.RU

Машинная память - часть 3

Весьма эффективным способом повышения надёжности сложных систем является преобразование информации, при котором переходят от обычной, естественной пространственно-временной формы её представления к частотно спектральной форме, в которой далее она хранится, обрабатывается и передаётся по каналам связи. Очень важно, что структурная избыточность дополняется различными видами функциональной, в частности воспроизведение этих свойств в технических средах позволяют высоконадёжные информационно-перерабатывающие самоорганизующиеся адаптивные системы переменной структуры, обладающие способностями к приспособлению.

Основные характеристики, классификация и иерархия ЗУ

В современных электронных вычислительных системах около 70% объёма и стоимости приходится на долю запоминающих устройств (ЗУ), которые представляют собой комплекс технических средств, предназначенных, для записи, хранения и выдачи информации. В ЗУ в двоичном коде хранятся программы вычислений, исходные данные, промежуточные результаты и команды.

Характеристики запоминающего устройства (ЗУ) определяют качество и целесообразность его применения в той или иной вычислительной машине или системе. Основными характеристиками ЗУ являются информационная ёмкость, быстродействие и надёжность.

Информационная ёмкость ЗУ определяется количеством двоичных единиц информации (бит), которое может храниться в нём (иногда ёмкость выражается в байтах. Обычно один байт равен восьми битам). Если ЗУ рассчитано на хранение N чисел, каждое из которых имеет р разрядов, то информационная ёмкость М = N*p.

Возможность решения на ЭВМ той или иной задачи в значительной степени зависит от ёмкости ЗУ машины.

Быстродействие ЗУ характеризуется его временными характеристиками, к которым относятся: время обращения к ЗУ при записи и считывании информации, время записи информации, время считывания или выборки информации. Время обращения (время цикла) характеризуем максимальную частоту обращения к данному ЗУ при считывании или записи информации. Время считывания или выборки информации - интервал времени обращения к ЗУ до получения выходного сигнала от подачи сигнала считывания. Время записи информации - интервал времени от момента подачи сигнала обращения к ЗУ до момента готовности информации к считыванию.

Надёжность ЗУ определяется числовыми значениями параметров конструктивной и информационной надёжности. Под конструктивной, или элементной, надёжностью понимают вероятность безотказной работы всех элементов или устройства в заданном интервале времени и заданных условиях эксплуатации. Таким образом понятие конструктивной надёжности совпадает с общепринятым определением надёжности радиоэлектронных устройств.

Количественно конструктивную надёжность можно выразить произведением

Р = qг qб ,

где qг - готовность устройства к работе, т.е. вероятность его исправности к началу работы

qг = (1 + tрем )-1

qб - вероятность безотказной работы устройства в течении заданного промежутка времени, т.е. вероятность невыхода его из строя:

qб = (1 +tраб )-1 , i .

- интенсивность отказов, или средняя частота отказов в час; n - количество элементов устройства, а i - средняя частота отказов отдельных элементов; tрем - среднее время нахождения и устранения отдельных неисправностей; tраб - время работы системы. Среднее время безотказной работы устройства Tср = 1/.

Информационная надёжность ЗУ определяет способность устройств сохранять, принимать и выдавать требуемую информацию без её искажения. Численно информационная надёжность может быть оценена соотношением амплитуд информационных и сигналов помех в моменты записи и считывания информации. Большое отношение амплитуд сигналов и помех гарантирует высокую информационную надёжность.

Важными характеристиками ЗУ, как и любого другого устройства машины, являются также габариты, масса, потребляемая мощность и стоимость. Кроме того, к специальным ЗУ предъявляют особые требования по параметрам механических и климатических воздействий.

Классификация ЗУ. Запоминающие устройства можно классифицировать в зависимости от особенностей их построения и функционирования по назначению, адресации информации, характеру хранения информации, по кратности считывания, физическим принципам работы запоминающих элементов, технологии изготовления запоминающих элементов.

По назначению ЗУ делятся на кратковременные и долговременные. В свою очередь, ЗУ с долговременным хранением делятся на постоянные ЗУ (ПЗУ) и полупостоянные ЗУ (ППЗУ). Характерной чертой ПЗУ и ППЗУ является сохранение информации при отключении источников питания. При этом в ПЗУ возможна лишь однократная запись информации, производимая либо а процессе производства, либо в результате программирования. В ППЗУ возможно многократное изменение хранимой информации при эксплуатации.

ЗУ с кратковременным хранением информации используются для хранения оперативной часто меняющейся информации. В этих ЗУ отключение источников питания, как правило, приводит к потере хранимой информации. Следует отметить, что ППЗУ при сокращении длительности цикла записи могут быть использованы и для хранения оперативной информации. Разумеется, ППЗУ могут быть в большинстве случаев использованы и в качестве ПЗУ.

По адресации ЗУ могут быть с произвольной, последовательной и ассоциативной выборкой. В ЗУ с произвольной выборкой (или доступом) время обращения не зависит от адреса числа в устройстве. В ЗУ с последовательной выборкой для нахождения числа по определённому адресу необходимо последовательно просмотреть все ячейки, предшествующие заданной. Очевидно, что в этих устройствах время обращения зависит от адреса. Для поиска определённой информационной единицы в таком ЗУ неоходимо сначала отыскать соответствующий массив, а затем информационную единицу в этом массиве.

