←предыдущая следующая→
1 2 3
ВТОРОЙ СЕМЕСТР
ЛЕКЦИЯ N 6
я2ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ
В состав современных ЭВМ входят многочисленные и разнообраз-
ные по выполняемым функциям, принципам действия и характеристикам
периферийные устройства, которые по назначению можно разделить на
две группы:
1) внешние запоминающие устройства, предназначенные для хра-
нения больших объемов информации;
2) устройства ввода-вывода, обеспечивающие связь машины с
внешней средой путем ввода и вывода информации из ЭВМ, ее регист-
рации и отображения.
Операции ввода и вывода определяются относительно ядра ЭВМ -
процессора и основной памяти.
Операцией ввода называется передача в ядро ЭВМ информации из
внешней среды (в том числе от пользователя), или из внешних запо-
минающих устройств.
Операцией вывода называется передача информации из ядра ЭВМ
во внешнюю среду или во внешние запоминающие устройства.
Общей характеристикой для всех периферийных устройств
является скорость, с которой устройство может принимать или
передавать данные. Большинство периферийных устройств имеет
электромеханические узлы, скорость работы которых значительно
ниже скорости работы электронных устройств ЭВМ. Скорости передачи
данных, с которыми работают различные периферийные устройства,
отличаются весьма значительно: от нескольких единиц до нескольких
миллионов байт/с.
Периферийные устройства различают по реализованному в них
синхронному или асинхронному режиму передачи данных. При синхрон-
ном режиме передача данных производится в определенном темпе,
который задается рабочей скоростью движения носителя информации,
например магнитной ленты. При асинхронном режиме передача данных
может происходить в свободном темпе с остановом после передачи
любого байта.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВНЕШНИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Одной из основных характеристик ВЗУ является общий объем
хранимой информации, или емкость ВЗУ, обычно измеряемая в байтах.
Из-за большого различия быстродействия оперативной памяти и
ВЗУ обращения к внешней памяти вызывают потери производительности
ЭВМ. Поэтому быстродействие ВЗУ является показателем не менее
важным, чем его емкость.
.
- 2 -
Обращение к ВЗУ в общем случае предполагает последовательное
выполнение двух процессов:
1) доступа к ВЗУ - установки головок на участок носителя, с
которого требуется считать или на который нужно записать информа-
цию;
2) считывания и передачи информации из ВЗУ в оперативную па-
мять или передачи информации из памяти в ВЗУ и записи ее на носи-
тель.
Соответственно быстродействие ВЗУ определяется двумя показа-
телями: временем доступа и скоростью передачи информации. Разли-
чают среднее и максимальное время доступа.
В связи с определенными техническими особенностями магнитных
носителей информации, на них нельзя записать и с них нельзя
считать отдельный байт. Запись и считывание информации могут
производиться только группами байт строго определенного размера -
блоками.
Внешние ЗУ делятся на устройства с прямым и последовательным
доступом. В устройствах с прямым доступом, к которым относятся
магнитные диски и барабаны, время доступа мало зависит от положе-
ния носителя относительно головки в момент обращения к ВЗУ, что
достигается циклическим движением носителя с большой скоростью
относительно головки.
В устройствах с последовательным доступом (ВЗУ на магнитных
лентах) для поиска нужного участка носителя требуется последова-
тельный просмотр записанной на носителе информации, для чего
может потребоваться несколько минут.
К важным характеристикам ВЗУ также относятся достоверность
функционирования и относительная стоимость устройства.
Обычно достоверность работы ВЗУ оценивается числом правильно
воспроизводимых в режиме записи-считывания двоичных знаков на
один ошибочный знак.
Относительная стоимость ВЗУ определяется как отношение стои-
мости устройства к его емкости.
Плотность записи информации
Основные характеристики ВЗУ прямо зависят от плотности
записи информации на носитель.
Поверхностная плотность записи информации является произ-
ведением продольной плотности записи на поперечную плотность
записи.
Продольная плотность записи равна числу бит, записываемых на
единицу длины дорожки (бит/мм, бит/см или бит/дюйм). Поперечная
плотность записи равна числу дорожек, приходящихся на единицу
длины в направлении, перпендикулярном движению носителя (доро-
жек/мм, дорожек/см или дорожек/дюйм). Поверхностная плотность
записи, таким образом, измеряется числом бит на квадратный милли-
метр, квадратный сантиметр или квадратный дюйм.
- 3 -
Допустимая продольная плотность записи зависит от характе-
ристик магнитного носителя, зазора между носителем и головкой,
конструкции головки, способа записи информации и других факторов.
Увеличения поперечной плотности записи можно достигнуть
уменьшением ширины дорожки и расстояния между центрами дорожек.
Минимальная ширина дорожки ограничена технологическими трудностя-
ми изготовления головок. При уменьшении расстояния между центрами
дорожек увеличиваются перекрестные электромагнитные наводки в
головках.
Наибольшую плотность удается получить при контактной записи,
когда магнитный носитель непосредственно соприкасается с голов-
кой. Такой способ работы применяется только в устройствах с
магнитными лентами и гибкими дисками, так как трение между
магнитным носителем и головкой, вызывая их износ, ограничивает
допустимую скорость движения носителя относительно головки.
Скорость перемещения носителя влияет на такие важные харак-
теристики ВЗУ, как время доступа и скорость передачи информации.
С увеличением этой скорости время доступа уменьшается, а скорость
передачи информации увеличивается. В устройствах на жестких
дисках для увеличения линейной скорости движения носителя приме-
няется бесконтактная запись. Для обеспечения высокой плотности
записи зазор между головками и поверхностью диска должен быть
минимальным, однако этому препятствуют механические неточности
изготовления дисков и температурные деформации.
Для уменьшения зазора используются различные аэродинами-
ческие эффекты, создающие между головками и диском воздушную
подушку толщиной в несколько микрометров.
МЕТОДЫ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ НА МАГНИТНЫЙ НОСИТЕЛЬ
Характеристики
←предыдущая следующая→
1 2 3