Хранение информации

От момента формирования информации источником до момента ее использования всегда проходит некоторое время, иногда небольшое, а иногда довольно значительное. В зависимости от того, как меняется ценность информации во времени, надо обеспечить соответствующую длительность ее хранения. Любую информацию надо хранить до тех пор, пока она представляет собой ценность. Вместе с тем, не следует хранить информацию, потерявшую всякую ценность.

Информацию долговременного хранения надо записывать на долговечный носитель, а для краткосрочного использовать более дешевый носитель, либо допускающий многократное использование путем стирания старых записей и нанесения на это место новых, что также обеспечивает небольшую стоимость хранения информации.

При определении срока хранения информации, вида носителя и способа записи надо уметь прогнозировать изменение ценности записываемых сведений во времени.

Другой важной характеристикой информации, влияющей на способ ее хранения, кроме ценности, является частота использования. Чем чаще нужны сведения, тем быстрее их надо получать. Наоборот, для редко используемых сведений допустимо большее время поиска или обращения к ним.

Устройства для хранения информации в ЭВМ называют памятью. Наиболее распространенным является хранение информации на магнитных носителях. Память бывает ЭВМ внешняя и внутренняя или оперативная. Внешняя память дешевле оперативной и обладает большим объемом, но обращение к ней занимает гораздо большее время. Оперативная память является краткосрочной, после решения очередной задачи данные либо стираются, либо выводятся во внешнюю память. В качестве таковой в ЭВМ используются магнитные ленты. В качестве долговременной памяти используется запоминающее устройство - архивная память. Носителем информации в такой памяти является металлическое покрытие, нанесенное на тонкое пластиковое кольцо. Для записи и считывания используется луч лазера.

Современная тенденция заключается в стремлении к централизованному хранению информации и выдаче ее пользователю по каналам связи по мере необходимости. Такая память имеет иерархическую структуру в соответствии с уровнями решения задач управления.

Внутри каждого узла управления, оснащенного одной или несколькими ПЭВМ, память по функциональному признаку разбивается на три класса: рабочая, промежуточная и архивная память.

Память системы в целом можно представить в виде треугольника. Уровни памяти, расположенные у вершины треугольника, имеют небольшое время доступа, но ограничены по объему и дороги. Уровни памяти,

размещенные ближе к основанию треугольника, обладают противоположными характеристиками.

Оптимальное размещение информационных массивов сводится к решению следующих задач: распределения информационных массивов между ЭВМ, распределение информационных массивов по уровням и типам устройств памяти каждой ЭВМ, распределение записей массива в пределах объемов однотипной памяти одного уровня на одном носителе.

При решении указанных задач учитывается стоимость хранения информации в памяти, стоимость обмена информацией между уровнями, быстродействие, среднее время обмена информацией и среднее время обращения к массиву.

Для записи информации и извлечения ее из массивов необходимо проводить так называемые обращения к массивам и определенную их обработку. Обращения бывают справочные и корректирующие. Справочные обращения состоят в выборе записи или группы записей, обладающих определенным признаком, извлечении их из массива и при необходимости - совместной обработки этих записей. Под корректирующим обращением понимают внесение изменений в записи массива, исключение записей в введение новых.

Информационный массив, элементы или записи которого снабжены признаком, называют упорядоченным. Под организацией массива понимают упорядочение его элементов по какому-либо правилу в зависимости от поставленных условий.

Группа записей в массиве образует блок - единицу обмениваемой информации за одно обращение к ЭВМ. Каждый блок имеет идентификатор, т.е. название и признак - ключ. Обычно это максимальный номер записи в данном блоке.

В организации массивов имеются два уровня - записей внутри блоков и блоков внутри массивов. Распространение получили так называемые индексные массивы, под которыми понимаются массивы, состоящие из записей малого объема, каждой из которых соответствует запись большого объема в основном массиве.

Кроме указанных методов организации массивов применяют цепную организацию массива, ветвящуюся (иерархическую) и списочную.

При цепном способе в каждой записи содержится адрес следующей записи, которая может быть расположена в любом носителе.

Массивы с ветвящейся или иерархической организацией являются дальнейшим развитием цепного метода.

Списочная организация массива, при которой размещение записей не зависит от их логических связей в массиве, в наибольшей мере приспособлена к изменению структуры или содержания записей. Любой элемент списка легко развернуть в самостоятельный список.

Наиболее развитым способом организации памяти является страничная обработка и сегментация. При этом программа или блок данных делится на секции, называемые страницами.

Программа обычно состоит из основной части, нескольких подпрограмм и одного или более разделов данных. Каждая из этих единиц в отдельности называется сегментом. В каждом сегменте устанавливается своя собственная нумерация слов.

Автоматическая компоновка различных сегментов осуществляется программами, называемыми загрузчиками или ассемблерами. Эти программы выполняют функции распределения памяти и модификации адресов для сегментов.

При работе ЭВМ в многопрограммном режиме в оперативной памяти одновременно находится несколько программ. В результате не исключена возможность искажения тех зон памяти, в которых находятся другие рабочие программы или расчетные данные. Поэтому информационные массивы, хранящиеся в памяти ЭВМ, должны быть защищены от случайных или преднамеренных попыток их искажения или неправильного использования.

По степени доступности информационные массивы делят на три группы - общие, групповые, индивидуальные.

К общим относят стандартные программы, трансляторы и различные данные, к которым обеспечен свободный доступ для использования. Здесь может иметь место только ограниченное стирание и запись.

Групповые массивы создают тогда, когда одни и те же исходные данные нужны для решения ряда задач. Условия доступа к таким массивам более строгие чем к общим. Здесь решения принимаются пользователями коллективно. Индивидуальный массив предназначен для одного пользователя. Здесь может быть секретный и достаточно важный характер информации, поэтому защита будет от считывания другими пользователями и от разрушения или искажения массива.

Каждый массив имеет специальную контрольную зону, в которой содержится информация об особенностях доступа к нему. Одним из методов защиты памяти ЭВМ является защита "по ключу". Условный ключ может меняться по мере необходимости. Ключ представляет собой запись нескольких двоичных разрядов. Доступ к программе открыт, если при сравнении кодов есть совпадение.