ОРГАНИЗАЦИЯ ДАННЫХ НА УСТРОЙСТВАХ С ПРЯМЫМ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ДОСТУПОМ
ТЕМА 5. ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ
ЛЕКЦИЯ 5.1. ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ ПЕРСОНАЛЬНОЙ ЭВМ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВНЕШНЕЙ ПАМЯТИ
Внешняя память (ВЗУ) предназначена для долговременного хранения больших объемов данных и программного обеспечения и обмена ими с оперативной памятью. В настоящее время структура и технические характеристики ВЗУ во многом определяют основные количественные и качественные показатели ЭВМ и информационно-вычислительных систем. Для построения внешней памяти используются энергонезависимые носители информации (диски и ленты), которые к тому же часто являются переносимыми. Емкость этой памяти практически не имеет ограничений, а для обращения к ней требуется больше времени, чем к внутренней.
Внешние запоминающие устройства конструктивно отделены от центральных устройств ЭВМ (процессора и внутренней памяти), имеют собственное управление и выполняют запросы процессора без его непосредственного вмешательства. Информация в ВЗУ располагается в виде блоков, которые становятся доступными для обработки в центральном процессоре в результате выполнения операции ввода (или загрузки) их из внешней памяти в оперативную. Передача блоков из оперативной памяти во внешнюю осуществляется операцией вывода. Эти операции обмена требуют ВЗУ с высокой скоростью передачи данных и быстрым доступом к ней.
По способу регистрации информации различают ВЗУ с магнитной, оптическойимагнитооптической записью. По типу носителя информации различают ВЗУ сгибкимилижестким носителем. Носителем информации называют некоторое тело, на поверхности которого с помощью той или иной технологии реализуют размещение блоков информации.
ОРГАНИЗАЦИЯ ДАННЫХ НА УСТРОЙСТВАХ С ПРЯМЫМ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ДОСТУПОМ
ВЗУ по способам доступа к информации разделяются на
· устройства прямого доступа (накопители на магнитных и оптических дисках);
· устройства последовательного доступа (накопители на кассетной магнитной ленте).
Расположение блоков памяти на поверхности носителя можно представить в виде линейного или двумерного массива (матрицы). В первом случае для нахождения требуемого блока просматриваются последовательно все блоки. ВЗУ, реализующие такой просмотр, называют накопителями с последовательным доступом. При расположении блоков информации на носителе в виде двумерного массива организуется независимый поиск по каждому направлению. Если задан номер строки (или дорожки) Yi, где расположен искомый блок (ij), то время поиска определяется временем просмотра блоков только на этой дорожке. Поиск в направлении Y здесь производится за счет переключения или перемещения органов считывания (например, магнитных головок), а просмотр в направлении X – за счет перемещения носителя (например, магнитного диска). В ВЗУ с прямым доступом один и тот же блок доступен для записи и чтения через постоянные промежутки времени, определяемые в случае накопителей на магнитных и оптических дисках временем оборота, поэтому такой доступ называют циклическим.
Устройства прямого доступа обладают большим быстродействием, поэтому они являются основными внешними запоминающими устройствами, постоянно используемыми в процессе функционирования ЭВМ. Устройства последовательного доступа используются в основном для резервирования информации.
По характеру использования информации различают:
· постоянные ВЗУ, которые допускают только чтение информации (CD-ROM);
· ВЗУ с однократной записью, при которой пользователь имеет возможность произвести запись информации на поверхность носителя один раз, после чего допускается только чтение (CD-R, DVD-R);
· ВЗУ с многократной записью, при которой допускается произвольное число циклов записи и чтения.
Подробная классификация ВЗУ представлена на рис. 5.1.