Пристрій, що запам'ятовує
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Пристрій, що запам'ятовує

пристрій (ЗУ), що Запам'ятовує, блок обчислювальної машини або самостійний пристрій, призначений для запису, зберігання і відтворення інформації. Найбільше поширення ЗУ отримали в цифрових обчислювальних машинах (ЦВМ), а також в пристроях автоматики, телемеханіки, ядерної фізики і т.д. для зберігання головним чином дискретної інформації для тимчасового узгодження роботи декількох об'єктів або накопичення даних, що підлягають передачі по каналах телемеханіки. Фіксація інформації в ЗУ заснована на різних фізичних принципах: механічне переміщення або видалення частини матеріалу носія інформації (перфораційні стрічки, перфокарти), зміну магнітного стану матеріалу (магнітні стрічки, диски, барабани, феритові сердечники) накопичення електростатичного заряду в діелектриках (конденсаторні ЗУ, такі, що запам'ятовують електроннопроменеві трубки), використання звукових і ультразвукових коливань ( лінії затримки ) , вживання явища надпровідності ( криогенні елементи ) і ін. Основними показниками ЗУ, що визначають їх ефективність, є: ємкість М-коду (максимальна кількість слів або знаків, які можна одночасно розмістити в ЗУ), що виражається в двійкових одиницях (бітах) або в байтах (8 біт); швидкодія, що характеризується часом повного циклу звернення до ЗУ Тц (інколи часом вибірки) або частотою звернення

загрузка...

Інколи для характеристики ЗУ користуються узагальнювальним параметром — інформаційною потужністю W = М•f (у кращих сучасних ЗУ вона досягає 10 13 байт/сек).

  Залежно від призначення, способів розміщення інформації і особливостей функціонування ЗУ, як правило, класифікують відповідно до схеми, представленої на мал. 1 . За способом пошуку потрібної інформації розрізняють адресні ЗУ, в яких кожному елементу пам'яті привласнюється певний номер (адреса) і необхідна інформація шукається за конкретною адресою, і асоціативні пристрої, що запам'ятовують, в яких інформація відшукується по сукупності ознак. У ЗУ можливе як послідовне, так і циклічне звернення (доступ) до вічок або довільний доступ, коли звернення до будь-якого вічка здійснюється незалежно від її розташування серед інших вічок.

  Залежно від кратності запису ЗУ діляться на тих, що не стираються що допускають однократний запис з подальшим багатократним прочитуванням без регенерації (наприклад, діодні матриці, перфораційні карти, перфораційні стрічки), і що стираються (ЗУ на магнітних носіях, феритових сердечниках, електронних тригерах і ін.).

  Статичними називаються такі ЗУ, в яких стани носія, відповідні записаному коду, нерухомі відносно носія інформації. До статичних відносяться і все ЗУ з неруйнівним прочитуванням. У динамічних ЗУ послідовність сигналів, відповідна коду, що фіксується, циркулює по замкнутому контуру, що включає лінію затримки. Статичні ЗУ можуть бути стійкими, в яких інформація зберігається необмежено довго (наприклад, ЗУ на тригерах, феритових сердечниках), і нестійкими, такими, що володіють властивістю мимовільного стирання інформації (конденсаторні ЗУ електроннопроменеві трубки, що запам'ятовують).

  Для зберігання великих масивів інформації найчастіше застосовують т.з. зовнішні ЗУ із записом на магнітних носіях: магнітні стрічки, барабани, диски. Шляхом паралельного підключення декількох блоків ЗУ можна зберігати теоретично необмежені об'єми інформації. Ємкість сучасних зовнішніх ЗУ на магнітних стрічках досягає 10 8 байт (з підключенням до 256 блоків), на магнітних дисках — до 6-10 8 байт; швидкість введення (виводу) 3,2-10 5 байт/сек для ЗУ на магнітних стрічках і 2-10 6 байт/сек для ЗУ на магнітних дисках.