В ассоциативных ЗУ (АЗУ) поиск и извлечение информации происходят не по местонахождению (адресу), а по некоторым признакам самой информации, содержащейся в ячейке. Такая память, в сущности, состоит из адресуемых ячеек, однако в системе предусмотрен также механизм проверки или сравнения ключевой информации со всеми записанными словами.

По характеру хранения информации ЗУ делятся на статические и динамические. В статических ЗУ кодирующее информацию физическое состояние остаётся неподвижным относительно носитель информации, тогда как в динамических ЗУ кодирующее информацию физическое состояние перемещается периодически по отношению к среде носителя информации.

По кратности считывания различают ЗУ со считыванием без разрушения информации и ЗУ со считыванием с разрушением информации. В последнем случае для сохранения информации необходимо восстанавливать (регенерировать) считанную информацию в каждом цикле обращения к ЗУ, чтобы иметь возможность её последующего использования.

По физическим принципам работы запоминающих элементов ЗУ делят на магнитные, полупроводниковые, сверх проводниковые и т.д. в современных ЭВМ наиболее широко используют двоичную систему счисления. Поэтому для кодирования и хранения информации могут использоваться различные физические процессы, определяющие два различных состояния вещества, например различные состояния намагниченности магнитных материалов, наличие или отсутствие заряда в данной области полупроводника или диэлектрика, конечное электрическое сопротивление участка цепи и нулевое сопротивление этого же участка, возникающее вследствие эффекта сверхпроводимости некоторых веществ, и т.д.

Создание блоков памяти, обладающих достаточно большой ёмкостью и в то же время приемлемых по габаритам и экономичности, может быть реализовано только при условии максимальной миниатюризации как всего блока памяти в целом, так и основной его части - накопителя информации. Наибольшие успехи в микро миниатюризации в настоящее время достигнуты при использовании полупроводниковых элементов, выполняемых по интегральной технологии, что в значительной мере и определило широкое применение их в системах памяти современных ЭВМ.

Иерархия запоминающих устройств

Совершенствование современных систем обработки информации связано с совершенствованием их памяти, т.е. с созданием памяти, обладающей большой информационной ёмкостью, высоким быстродействием и надёжностью и низкой стоимостью. Так как требуемое сочетание всех параметров в одном типе ЗУ получить не представляется возможным (с увеличением ёмкости ЗУ снижается его быстродействие), то единственный путь решения этой проблемы - объединение в систему различных (а иногда и однотипных) ЗУ в целях получения такой структуры памяти, которая максимально удовлетворила бы приведённым выше требованиям.

Структура памяти, в которой можно выделить несколько различных по характеристикам уровней, называется иерархической. При иерархической организации структуры памяти обычно каждый уровень (ступенька) памяти с большим быстродействием имеет меньшую емкость ЗУ, использующиеся на самом высоком уровне иерархии, имеют наименьшую информационную ёмкость и наибольшее быстродействие. Эту память часто называют набором регистров и иногда относят к устройствам обработки, она позволяет выполнять некоторые логические и арифметические операции.

На следующей ступени иерархии ЗУ ЭВМ находятся сверхоперативные ЗУ (СОЗУ) - устройства, имеющие быстродействие, соизмеримое с быстродействием процессора, и служащие для хранения информации (чисел и команд), которая наиболее часто встречается в процессе решения задач.


