Статические оперативные запоминающие устройства
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
. Статические ЗУ
. Статическая память
. Статические оперативные запоминающие устройства
Заключение
Введение
Запоминающее устройство - это блок вычислительной машины или самостоятельное устройство, предназначенное для записи, хранения и воспроизведения информации. Наибольшее распространение ЗУ получили в цифровых вычислительных машинах (ЦВМ), а также в устройствах автоматики, телемеханики, ядерной физики и т.д. для хранения главным образом дискретной информации, для временного согласования работы нескольких объектов или накопления данных, подлежащих передаче по каналам телемеханики.
Фиксация информации в ЗУ основана на различных физических принципах: механическое перемещение или удаление части материала носителя информации (перфорационные ленты, перфокарты), изменение магнитного состояния материала (магнитные ленты, диски, барабаны, ферритовые сердечники), накопление электростатического заряда в диэлектриках (конденсаторные ЗУ, запоминающие электроннолучевые трубки), использование звуковых и ультразвуковых колебаний (линии задержки), применение явления сверхпроводимости (Криогенные элементы) и др.
Основными показателями ЗУ, определяющими их эффективность, являются: ёмкость М (максимальное количество слов или знаков, которые можно одновременно разместить в ЗУ), выражаемая в двоичных единицах (битах) или в байтах (8 бит); быстродействие, характеризуемое временем полного цикла обращения к ЗУ Тц (иногда временем выборки) или частотой обращения.
Иногда для характеристики ЗУ пользуются обобщающим параметром - информационной мощностью
= МF(в лучших современных ЗУ она достигает 1013 байт/сек).
В зависимости от назначения, способов размещения информации и особенностей функционирования ЗУ, как правило, классифицируют в соответствии со схемой, представленной на рис. 1. По способу поиска нужной информации различают адресные ЗУ, в которых каждой ячейке памяти присваивается определённый номер (адрес) и требуемая информация ищется по конкретному адресу, и ассоциативные запоминающие устройства, в которых информация отыскивается по совокупности признаков. В ЗУ возможно как последовательное, так и циклическое обращение (доступ) к ячейкам либо произвольный доступ, когда обращение к любой ячейке осуществляется независимо от её расположения среди других ячеек.
В зависимости от кратности записи ЗУ делятся на нестирающиеся, допускающие однократную запись с последующим многократным считыванием без регенерации (например, диодные матрицы, перфорационные карты, перфорационные ленты), и стирающиеся (ЗУ на магнитных носителях, ферритовых сердечниках, электронных триггерах и др.).
Статическими называются такие ЗУ, в которых состояния носителя, соответствующие записанному коду, неподвижны относительно носителя информации. К статическим относятся и все ЗУ с неразрушающим считыванием. В динамических ЗУ последовательность сигналов, соответствующая фиксируемому коду, циркулирует по замкнутому контуру, включающему линию задержки. Статические ЗУ могут быть устойчивыми, в которых информация сохраняется неограниченно долго (например, ЗУ на триггерах, ферритовых сердечниках), и неустойчивыми, обладающими свойством самопроизвольного стирания информации (конденсаторные ЗУ, запоминающие электроннолучевые трубки).
Для хранения больших массивов информации чаще всего применяют т. н. внешние ЗУ с записью на магнитных носителях: магнитные ленты, барабаны, диски. Путём параллельного подключения нескольких блоков ЗУ можно хранить теоретически неограниченные объёмы информации. Ёмкость современных внешних ЗУ на магнитных лентах достигает 108 байт (с подключением до 256 блоков), на магнитных дисках - до 6-108 байт; скорость ввода (вывода) 3,2-105 байт/сек для ЗУ на магнитных лентах и 2-106 байт/сек для ЗУ на магнитных дисках.
В ЦВМ для хранения данных, необходимых на ближайших этапах решения задачи, служат оперативные ЗУ, которые, как правило, строятся на тороидальных ферритовых сердечниках (до 95% всех оперативных ЗУ), реже - на др. ферромагнитных элементах (например, многоотверстных ферритовых пластинах, магнитных тонких плёнках. Весьма перспективными считаются интегральные полупроводниковые ЗУ. Ёмкость оперативных ЗУ в современных крупных ЦВМ достигает 16-106 байт; время записи и считывания (выборки) составляет от сотых долей мксек до нескольких мксек.
В больших ЦВМ в отдельный блок часто выделяют буферное ЗУ, выполняющее функции промежуточного звена при обмене информацией между устройствами с различным быстродействием (например, между оперативным и внешним ЗУ), а иногда и сверхоперативное ЗУ небольшой ёмкости (порядка нескольких сотен байт). Сверхоперативные ЗУ выполняются на запоминающих элементах повышенного быстродействия (например, тонких магнитных плёнках, туннельных диодах, триггерах). Для хранения данных, состав которых в процессе обработки определённого типа информации или решения одного класса задач не меняется (например, табличные данные, стандартные подпрограммы, неизменные программы управляющих вычислительных машин), применяют постоянные запоминающие устройства.
ЗУ адресного типа включают собственно накопитель 1, числовую часть 2, адресную часть 3 и блок местного управления или синхронизации 4. Накопитель состоит из запоминающих ячеек и выполняет функции хранения информации. Числовая часть или схема записи - считывания представляет собой проме