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, оптической и магнитооптической записью. По типу носителя информации различают ВЗУ с гибким или жестким 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) Y_i, 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.