Последовательный доступ к памяти значит что
Архитектура ЭВМ
Компоненты ПК
Интерфейсы
Мини блог
Самое читаемое
Выгодно купить модульное общежитие на 200 человек в Москве.
Память. Нижний уровень
Методы доступа
Методы доступа
Различают четыре основных метода доступа. С каждым из них связана своя организация памяти, и их необходимо учитывать при оценке быстродействия ЭВМ.
Последовательный доступ. ЗУ с последовательным доступом, ориентированные 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 как адресный доступ 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.
Произвольный доступ. Каждая ячейка памяти имеет уникальный физический адрес. Обращение к любой ячейке занимает одно и то же время и может проводиться в произвольной очередности. Примерами могут служить запоминающие устройства основной памяти.
Ассоциативный доступ. Этот вид доступа позволяет выполнять поиск ячеек, содержащих такую информацию, в которой значение отдельных битов совпадает с состоянием одноименных битов в заданном образце. Сравнение осуществляется параллельно для всех ячеек памяти, независимо от ее емкости. По ассоциативному принципу построены блоки КЭШ-памяти.
Параметры быстродействия ЗУ
Длительность цикла памяти или период обращения (ТЦ). Понятиеприменяется к памяти с произвольным доступом, для которой оноозначает минимальное время между двумя последовательными обращениями к памяти. Период обращения включает в себя время доступа плюс некоторое дополнительное время. Дополнительное время может требоваться для затухания сигналов на линиях, а в некоторых типах ЗУ, где считывание информации приводит к ее разрушению, — для восстановления считанной информации.
Скорость передачи. Это скорость, с которой данные могут передаваться в память или из нее. Для памяти с произвольным доступом она равна 1/ТЦ. Для других видов памяти скорость передачи определяется соотношением:
где TN — среднее время считывания или записи N битов; ТА — среднее время доступа; R — скорость пересылки в битах в секунду.
Иерархия запоминающих устройств
Память часто называют «узким местом» фон-Неймановских ВМ из-за ее серьезного отставания по быстродействию от процессоров, причем, разрыв этот неуклонно увеличивается. Так, если производительность процессоров возрастает вдвое примерно каждые 1,5 года, то для микросхем памяти прирост быстродействия не превышает 9% в год (удвоение за 10 лет), что выражается в увеличении разрыва в быстродействии между процессором и памятью приблизительна на 50% в год. При создании системы памяти постоянно приходится решать задачу обеспечения требуемой емкости и высокого быстродействия за приемлемую цену. Наиболее эффективным решением является создание иерархической памяти. Иерархическая память состоит из ЗУ различных типов (см. рисунок ниже), которые, в зависимости от характеристик, относят к определенному уровню иерархии. Более высокий уровень меньше по емкости, быстрее и имеет большую стоимость в пересчете на бит, чем более низкий уровень. Уровни иерархии взаимосвязаны: все данные на одном уровне могут быть также найдены на более низком уровне, и все данные на этом более низком уровне могут быть найдены на следующем нижележащем уровне и т. д.
Схема иерархической памяти
Четыре верхних уровня иерархии образуют внутреннюю память ЭВМ, а все нижние уровни — это внешняя или вторичная память. По мере движения вниз по иерархической структуре:
Если память организована в соответствии с пунктами 1 — 3, а характер размещения в ней данных и команд удовлетворяет пункту 4, иерархическая организация ведет к уменьшению общей стоимости при заданном уровне производительности.
