с самими предметами, например с объектами природы, а материализованная — когда они выполняют действия на геометрических или физических моделях. Эти действия охватывают как ориентационную, так и исполнительную и контрольную деятельность, причем внимательное отношение ко всем трем сторонам деятельности имеет на данном этапе особое значение. Одновременно происходит название всех этих действий.

3. Этап внешней речи. Здесь действие подвергается дальнейшему
обобщению благодаря его полной вербализации в устной или письменной речи. Таким образом, действие усваивается в форме, ото­рванной от конкретики, т.е. обобщенной.

4. Этап внутренней речи. Так же как и на предыдущем этапе, действие проявляется в обобщенном виде, однако его вербальное освоение происходит без участия внешней речи. После получения мысленной формы действие начинает быстро редуцироваться, при­обретая форму, идентичную образцу, и подвергаясь автоматизации.

5. Этап интериоризации действия. Действие становится здесь внутренним процессом, максимально автоматизированным, стано­вится актом мысли, ход которого закрыт, а известен только конечный «продукт» этого процесса. Таким образом, поэтапно учащиеся при­ходят к овладению мысленными действиями, совсем не похожими на действия внешние, но являющимися их производными.

В теории П. Я. Гальперина использованы достижения кибернетики. Ее главный принцип состоит в управлении процессом обучения, которое он понимает шире, чем другие, считая его главной формой деятель­ности учащейся молодежи. Управление здесь доведено до своего совершенства, что и позволяет преобразовывать внутренние дейст­вия во внешние и тем самым ускорять развитие учащихся. Такие их способности, как мышление, память или внимание, остаются в тени ориентационных, исполнительных и конкретных действий, а вся эмоциональная жизнь учащегося сводится к заботе о формировании мотивации к обучению. При всем этом данная система является весьма молодой, к тому же находящейся в стадии продолжающегося развития, на основе немноголетнего опыта ее трудно оценить, что было возможно в случае рассмотрения других, уже долгое время применяющихся на практике систем. Апробируем эту теорию в ходе разработанных уроков. [10]