Машинная память - часть 3
.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
  • vospitanie.bystrickaya.ru/zdorove-kolichestvennoe-ocenivanie-zdorovya-predislovie.html
  • college.bystrickaya.ru/312-svedeniya-o-gosudarstvennoj-registracii-emitenta-ezhekvartalnijotche-t-otkritoe-akcionernoe-obshestvo-obedinennie.html
  • literatura.bystrickaya.ru/spisok-deputatov-dumi-gorodskogo-okruga-gorod-chita-pyatogo-soziva-2009-2014g-g-yavlyayushihsya-chlenami-partii.html
  • thescience.bystrickaya.ru/kagalnickogo-rajona-rostovskoj-oblasti-postanovlenie.html
  • occupation.bystrickaya.ru/metodicheskoe-i-informacionno-analiticheskoe-obespechenie.html
  • crib.bystrickaya.ru/issledovanie-kachestva-zelyonogo-i-chyornogo-chaya.html
  • report.bystrickaya.ru/i-b-otcheskaya-uchebnoe-posobie-po-obshej-psihologii-podgotovka-k-pgk-stranica-11.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-6-massazh-i-lechebnaya-gimnastika-pri-razlichnih-zabolevaniyah-pozvonochnika-massazh-pri-zabolevaniyah-pozvonochnika.html
  • crib.bystrickaya.ru/kliment-ohridski-filosofski-fakultet-katedra-stranica-16.html
  • occupation.bystrickaya.ru/o-resheniyah-prinyatih-sovetom-direktorov-nablyudatelnim-sovetom-oao-mrsk-sibiri.html
  • notebook.bystrickaya.ru/katc-katz-david-oglavlenie.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-sostavlena-v-sootvetstvii-s-federalnogo-zakona-ot-29-12-2012-goda-273-fz-ob-obrazovanii-v-rossijskoj-federacii.html
  • bukva.bystrickaya.ru/osobennosti-duhovnoj-zhizni-drevnih-narodov.html
  • predmet.bystrickaya.ru/rekomendacii-dlya-chlenov-semi-i-druzej-215-10-kto-mozhet-pomoch-i-kak-242.html
  • predmet.bystrickaya.ru/resursnoe-obespechenie-razvitiya-shkoli-pasport-programmi-naimenovanie-programmi-programma-razvitiya-mou-sosh-35.html
  • turn.bystrickaya.ru/phenylephrine-dimetindene-vibrocil-atc-kod-r01ab01-novartis-consumer-health-nazalen-gel-12-g-nazalen-sprej-10-ml-i-nosni-kapki-15-ml-op-po-1-br.html
  • tests.bystrickaya.ru/literatura-po-kursu-12-osnovnaya-literatura-12.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/plan-proekta-razrabotka-proekta-rassmotrim-osnovnie-stadii-razrabotki-uchebnogo-proekta-razrabotka-proektnogo-zadaniya.html
  • turn.bystrickaya.ru/ogranicheniya-predmetnoj-oblasti-po-individualnoj-zadache-metodicheskie-ukazaniya-k-prakticheskim-i-laboratornim-zanyatiyam.html
  • tasks.bystrickaya.ru/23-ispolzovanie-sredstv-stabilizacionnogo-fonda-stabilizacionnij-fond-formirovanie-i-ispolzovanie.html
  • klass.bystrickaya.ru/antichnaya-kultura-chelovek-epohi-antichnosti.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-po-discipline-operacionnie-sistemi.html
  • letter.bystrickaya.ru/o-poryadke-provedeniya-itogovoj-attestacii-po-okonchanii-2011-2012-uchebnogo-goda.html
  • grade.bystrickaya.ru/o-vnesenii-izmenenij-v-reshenie-44-j-sessii-05-go-soziva-chernishevskogo-selskogo-soveta-ot-25-12-2009g-ob-ustanovlenii-stavok-zemelnogo-naloga-na-2010-god-po-chernishevskomu-selskomu-sovetu.html
  • znanie.bystrickaya.ru/6-uchebno-metodicheskie-materiali-po-discipline-uchebno-metodicheskij-kompleks-disciplini-institucionalnaya-ekonomika.html
  • knigi.bystrickaya.ru/reglament-sistemi-indikativnogo-upravleniya.html
  • college.bystrickaya.ru/2-osnovnie-celi-i-zadachi-programmi-ob-uchete-municipalnogo-imushestva-i-o-vedenii-reestra-municipalnogo-imushestva-g-mcenska.html
  • writing.bystrickaya.ru/kriminalisticheskaya-harakteristika-i-pervonachalnij-etap-rassledovaniya-grabezhej-i-razbojnih-napadenij-chast-5.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sochi-zhemchuzhina-rossijskih-kurortov.html
  • esse.bystrickaya.ru/rech-o-kitajskoj-revolyucii-yu-g-felshtinskogo-i-g-i-chernyavskogo.html
  • assessments.bystrickaya.ru/chast-1-rekonstrukciya-zdaniya-shkoli-8-pod-detskij-sad-na-220-mest-po-3-m-lotam-lot-1-postavka-hozyajstvennih.html
  • credit.bystrickaya.ru/perevod-s-anglijskogo-anni-blejz.html
  • lecture.bystrickaya.ru/anglijskij-yazik-teksti-gumanitarnogo-profilya-dlya-annotirovaniya-i-referirovaniya.html
  • urok.bystrickaya.ru/proekt-rats.html
  • studies.bystrickaya.ru/bezlichnie-glagoli-latinskij.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.