Справедливость этого утверждения вытекает из принципа локальности по обращению. Если рассмотреть процесс выполнения большинства программ, то можно заметить, что с очень высокой вероятностью адрес очередной команды программы либо следует непосредственно за адресом, по которому была считана текущая команда, либо расположен вблизи него. Такое расположение адресов называется пространственной локальностью программы. Обрабатываемые данные, как правило, структурированы, и такие структуры обычно хранятся в последовательных ячейках памяти. Данная особенность программ называется пространственной локальностью данных. Кроме того, программы содержат множество небольших циклов и подпрограмм. Это означает, что небольшие наборы команд могут многократно повторяться в течение некоторого интервала времени, то есть имеет место временная локальность. Все три вида локальности объединяет понятие локальность по обращению. Принцип локальности часто облекают в численную форму и представляют в виде так называемого правила «90/ 10»: 90% времени работы программы связано с доступом к 10% адресного пространства этой программы. Из свойства локальности вытекает, что программу разумно представить в виде последовательно обрабатываемых фрагментов. Помещая такие фрагменты в более быструю память, можно существенно снизить общие задержки на обращение, поскольку команды и данные, будучи один раз переданы из медленного ЗУ в быстрое, затем могут использоваться многократно и среднее время доступа к ним в этом случае определяется уже более быстрым ЗУ. На каждом уровне иерархии информация разбивается на блоки, которые и пересылаются между уровнями. При доступе к командам и данным, например, для их считывания, сначала производится поиск в памяти верхнего уровня. Факт обнаружения нужной информации называют попаданием (hit), в противном случае говорят о промахе (miss). При промахе производится поиск в ЗУ следующего, более низкого уровня, где также возможны попадание или промах. После обнаружении необходимой информации выполняется последовательная пересылка блока, содержащего искомую информацию, с нижних уровней на верхние. Следует отметить, что, независимо от числа уровней иерархии, пересылка информации может осуществляться только между двумя соседними уровнями. При оценке эффективности подобной организации памяти обычно используют следующие характеристики:
Описание некоторого уровня иерархии ЗУ предполагает конкретизацию четырех моментов:
Последовательный доступ
В информатике последовательный доступ означает, что доступ к группе элементов (например, данные в памяти, на диске или на магнитной ленте) осуществляется в заранее заданном порядке. Последовательный доступ иногда является единственным способом обратиться к данным, как, например, к записям на магнитной ленте. Кроме того, иногда это может быть всего лишь одним из методов доступа к данным, например, мы можем предпочесть этот способ если мы хотим обработать последовательность элементов данных по порядку.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Последовательный доступ» в других словарях:
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ДОСТУП — (sequential access) Метод поиска элементов данных, хранящихся в памяти компьютера, предполагающий поиск через последовательность других, не относящихся к делу элементов. В запоминающих устройствах с магнитной лентой используется метод… … Словарь бизнес-терминов
последовательный доступ — последовательная выборка — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия Синонимы последовательная выборка EN serial access … Справочник технического переводчика
последовательный доступ к порции данных — последовательный доступ Доступ к порции данных, при котором операции чтения или запись порции данных, к которой осуществляется доступ, проводится после чтения или записи всех порций, расположенных до этой порции в соответствии с порядком,… … Справочник технического переводчика
последовательный доступ к данным — Способ доступа к данным, позволяющий обращаться к ячейкам запоминающего устройства в определенной последовательности. [ГОСТ 25492 82] Тематики устройства цифр. выч. машин запоминающие EN sequential access … Справочник технического переводчика
Последовательный доступ к порции данных — 42. Последовательный доступ к порции данных Последовательный доступ Sequential access Доступ к порции данных, при котором операции чтения или запись порции данных, к которой осуществляется доступ, проводится после чтения или записи всех порций,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Последовательный доступ к данным — 23. Последовательный доступ к данным Sequential access Способ доступа к данным, позволяющий обращаться к ячейкам запоминающего устройства в определенной последовательности Источник: ГОСТ 25492 82: Устройства цифровых вычислительных машин… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
произвольно-последовательный доступ — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN random sequential access … Справочник технического переводчика
последовательный набор данных — Набор данных, к физическим записям которого обеспечивается лишь последовательный доступ в порядке их размещения во внешней памяти. [ГОСТ 20886 85] Тематики организация данных в сист. обраб. данных EN sequential data set … Справочник технического переводчика
последовательный файл — Файл, к компонентам которого обеспечивается лишь последовательный доступ в соответствии с упорядоченностью этих компонентов. [ГОСТ 20886 85] Тематики организация данных в сист. обраб. данных EN sequential file … Справочник технического переводчика
Последовательный набор данных — 18. Последовательный набор данных Sequential data set Набор данных, к физическим записям которого обеспечивается лишь последовательный доступ в порядке их размещения во внешней памяти Источник: ГОСТ 20886 85: Организация данных в системах… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Последовательный способ доступа к памяти. Пример
Физ. Организация БД. Основные способы доступа к памяти и критерии оценки их качества.
