Место информации и информационных систем в деятельности менеджера

Основные характеристики:

Объем памяти определяется максимальным количеством информации, которая может быть помещена в эту память, и выражается в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах.

Время доступа к памяти (секунды) представляет собой минимальное время, достаточное для размещения в памяти единицы информации.

Плотность записи информации (бит/см2) представляет собой количество информации, записанной на единице поверхности носителя.

Оперативная память изготавливается  в виде небольших печатных плат с  рядами контактов, на которых размещаются  интегральные схемы памяти (модули памяти). Модули памяти различаются  по размеру и количеству контактов (SIMM или DIMM), по быстродействию, по объему. Важнейшей характеристикой модулей  оперативной памяти является быстродействие – частота, с которой считывается  или записывается информация в ячейки памяти. Современные модули памяти имеют частоту 133 МГц и выше. Оперативная  память состоит из огромного количества ячеек (десятки миллионов), в каждой из которых хранится определенная информация. От объема оперативной памяти зависит, сможет ли компьютер работать с той  или иной программой. При недостаточном  количестве памяти программы либо совсем не будут работать, либо будут работать медленно. Типичный современный компьютер  имеет 256 или 512 Мб оперативной памяти.

Кэш-память

Кэш-память (с английского cash – запас)– устройство, имеющее очень короткое время доступа к данным. Встроенная в микросхему сверхбыстрая память. Обычно имеет размер 256 или 512 Кбайт, в мощных компьютерах до 1Гб и более.

В современных материнских  платах применяется конвейерный  кэш с блочным доступом (Pipelined Burst Cache). В кэш-памяти хранятся копии блоков данных тех областей оперативной памяти, к которым выполнялись последние обращения, и весьма вероятны обращения в ближайшие такты работы — быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы. При выполнении программы данные, считанные из ОП с небольшим опережением, записываются в кэш-память. В кэш-память записываются и результаты операций, выполненных в МП.

По принципу записи результатов  в оперативную память различают  два типа кэш-памяти:

в кэш-памяти «с обратной записью» результаты операций, прежде чем их записать в ОП, фиксируются, а затем  контроллер кэш-памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в ОП;

в кэш-памяти «со сквозной записью» результаты операций одновременно, параллельно записываются и в  кэш-память, и в ОП.

Микропроцессоры начиная от МП 80486 обладают встроенной в основное ядро МП кэш-памятью (или кэш-памятью 1-го уровня — L1), чем и обусловливается их высокая производительность. Микропроцессоры Pentium имеют кэш-память отдельно для данных и отдельно для команд: у Pentium емкость этой памяти небольшая — по 8 Кбайт, у Pentium MMX — по 16 Кбайт. У Pentium Pro и выше кроме кэш-памяти 1-го уровня есть и встроенная на микропроцессорную плату кэш-память 2-го уровня (L2) емкостью от 128 Кбайт до 2048 Кбайт. Эта встроенная кэш-память работает либо на полной тактовой частоте МП, либо на его половинной тактовой частоте.

Следует иметь в виду, что  для всех МП может использоваться дополнительная кэш-память 2-го (L2) или 3-го (L3) уровня, размещаемая на материнской  плате вне МП, емкость которой  может достигать нескольких мегабайтов (кэш на MB относится к уровню 3, если МП, установленный на этой плате, имеет кэш 2-го уровня). Время обращения  к кэш-памяти зависит от тактовой частоты, на которой кэш работает, и составляет обычно 1-2 такта. Так, для  кэш-памяти L1 МП Pentium характерно время обращения 2-5 нс, для кэш-памяти L2 и L3 это время доходит до 10 нс. Пропускная способность кэш-памяти зависит и от времени обращения, и от пропускной способности интерфейса и лежит в широких пределах от 300 до 3000 Мбайт/с.

Использование кэш-памяти существенно  увеличивает производительность системы. Чем больше размер кэш-памяти, тем  выше быстродействие, но эта зависимость  нелинейная. Имеет место постепенное  уменьшение скорости роста общей  производительности компьютера с ростом размера кэш-памяти. Для современных  ПК рост производительности, как правило, практически прекращается после 1 Мбайт  кэш-памяти L2. Создается кэш-память на основе микросхем статической  памяти.

 

CMOS-память

CMOS-память(изготовленная по технологии CMOS – complementary metal – oxide semiconductor) предназначена для длительного хранения данных о конфигурации и настройке компьютера (дата, время, пароль), в том числе и когда питание компьютера выключено. Для этого используют специальные электронные схемы со средним быстродействием, но очень малым энергопотреблением, питаемые от специального аккумулятора, установленного на материнской плате. Это полупостоянная память.Питается от батарейки, поэтому сохраняет информацию и при полном отключении питания компьютера.