metodicheskie-rekomendacii-fragment-poyasnitelnaya-zapiska-obrazovatelnaya-programma-kursa-po-viboru-yazik-chelovek.html
metodicheskie-rekomendacii-i-varianti-kontrolnih-zadanij-po-discipline-programmnoe-obespechenie-pmk-dlya-specialnosti-220301-avtomatizaciya-tehnologicheskih-processov-i-proizvodstv-po-otraslyam-zaochn.html
metodicheskie-rekomendacii-k-laboratornoj-rabote-dlya-studentov-specialnostej-240706-avtomatizirovannoe-proizvodstvo-himicheskih-predpriyatij-i260601-mashini-i-apparati-pishevih-proizvodstv.html
metodicheskie-rekomendacii-k-resheniyu-zadach-po-nachertatelnoj-geometrii-dlya-studentov-vseh-specialnostej-izuchayushih-disciplinu-nachertatelnaya-geometriya-i-inzhenernaya-grafika.html
metodicheskie-rekomendacii-k-vipolneniyu-i-zashite-vipusknih-kvalifikacionnih-rabot-dlya-studentov-specialnosti.html
metodicheskie-rekomendacii-kazan-2002-pechataetsya-po-resheniyu-uchebno-metodicheskogo-soveta-instituta-ekonomiki-upravleniya-i-prava-stranica-3.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/neprerivnie-sluchajnie-velichini.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/primernij-tematicheskij-plan-na-2010-2011-uchebnij-god-naimenovanie-temi-vsego-v-tom-chisle.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/bankovskaya-sistema-rossii-18.html
  • report.bystrickaya.ru/gosudarstvennoe-planirovanie.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/primenyaemie-termini-i-opredeleniya-etap-i-materiali-po-obosnovaniyu-proekta-generalnogo-plana.html
  • institut.bystrickaya.ru/strannik-po-zvezdam-pechataetsya-po-izdaniyu-dzhek-london-sobranie-sochinenij-v-chetirnadcati-tomah-per-s-angl-pod-obshej-red-r-m-samarina-m-pravda-1961-stranica-9.html
  • vospitanie.bystrickaya.ru/vvoz-tovarov-v-respubliku-belarus-chast-3.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/kompyuternaya-zavisimost-realnaya-i-virtualnaya-zhizn-sovremennih-podrostkov.html
  • school.bystrickaya.ru/chto-zhe-ya-pridurok-delayu-mchus-vo-tme-kak-legkij-dim.html
  • apprentice.bystrickaya.ru/zvuk.html
  • urok.bystrickaya.ru/prikaz-4-avgusta-2009-g-04-147-ozachislenii-na-ochnoe-obuchenie.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/tablica-17-vliyanie-bakterialnih-preparatov-na-urozhajnost-k-i-dovban-doktor-selskohozyajstvennih-nauk-professor.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/contacts.html
  • control.bystrickaya.ru/chast-tretya-i-volskaya-vmire-knig-tolstogo-moskva2008-g-annotaciya-velikie-pisateli-vsegda-voploshali-v-knigah.html
  • turn.bystrickaya.ru/po-dannim-oficialnoj-statistiki-chislo-podrostkov-narkomanov-v-rossii-ezhegodno-udvaivaetsya-za-poslednie-chetire-goda-ih-chislo-vozroslo-v-14-raz.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-10-planirovanie-trudovoj-kareri-rabotnika-maslov-e-v-m-316-upravlenie-personalom-predpriyatiya-uchebnoe.html
  • thescience.bystrickaya.ru/kniga-shestaya-vek-fridriha-velikogo-kniga-pervaya-reformaciya-v-germanii-1517-1555-glava-pervaya.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tematicheskoe-soderzhanie-kursa-uchebno-metodicheskij-kompleks-disciplini-bijsk-bpgu-imeni-v-m-shukshina.html
  • school.bystrickaya.ru/bileti-k-ekzamenu-po-pravoohranitelnim-organamchast-2.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rassmotrenie-zayavok-na-uchastie-v-aukcione-i-provedenie-aukciona-na-pravo-zaklyucheniya-gosudarstvennogo-kontrakta.html
  • testyi.bystrickaya.ru/6-nazhmite-knopku-setup-ustrojstvo-radiopriemnoe-onkyo-tx-sr807-rukovodstvo-po-ekspluatacii.html
  • doklad.bystrickaya.ru/uravnoveshennost-spokojstvie-sderzhannost-kniga-ne-tolko-nauchit-rebenka-razmishlyat-o-raznih-storonah-zhizni.html
  • predmet.bystrickaya.ru/rezultati-2010-2011-uchebnogo-goda-obrazovatelnaya-programma-municipalnogo-obsheobrazovatelnogo-uchrezhdeniya-atepcevskoj.html
  • bukva.bystrickaya.ru/osnovnie-psihologicheskie-napravleniya-i-ih-predstaviteli.html
  • universitet.bystrickaya.ru/toll-podobnie-receptori-novie-signalnie-strukturi-v-sisteme-vrozhdennogo-immuniteta-cheloveka.html
  • institute.bystrickaya.ru/formula-minimalnogo-uproshennogo-naloga-ot-vas-rf.html
  • education.bystrickaya.ru/24ispolzovanie-udalennih-resursov-telnet-kirichenko-a-a-maksimova-t-yu-bovt-v-v-internet-tehnologii-dlya.html
  • thescience.bystrickaya.ru/identifikaciya-svoego-mesta-v-gruppe-uchebnoe-posobie.html
  • testyi.bystrickaya.ru/525-o-vnesudebnom-poryadke-otziva-bankovskih-licenzij-uchebnik.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/q-78-sushnost-socialnogo-proektirovaniya-socialnoe-proektirovanie-kak-sistema-deyatelnosti.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/pravitelstvennij-chas-reglament-yaroslavskoj-oblastnoj-dumi.html
  • urok.bystrickaya.ru/prakticheskoe-zadanie-sozdanie-redaktirovanie-sohranenie-i-raspechatka-teksta-v-srede-tekstovogo-redaktora-ksleduyushemu-abzacu-primenit-formatirovanie-shrift-arial-zhirnij-kursiv-16-kegl.html
  • composition.bystrickaya.ru/otechestvennaya-vojna-1812-goda-v-zarubezhnoj-istoriografii.html
  • doklad.bystrickaya.ru/vartanyan-tatyana-anatolevna-zam-direktora-po-uvr-administrator-ege-shkolnogo-urovnya.html
  • knigi.bystrickaya.ru/soderzhanie-doklad-specialnoj-gruppi-tehnicheskih-ekspertov-po-biologicheskomu-raznoobraziyu-lesov.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.