Существует два понятия: логическая и физическаяорганизация данных.
Логическая – отображает логическую структуру баз данных. Например, это может быть строка из таблицы для реляционной модели или экземпляры вершин в иерархической модели.
Физическая – отражает физическую структуру хранения данных. Представляет собой совокупность файлов. При этом связи между файлами также реализуются с помощью файлов. При хранении данных в физической памяти используют шесть основных способов доступа к памяти.
1. Последовательный способ
Введем два критерия для оценки качества физических способов доступа.
1) Эффективность доступа – это количественная величина, обратная среднему числу обращений к внешней памяти. Имеется в виду количество обращений, которые необходимы для доступа к конкретной записи.
2) Эффективность хранения – это величина, обратная среднему числу байт вторичной памяти, которые используются для хранения одного байта исходных данных.
Индексно-произвольный метод доступа. Пример
Записи исходного файла могут быть размещены в произвольном порядке. Для реализации метода используется индексный файл. Отметим, что объем индексного файла такой же, как и у исходного.
Возможны два варианта:
а) индекс упорядочен по возрастанию ключа.
| Индекс |  Адрес |
 3  2  1 | |
| бл.2 | |
 |
б) Индекс не упорядочен. Значения ключа располагаются в произвольном порядке. В этом случае помимо исходного и индексного файлов необходимо осуществить программу рандомизации или перемешивания. Эта программа необходима для того, чтобы вычислить по значению индексного ключа адрес блока. На практике широко применяются различные алгоритмы рандомизации. При осуществлении программ рандомизации обычно стремятся к равномерному заполнению блоков.
1. В индексно-произвольном методе эффективность хранения очень низкая, т.к. объем индексного файла равен объему исходного.
2. Эффективность доступа выше. Если индексный файл полностью помещается в оперативной памяти, эффективность доступа равна единице.
Последовательный способ доступа к памяти. Пример
ПСД характеризуется тем, что логический порядок элементов совпадает с физическим порядком расположения элементов. Элементами ПСД являются записи.
Отметим, что ПСД могут быть упорядоченными и неупорядоченными по значению ключевого признака. Имя ключевого признака одинаково во всех записях. Записи могут быть постоянной, переменной и неопределенной длины.
Экономное использование памяти, т.к. записи ПСД располагаются одна за другой. Однако это преимущество теряется, если заранее неизвестно общее число записей. В этих случаях выделяют дополнительную память под максимально возможное число записей.
1. Неудобство корректировки
2. Длительность выборного поиска.
Отметим, что в этом способе вставка нового элемента должна выполняться с соблюдением логического порядка следования элементов. Это вызывает необходимость физического перемещения данных.
Примечание. В связи с широким распространением реляционных баз данных применение последовательного способа значительно возросло. Это объясняется тем, что многие реляционные СУБД предусматривают организацию хранения каждого отношения в виде последовательного файла.
В связи с тем, что физические данные могут быть фиксированной и переменной длины, на практике используются различные способы хранения данных.
Пусть в памяти машины имеется последовательно организованный файл.
| Ф.И.О. | Возраст | Должность |
| Бендер Паниковский Балаганов Функ | Зав. отделением Курьер Конюх Зам. председателя |
Если записи будут иметь фиксированную длину, то в памяти ЭВМ необходимо отвести место, равное максимальной длине.
Паниковский 60 Курьер*********
| |
 |
Функ ******* 70 Зам. председателя
 |
Память используется неэффективно. На практике используют переменную длину записи.
При таком способе нет нерационального расхода памяти, однако здесь требуется специальный счетчик, который подсчитывает разделители. На практике иногда используют разновидность способа хранения данных, позволяющего размещать элементы в произвольном порядке.
При этом каждая запись должна иметь свой разделитель.
Бендер & 30? зав. отделением!
Отметим, что при этом объем вторичной памяти не изменяется. Вместе с тем, расходуется дополнительное время на распознавание знаков.
Устройства памяти
Память как человеческий мозг. Он используется для хранения данных и инструкций. Компьютерная память — это пространство хранения на компьютере, где должны обрабатываться данные и храниться инструкции, необходимые для обработки.
