Назначение, основные виды запоминающих устройств (ЗУ)
ЗУ предназначено для выполнения функция памяти т.е. для хранения информации, представленной в кодовой форме, а также для её приёма и выдачи по требования (запросу).
Как всякое сложное техническое устройство, ЗУ состоит из отдельных частей со строго определённым функциональным назначением.
Накопитель – часть ЗУ, предназначенная непосредственно для хранения информации.
Запоминающая среда – материал, в (на) котором данные могут быть представлены в виде физических изменений его состояния.
Запоминающий элемент (ЗЭ)–часть памяти, используемая для хранения наименьшей единицы данных.
Основными параметрами ЗУ являются:
- информационная ёмкость,
- разрядность,
- надёжность,
- удельная плотность,
- мощность потребления,
- физический объём.
Информационная ёмкость определяется наибольшим количеством информации, которая может быть зафиксирована данным ЗУ. Емкость ЗУ чаще всего измеряется количеством Nхранимых слов, однако часто используются и другие величины: двоичная единица информации бит М; байт (один байт равен восьми битам), килобит (1024 бита), килобайт(1024 байта). 1 Кбит = 210 бит = 1024 бит, мегабит (1024 Кбита), мегабайт (1024 Кбайта). 1 Мбит = 220 бит = 1048676 бит, 1 Гбит = 230бит= 1 073 741 824 бит.
Разрядность n – количество разрядов в запоминаемом слове. Разрядность слов в ЗУ, как правило, кратна байту.
Для оценки быстродействия ЗУ используются, например, такие временные характеристики как:
- время записиtзап - время от момента подачи кода адреса на регистр адреса ЗУ до окончания процесса записи в накопителе ЗУ;
- время выборки tвыб - время от момента подачи кода регистра на регистр адреса (РА) ЗУ до момента поступления считанного слова на регистр числа ЗУ.
Наиболее полной характеристикой быстродействия ЗУ является времяцикла Тц – минимальное время между двумя последовательными обращениями к ЗУ.
Надёжность ЗУ – обобщённое качество, определяемое совокупностью его свойств и характеристик, обеспечивающих выполнение функций записи, хранения и считывания информации при определённых условиях эксплуатации. В общем случае надёжность как свойство системы не может быть в полной мере оценена ни одним из количественных критериев. Поэтому при оценке надёжности ЗУ наиболее часто используют характеристики конструктивной, информационной, а также параметрической надёжности.
Основными показателями конструктивной надёжности,
рассчитываемыми на основании λ-характеристик элементов, являются:
- интенсивность отказов час-1 ,
где: n – число отказавших элеменов,
N – число элементов, поставленных на испытание,
Т – время испытания;
-вероятность Р безотказной работы на заданном интервале времени
P(t) = exp (-λt);
- среднее время Тсрбезотказной работы час.
Информационная надёжность ЗУ определяется его помехоустойчивостью, т.е. способностью сохранять информацию при воздействии дестабилизирующих факторов.
Основная характеристика параметрической надёжности ЗУ –область устойчивой работы, построенная в координатах параметров, наиболее сильно влияющих на работоспособность ЗУ (часто в координатах возбуждающих токов или питающих напряжений)
В качестве количественных показателей стоимости ЗУ чаще используют абсолютную стоимость С устройства, или приведённую стоимостьхранения одного биты информации:
.
Экономичность ЗУ оценивается косвенным методом-сравнением количества расходуемого оборудования как в отдельных блоках устройства, так и в ЗУ в целом.
С ростом информационной ёмкости и быстродействия ЗУ всё более жёсткие ограничения накладываются на величину мощности потребления и длину связей. Это предопределяет повышение требований к конструкции и компактности ЗУ, характеризуемым удельной плотностью хранения информации.
Удельная плотность– количество информации, приходящееся на единицу физического объёма, :
.
Схема классификации ЗУ приведена на рисунке 6.1,
где:
СОЗУ – сверхоперативное ЗУ,
ОЗУ – оперативное ЗУ,
БЗУ – буферное ЗУ,
ВЗУ – вспомогательное ЗУ,
ПЗУ – постоянное ЗУ,
ВУ – внешние запоминающие устройства.
На рис. 6.1 приведена классификация запоминающих устройств, охватывающая как их структурные, так и конструктивные аспекты.
Рисунок 6.1 – Схема классификации ЗУ