  В ЦВМ(цифрова обчислювальна машина) для зберігання даних, необхідних на найближчих етапах рішення задачі, служать оперативні ЗУ, які, як правило, будуються на тороїдальних феритових сердечниках (до 95% всіх оперативних ЗУ), рідше — на ін. феромагнітних елементах (наприклад многоотверстних феритових пластинах, магнітних тонких плівках і ін.). Вельми перспективними вважаються інтегральні напівпровідникові ЗУ. Ємкість оперативних ЗУ в сучасних крупних ЦВМ(цифрова обчислювальна машина) досягає 16-10 6 байт; час запису і прочитування (вибірки) складає від сотих доль мксек до декількох мксек.

  У великих ЦВМ(цифрова обчислювальна машина) в окремий блок часто виділяють буферне ЗУ, виконуюче функції проміжної ланки при обміні інформацією між пристроями з різною швидкодією (наприклад, між оперативним і зовнішнім ЗУ), а інколи і надоперативне ЗУ невеликій ємкості (порядка декілька сотень байт). Надоперативні ЗУ виконуються на елементах підвищеної швидкодії, що запам'ятовують (наприклад, тонких магнітних плівках, тунельних діодах тригерах). Для зберігання даних, склад яких в процесі обробки певного типа інформації або вирішення одного класу завдань не міняється (наприклад, табличні дані, стандартні підпрограми, незмінні програми обчислювальних машин, що управляють), застосовують постійні пристрої, що запам'ятовують.

  ЗУ адресного типа включають власне накопичувач 1 , числову частину 2, адресну частину 3 і блок місцевого управління або синхронізації 4 ( мал. 2 ). Накопичувач складається з вічок, що запам'ятовують, і виконує функції зберігання інформації. Числова частина або схема запису — прочитуваннями є проміжна ланка, в якій відбувається обмін інформацією між накопичувачем і зовнішніми по відношенню до ЗУ пристроями. Вона складається з регістра числа для тимчасового зберігання записуваних або прочитуваних слів (чисел); формувачів запису, що перетворюють код числа в серію сигналів, що фіксуються вічками накопичувача; підсилювачів прочитування для посилення, відділення від перешкоди і формування лічених сигналів. У адресній частині ЗУ заданий код адреси перетвориться в сукупність сигналів, що однозначно визначають необхідне вічко накопичувача. Блок синхронізації формує внутрішні команди, що забезпечують управління послідовністю роботи всіх вузлів ЗУ відповідно до команд, що поступають ззовні. Сукупність всіх блоків ЗУ, за виключенням накопичувача, називається електронною схемою управління, периферійним устаткуванням або електронним обрамленням ЗУ.

  Чудовим ЗУ є людський мозок, що містить біля (10—15)–10 9 нейронів — вічок, що поєднують функції пам'яті і логічної обробки інформації; об'єм мозку в середньому 1,5 дм 3 , маса 1,2 кг, споживана потужність близько 2,5 Вт. Кращі сучасні електронні ЗУ при такій же ємкості займають об'єм в декілька м 3 при масі в десятки і сотні кг, а споживана потужність досягає декілька квт. Науково обгрунтовані прогнози стверджують, що вдосконалення електронної техніки і вживання нових високоефективних накопичувальних середовищ у поєднанні з широким використанням методів біоніки при вирішенні проблем, пов'язаних з синтезом ЗУ, дозволять створювати ЗУ, близькі по параметрах пам'яті людини.

  Літ.: Крайзмер Л. П., Швидкодіючі феромагнітні пристрої, що запам'ятовують, М. — Л., 1964; його ж, Пристрої зберігання дискретної інформації, 2 видавництва, Л., 1969; Китовіч Ст Ст, Оперативні пристрої, що запам'ятовують, на феритових сердечниках і тонких магнітних плівках, М. — Л., 1965; Каган Би. М., Адасько Ст І., Пуре Р. Р., що Запам'ятовують пристрої великої ємкості, під ред. Би. М. Кагана, М., 1968.

  Л. П. Крайзмер.

Мал. 2. Спрощена блок-схема адресного пристрою, що запам'ятовує.

Мал. 1. Класифікація тих, що запам'ятовують пристроїв.