Память делится на большое количество мелких частей. Каждая часть называется ячейкой. Каждое местоположение или ячейка имеет уникальный адрес, который варьируется от нуля до объема памяти минус один.
Например, если на компьютере имеется 64 тыс. Слов, этот блок памяти имеет 64 * 1024 = 65536 ячеек памяти. Адрес этих мест варьируется от 0 до 65535.
Память в основном двух типов
Внутренняя память — кэш-память и основная / основная память
Внешняя память — магнитный диск / оптический диск и т. Д.
Внутренняя память — кэш-память и основная / основная память
Внешняя память — магнитный диск / оптический диск и т. Д.
Характеристики иерархии памяти следующие, когда мы идем сверху вниз.
баран
ОЗУ представляет собой внутреннюю память ЦП для хранения данных, программы и результата программы. Это память чтения / записи. Это называется оперативной памятью (RAM).
Поскольку время доступа в ОЗУ не зависит от адреса к слову, то есть каждое место хранения в памяти так же легко доступно, как и другое место, и занимает столько же времени. Мы можем получить доступ к памяти произвольно и очень быстро, но это может быть довольно дорого.
Оперативная память нестабильна, т.е. данные, хранящиеся в ней, теряются при выключении компьютера или при сбое питания. Следовательно, резервная система бесперебойного питания (ИБП) часто используется с компьютерами. Объем оперативной памяти невелик, как с точки зрения ее физического размера, так и объема данных, которые она может хранить.
Оперативная память бывает двух типов
Статическая RAM (SRAM)
Слово статическое указывает на то, что память сохраняет свое содержимое, пока питание остается включенным. Однако данные теряются при отключении питания из-за нестабильности. Микросхемы SRAM используют матрицу из 6 транзисторов и без конденсаторов. Транзисторам не требуется питание для предотвращения утечек, поэтому нет необходимости регулярно обновлять SRAM.
Из-за дополнительного места в матрице SRAM использует больше чипов, чем DRAM для того же объема памяти, что увеличивает производственные затраты.
Статическая ОЗУ используется, поскольку кэш-память должна быть очень быстрой и небольшой.
Динамическое ОЗУ (DRAM)
ROM расшифровывается как постоянная память. Память, из которой мы можем только читать, но не можем писать на ней. Этот тип памяти энергонезависимый. Информация постоянно хранится в такой памяти в процессе производства.
В ПЗУ хранятся такие инструкции, которые требуются для запуска компьютера при первом включении электричества, эта операция называется начальной загрузкой. Чип ПЗУ используется не только в компьютере, но и в других электронных устройствах, таких как стиральная машина и микроволновая печь.
Ниже приведены различные типы ПЗУ —
MROM (ПЗУ в маске)
Самые первые ПЗУ представляли собой аппаратные устройства, которые содержали предварительно запрограммированный набор данных или инструкций. ПЗУ такого типа известны как ПЗУ в маске. Это недорогой ROM.
PROM (программируемая постоянная память)
PROM — это доступная только для чтения память, которую пользователь может изменить только один раз. Пользователь покупает пустой PROM и вводит желаемое содержимое с помощью программатора PROM. Внутри чипа PROM есть небольшие предохранители, которые сгорают при программировании. Он может быть запрограммирован только один раз и не стирается.
EPROM (стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство)
EPROM можно стереть, подвергая его воздействию ультрафиолетового света в течение 40 минут. Обычно ластик EPROM выполняет эту функцию. Во время программирования электрический заряд захватывается в изолированной области затвора. Заряд сохраняется более десяти лет, поскольку у него нет пути утечки. Для стирания этого заряда ультрафиолетовый свет пропускается через кварцевое кристаллическое окно (крышку). Это воздействие ультрафиолетового света рассеивает заряд. При нормальном использовании кварцевая крышка закрыта наклейкой.
EEPROM (электрически стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство)
EEPROM программируется и стирается электрически. Его можно стереть и перепрограммировать около десяти тысяч раз. Как стирание, так и программирование занимают от 4 до 10 мс (миллисекунда). В EEPROM любое место может быть выборочно стерто и запрограммировано. ЭСППЗУ можно стирать по одному байту за раз, а не стирать весь чип. Следовательно, процесс перепрограммирования является гибким, но медленным.
