.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
  • thesis.bystrickaya.ru/programma-disciplini-opd-f-04-2teoriya-i-metodika-obucheniya-matematike-specialnost-030100-21-informatika-s-dopolnitelnoj-specialnostyu-matematika-kvalifikaciya.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/plan-vvedenie-istoriya-semi-po-linii-materi-a-istoriya-zhizni-lipinoj-irini-nikitichni.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-disciplini-v-od9-teoriya-i-metodologiya-buhgalterskogo-uchyota-kontrolya-i-audita.html
  • spur.bystrickaya.ru/konspekt-uroka-po-teme-h-k-andersen-i-ego-skazochnij-mir-skazka-snezhnaya-koroleva.html
  • control.bystrickaya.ru/dve-civilizacii-egipet-i-mesopotamii-sovershenno-osobim-obrazom-svyazani-i-drug-s-drugom-kontakti-bili-izdrevle-i-neposredstvenno-svyazani-s-izrailem-delo-v-tom.html
  • institute.bystrickaya.ru/glava-10-koda-kratkij-mig-elvin-toffler.html
  • thesis.bystrickaya.ru/proekt-koncepcii-nauchnogo-soderzhaniya-predmetnih-oblastej-na-osnove-fundamentalnogo-yadra-soderzhaniya-obshego-obrazovaniya.html
  • shkola.bystrickaya.ru/rezultativnost-uchastiya-obuchayushihsya-dekorativno-prikladnogo-otdela-v-konkursah-sorevnovaniyah-razlichnogo-urovnya.html
  • literature.bystrickaya.ru/cz-master-klass-razrabotka-i-rasprostranenie-prilozhenij-dlya-platformi-windows-phone.html
  • nauka.bystrickaya.ru/voronina-lyubov-valentinovna-kandidat-filologicheskih-nauk-prepodavatel-kafedri-inostrannih-yazikov-ryazanskogo-avtomobilnogo-instituta-im-dubinina-ryazan-rossiya-sinkretizm-semantiki-finitiva.html
  • nauka.bystrickaya.ru/v-i-malyuk-04-aprelya-2012-g.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/pravovoe-regulirovanie-gosudarstvennoj-sluzhbi-v-rossijskoj-federacii.html
  • klass.bystrickaya.ru/adaptivnaya-tehnologiya-i-ee-primenenie-v-uchebnom-processe.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/v-vserossijskaya-konferenciya-s-mezhdunarodnim-uchastiem-prenatalnaya-diagnostika-i-geneticheskij-pasport-osnova-profilakticheskoj-medicini-v-vek-nanotehnologij-registracionnaya-forma.html
  • predmet.bystrickaya.ru/serbske-nowiny-e-nowina-17-abz-slavyane-luzhichane-serb.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-23-massovie-nastroeniya-psihologiya-mass-mastera-psihologii-olshanskij.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/sbornaya-rossii-po-sportivnoj-gimnastike-vtoraya-v-obshekomandnom-zachete-po-itogam-chempionata-mira-v-gollandii.html
  • studies.bystrickaya.ru/24-aprelya-sostoyalos-podvedenie-itogov-professionalnogo-konkursa-stroitel-goda-2011.html
  • esse.bystrickaya.ru/razdel-i-chelovek-i-tehnosfera-predislovie.html
  • literature.bystrickaya.ru/byulleten-novih-postuplenij-aprel-iyun-2011-g.html
  • write.bystrickaya.ru/globalnie-posledstviya-zagryazneniya-atmosferi-glavnij-inzhener-ekolog.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/nekotorie-osobennosti-rassledovaniya-prestuplenij-svyazannih-s-dorozhno-transportnimi-proisshestviyami.html
  • bukva.bystrickaya.ru/uchebnie-plani-7-h-klassov-fbup-2004-poyasnitelnaya-zapiska-k-uchebnim-planam-maou-gimnaziya-32-g-kaliningrada.html
  • tests.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-dlya-studentov-i-aspirantov-siktivkar-2006.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/kommentarij-posobie-dlyauchashihsya-obsheobrazovatelnihuchrezhdenij-chast-s-predislovie-razdel-tekst-kak-rechevoe.html
  • crib.bystrickaya.ru/intellekt-massi-uchebnoe-posobie-prednaznacheno-dlya-studentov-aspirantov-prepodavatelej-uchebnoe-posobie-podgotovleno.html
  • notebook.bystrickaya.ru/institut-biologii-karnc-ran-laboratoriya-zoologii-petrozavodsk-185610-rossiya.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tekstovij-redaktor.html
  • control.bystrickaya.ru/byulleten-5-2010-torgovogo-predstavitelstva-rossijskoj-federacii-v-finlyandii.html
  • turn.bystrickaya.ru/osnovnie-nauchnie-polozheniya-vinosimie-na-zashitu-avtoreferat-razoslan-maya-2011-g.html
  • esse.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-uchebnoj-disciplini-rpud-metodiki-issledovaniya-v-socialnoj-rabote-napravlenie-040400-68-socialnaya-rabota.html
  • notebook.bystrickaya.ru/ia-ural-press-inform-g-chelyabinsk-10042009nikolaj-koshman-segodnya-mi-na-dne-poetomu-nado-spasat-krupniestroitelnie-kompanii.html
  • studies.bystrickaya.ru/ispolzovanie-kompyutera-v-uchebno-vospitatelnom-processe.html
  • assessments.bystrickaya.ru/bileti-i-otveti-po-turizmu-i-ekskursiyam-chast-31.html
  • tasks.bystrickaya.ru/2-normativi-kachestva-vodnoj-sredi-dlya-vseh-zon-pri-zalitii-prudov-itut-ribnogo-hozyajstva-rup-nauchno-prakticheskij.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.