2014-02-18
862
Классификация ЗУ
Характеристики ЗУ
Основными техническими характеристиками ЗУ являются:
1) разрядность;
2) емкость;
3) удельная стоимость;
4) быстродействие;
5) надежность;
6) потребляемая мощность;
7) габаритно-массовые показатели.
Разрядность n равна числу двоичных разрядов, то есть числу бит или ЗЭ, выделяемых одним адресом.
Емкость Е равна предельному количеству информации, размещаемому в ЗУ.
Удельная стоимость С определяется затратами средств на хранение одного бита информации С = S/E. S – стоимость.
Быстродействие определяется временем, которое необходимо для поиска или выборки записи или считывания информации по заданному адресу ячейки ЗУ. Быстродействие ЗУ характеризуется временем обращения Tобр., представляющим собой интервал времени равный сумме времени записи или считывания и времени поиска нужной ячейки ЗУ.
Тобр = Тп+Тзп=Тп+Тсч
Надежность ЗУ характеризуется вероятностью сохранения основных параметров в допустимых пределах в течении заданного промежутка времени. Она зависит от типа и числа ЗЭ, структуры памяти, конструктивных особенностей и других факторов.
Потребляемая мощность и габаритно-массовые показатели являются комплексными характеристиками и зависят от многих факторов, в том числе от емкости, быстродействия, типа применяемых элементов, конструктивных особенностей и других факторов.
Покажем на рис. 1.14 классификацию ЗУ.
Рис 1.14. Классификация ЗУ
По функциональному назначению различаются сверхоперативное (СОЗУ), оперативное ЗУ (ОЗУ), постоянное (ПЗУ), внешнее ЗУ (ВЗУ).
Сверхоперативное ЗУ является вспомогательным блоком ЦПр. В СОЗУ хранятся промежуточные данные, полученные в процессе выполнения разных программ. СОЗУ позволяют уменьшить число обращений к ОЗУ.
СОЗУ строятся на тех же элементах, на которых выполнены остальные блоки процессора. Обычно емкость СОЗУ не больше 64 ячеек, разрядность которых принимается равной разрядности других внутренних ЗУ.
ОЗУ является основным видом ЗУ и служит для хранения изменяющейся информации о состоянии устройств коммутационного и управляющего оборудования, а также состояний линий, подключенных ко входам и выходам узла коммутации (УК).
ОЗУ имеет сравнительно большую емкость и высокое быстродействие, однако меньшее, чем в СОЗУ. Емкость ОЗУ обычно несколько десятков тысяч ячеек и больше. Время обращения от долей до единиц микросекунд.
ПЗУ используется только для хранения и выдачи неизменяющейся информации, то есть программ, постоянных данных. Запись в ПЗУ осуществляется однократно при его изготовлении. Время обращения к ПЗУ обычно такое же, что и время обращения к ОЗУ или меньше.
ВЗУ предназначены для запоминания, хранения и выдачи больших объемов информации, таких как данные о нагрузке и ее изменениях, данные о повреждениях и др. В качестве ВЗУ используют накопители на магнитных лентах и магнитных дисках.
По способу доступа к ячейкам различают ЗУ с произвольным, последовательным и циклическим доступом.
При произвольном доступе обращение к любой ячейке ЗУ осуществляется независимо от ее расположения в ЗУ. К таким ЗУ относятся: СОЗУ, ОЗУ и ПЗУ. Данный способ является наиболее гибким и совершенным по отношению ко всем остальным способам доступа. Он обеспечивает наименьшее время поиска адреса требуемой ячейки ЗУ.
При последовательном доступе обращение к заданной ячейке ЗУ происходит в порядке позиционного расположения адресов ячеек в подобных ЗУ. В качестве примера такого ЗУ – НМЛ (накопители на магнитной ленте). При последовательном доступе время поиска требуемой ячейки или области может иметь довольно значительную величину. В данном случае (НМЛ) оно зависит от местоположения адресуемой ячейки или области на ленте.
При циклическом доступе нужная ячейка периодически появляется под записывающими или считывающими головками и в момент ее появления осуществляется запись в данную ячейку или считывание с нее. Такой способ применяется в ЗУ на НМД (накопители на магнитных дисках). Время поиска при способе с произвольным доступом значительно меньше, чем при способе с последовательным доступом и несколько меньше, чем при поиске с циклическим доступом.
По способу хранения информации ЗУ подразделяются на статические и динамические.
В статических ЗУ при считывании из ячейки ее содержимое не изменяется, поэтому содержимое одной ячейки можно многократно считывать. При записи информации в заданную ячейку прежняя, ранее записанная в нее информация стирается и в ячейке размещается новая информация. К статическим ЗУ относятся все типы ВЗУ, СОЗУ, ПЗУ и отдельные виды ОЗУ.
Для динамических ЗУ характерным является разрушение информации в ячейке через определенный промежуток времени после ее считывания, поэтому в таких ЗУ предусматриваются специальные функциональные узлы для восстановления информации, считанной из данной ячейки ЗУ
К динамическим ЗУ относятся только ОЗУ.
По физической природе ЗЭ все ЗУ делятся на магнитные, полупроводниковые и оптические. В основу всех этих ЗУ положено свойство ЗЭ иметь два устойчивых состояния.
Магнитные ЗУ строятся на магнитных элементах. Один магнитный элемент служит для хранения единицы информации, то есть бита. В качестве ЗЭ используются ферромагнитные материалы или покрытия, сохраняющие остаточную намагниченность того или иного знака, один из которых отождествляется со значением единицы, другой – со значением нуля. Запись и считывание в магнитных ЗУ осуществляются изменением напряженности электрического или магнитного поля.
В качестве магнитных ЗУ используются в основном НМЛ и НМД.
В полупроводниковых ЗУ ЗЭ является интегральная схема. Запись и считывание в полупроводниковых ЗУ производится электрическим путем. Полупроводниковые ЗУ применяются в ЭУС в качестве внутренних ЗУ.
Оптические ЗУ наиболее перспективные. Информация в таких ЗУ хранится в виде рисунка из прозрачных и непрозрачных участков на гладкой плоской поверхности. Считывание информации производится световым лучом, проходящим через носитель. Прозрачный элемент поверхности, пропускающий световой луч соответствует единице, а непрозрачный – нулю. При считывании световые сигналы преобразуются в электрические. Оптические ЗУ используются в качестве ПЗУ.