Память последовательного доступа
Последовательный доступ означает, что система должна осуществлять поиск устройства хранения с начала адреса памяти до тех пор, пока не найдет необходимый фрагмент данных. Запоминающее устройство, которое поддерживает такой доступ, называется памятью с последовательным доступом или памятью с последовательным доступом. Магнитная лента является примером памяти с последовательным доступом.
Память прямого доступа
Память с прямым доступом или оперативная память, относится к условиям, при которых система может перейти непосредственно к информации, которую хочет пользователь. Запоминающее устройство, которое поддерживает такой доступ, называется памятью прямого доступа. Магнитные диски, оптические диски являются примерами памяти прямого доступа.
Кэш-память
Кэш-память — это высокоскоростная полупроводниковая память, которая может ускорить работу процессора. Он действует как буфер между процессором и основной памятью. Он используется для хранения тех частей данных и программ, которые чаще всего используются процессором. Части данных и программ передаются с диска в кэш-память операционной системой, откуда ЦПУ может получить к ним доступ.
преимущества
Недостатки
Виртуальная память — это метод, который позволяет выполнять процессы, которые не полностью доступны в памяти. Основным видимым преимуществом этой схемы является то, что программы могут быть больше, чем физическая память. Виртуальная память — это отделение логической памяти пользователя от физической памяти.
Такое разделение позволяет предоставлять чрезвычайно большую виртуальную память программистам, когда доступна только меньшая физическая память. Ниже приведены ситуации, когда не требуется полная загрузка всей программы в основную память.
Написанные пользователем процедуры обработки ошибок используются только тогда, когда в данных или вычислениях произошла ошибка.
Некоторые параметры и функции программы могут использоваться редко.
Многим таблицам назначается фиксированный объем адресного пространства, хотя фактически используется только небольшой объем таблицы.
Возможность выполнения программы, которая только частично находится в памяти, может противостоять многим преимуществам.
Для загрузки или замены каждой пользовательской программы в память потребуется меньшее количество операций ввода-вывода.
Программа больше не будет ограничена объемом доступной физической памяти.
Каждая пользовательская программа может занимать меньше физической памяти, одновременно может выполняться больше программ с соответствующим увеличением загрузки ЦП и пропускной способности.
Написанные пользователем процедуры обработки ошибок используются только тогда, когда в данных или вычислениях произошла ошибка.
Некоторые параметры и функции программы могут использоваться редко.
Многим таблицам назначается фиксированный объем адресного пространства, хотя фактически используется только небольшой объем таблицы.
Возможность выполнения программы, которая только частично находится в памяти, может противостоять многим преимуществам.
Для загрузки или замены каждой пользовательской программы в память потребуется меньшее количество операций ввода-вывода.
Программа больше не будет ограничена объемом доступной физической памяти.
Каждая пользовательская программа может занимать меньше физической памяти, одновременно может выполняться больше программ с соответствующим увеличением загрузки ЦП и пропускной способности.
Вспомогательная память
Вспомогательная память намного больше по размеру, чем основная память, но медленнее. Обычно хранит системные программы, инструкции и файлы данных. Это также известно как вторичная память. Его также можно использовать в качестве переполнения / виртуальной памяти в случае превышения объема основной памяти. Вторичная память не может быть доступна напрямую процессору. Сначала данные / информация вспомогательной памяти передаются в основную память, а затем ЦПУ может получить доступ к этой информации. Характеристики вспомогательной памяти следующие —
Энергонезависимая память — данные не теряются при отключении питания.
Многоразовые — данные остаются во вторичном хранилище на постоянной основе, пока пользователь не перезаписает их или не удалит их.
Надежный — данные во вторичном хранилище безопасны из-за высокой физической стабильности устройства вторичного хранения.
Удобство — с помощью программного обеспечения авторизованные люди могут быстро находить и получать доступ к данным.
Емкость — вторичное хранилище может хранить большие объемы данных в наборах нескольких дисков.
Стоимость — хранить данные на ленте или диске намного дешевле, чем в основной памяти.