Вопрос 16. Характеристики внешней памяти.

Важным звеном в иерархии запоминающих устройств является внешняя (вторичная и третичная) память, реализуемая на базе различных ЗУ. Наиболее распространенные виды таких ЗУ — это твердотельные, магнитные и оптические диски, а также магнитоленточные устройства.

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. Этот вид памяти обладает большим объемом и маленьким быстpодействием. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

Ранее были рассмотрены основные характеристики ЗУ внутренней памяти. Многие из них применимы и к ЗУ внешней памяти, иные — модифицируются для учета их специфики. Обсудим следующий перечень характеристик ЗУ внешней памяти:

- место расположения;

- емкость;

- единица пересылки;

- метод доступа;

- быстродействие;

- физический тип;

- физические особенности;

- стоимость.

Место расположения. Внешние ЗУ обычно выполнены в виде отдельных конструктивов или встраиваемых блоков. В последнем случае они монтируются в специально отведенных для них местах корпуса ВМ. К ядру ВМ внешние ЗУ подключаются аналогично устройствам ввода/вывода.

Емкость ЗУ внешней памяти достаточно велика, поэтому ее характеризуют такими крупными единицами, как мегабайт, гигабайт, терабайт и петабайт.

Важной характеристикой ЗУ является единица пересылки. Применительно к внешней памяти, данные часто передаются единицами, превышающими размер слова, и такие единицы называются блоками.

При оценке быстродействия необходимо учитывать применяемый в данном типе ЗУ метод доступа к данным. В ЗУ внешней памяти используется два основных метода доступа:

Последовательный доступ (позволяет обращаться к ячейкам ЗУ в определенной последовательности). ЗУ с последовательным доступом ориентировано на хранение информации в виде последовательности блоков данных, называемых записями. Для доступа к нужному элементу (слову или байту) необходимо прочитать все предшествующие ему данные. Время доступа зависит от положения требуемой записи в последовательности записей на носителе информации и позиции элемента внутри данной записи. Примером может служить ЗУ на магнитной ленте.

Прямой доступ. Каждая запись имеет уникальный адрес, отражающий ее физическое размещение на носителе информации. Обращение осуществляется по адресу к началу записи, с последующим последовательным доступом к определенной единице информации внутри записи. В результате время доступа к определенной позиции является величиной переменной. Такой режим характерен для магнитных дисков.

Быстродействие ЗУ внешней памяти обычно оценивают с помощью двух дополнительных параметров:

Время доступа (Т Д). В ЗУ с подвижным носителем информации — это время, затрачиваемое на установку головки записи/считывания (или носителя) в нужную позицию.

Среднее время считывания или записи N битов TN. Для ЗУ внешней памяти определяется соотношением

TN = Т А + N

R

Т А — среднее время доступа; R — скорость пересылки в бит/с.

Говоря о физическом типе запоминающего устройства, необходимо упомянуть три наиболее распространенных технологии внешних ЗУ — это полупроводниковая память, лежащая в основе твердотельных дисков, память с магнитным носителем информации, используемая в магнитных дисках и лентах, и память с оптическим носителем — оптические диски.

Из физических особенностей внешних ЗУ важнейшее значение имеет их энергонезависимость. Магнитная и оптическая память — энергонезависимы. Полупроводниковая память может быть как энергозависимой, так и нет, в зависимости от ее типа. В твердотельных дисках, в частности, используется оба варианта.

Стоимость ЗУ, как и в случае внутренней памяти, принято оценивать отношением общей стоимости ЗУ к его емкости в битах, то есть стоимостью хранения одного бита информации.

По типу доступа к информации внешнюю память делят на два класса:
- устройства прямого (произвольного) доступа – время обращения к информации не зависит от места её расположения на носителе;
- устройство последовательного доступа.