BIOS

BIOS- постоянная память, т.е.  память, хранящая информацию при  отключенном питании теоретически  сколь угодно долго,в которую данные занесены при ее изготовлении. Такой вид памяти называется ROM (read only memory). BIOS (Basic Input-Output System) – базовая система ввода-вывода – содержит наборы групп команд, называемых функциями, для непосредственного управления различными устройствами ПК, их тестирования при включении питания и осуществления начального этапа загрузки операционной системы компьютера. В BIOS содержится также программа настройки конфигурации компьютера – SETUP. Она позволяет установить некоторые характеристики устройств ПК. BIOS как система непосредственно ориентирована на конкретную аппаратную реализацию компьютера и может быть различной даже в однотипных компьютерах.

Задание№5

Внутренние и внешние  интерфейсы.

Внутренние интерфейсы предназначены для подключения компонентов, расположенных внутри системного блока. Все контроллеры и шины внутренних интерфейсов размещаются на системной плате. К важнейшим внутренним интерфейсам относятся:

системная шина с разъемом процессора;

шина памяти с разъемами  модулей памяти;

шина и слот видеокарты;

шины и слоты плат расширения;

шины и порты накопителей;

шина и разъемы электропитания;

линии и порты интерфейса управления питанием;

порты и панели индикации;

шины и порты управления системой.

Внешние интерфейсы предназначены для подключения компонентов и периферии, расположенных вне системного блока. Среди внешних интерфейсов следует особо выделить группу, обслуживающую обязательные компоненты компьютерной системы: монитор, клавиатуру, мышь. Прочие внешние интерфейсы обслуживают дополнительные внешние устройства, объединяемые понятием «периферия». К типовым внешним интерфейсам относятся:

порты видеокарты для подключения мониторов и телевизора;

порты PS/2 для клавиатуры и  мыши;

шина и порты USB;

последовательные порты  СОМ;

параллельные порты LPT;

последовательный порт FireWire;

сетевой порт RJ45;

порт модема RJ11 для телефонной линии;

порты аудиоинтерфейса.

На работающем компьютере НЕЛЬЗЯ подключать, поправлять разъем, отключать устройства на внешних  портах PS/2, СОМ, LРТ, внутренних портах АСР, РСI, IDE (АТА), FDD, а также процессор, модули памяти, микросхему BIOS.

Теоретически «горячее»  подключение портов РS/2, СОМ, LРТ безопасно. Опасно втыкать разъемы в том случае, когда устройства подключены к питанию, но не имеют общей земли. Тогда разность потенциалов у них на корпусе составит до сотни вольт. Если первыми соединятся контакты сигнальных линий, для устройств это станет смертельно. При использовании фирменных кабелей с заземлением вероятность пробоя ничтожно мала. Но все же не равна нулю.

На работающем компьютере МОЖНО подключать, поправлять разъем, отключать устройства на внешних  портах USB, FireWire (IEEE1394), Ethernet; (RJ45), телефонной линии (RJ11) и внутренних портах РСI Express, Serial АТА.

Задание №6

Внешняя память предназначена  для долговременного хранения программ и данных. Устройства внешней памяти (накопители) являются энергонезависимыми, выключение питания не приводит к  потере данных. Они могут быть встроены в системный блок или выполнены  в виде самостоятельных блоков, связанных  с системным через его порты. Одной из определяющих характеристикой внешней памяти является ее объем. Объем внешней памяти можно увеличивать, добавляя новые накопители. Не менее важными характеристиками внешней памяти являются время доступа к информации и скорость обмена информацией. Эти параметры зависят от устройства считывания информации и организации типа доступа к ней.  
Актуальность темы исследования обоснована эволюционным переходом к информационному обществу.  
Целью предпринятого исследования является исследование организации памяти, возможностей по увеличению ее объемов, скорости обмена информацией.  
Для реализации поставленной цели необходимо решить ряд взаимообусловленных задач:  
- исследовать основные технологии организации систем долговременного хранения информации.  
- провести анализ технических характеристик устройств  
Объектом исследования являются внешние запоминающие устройства.  
По типу доступа к информации устройства внешней памяти делятся на два класса: устройства прямого (произвольного) доступа и устройства последовательного доступа. При прямом (произвольном) доступе время доступа к информации не зависит от ее места расположения на носителе. При последовательном доступе время доступа зависит от местоположения информации.  
Скорость обмена информацией зависит от скорости ее считывания или записи на носитель, что определяется, в свою очередь, скоростью вращения или перемещения этого носителя в устройстве.  
Внешняя (долговременная) память - это место хранения данных, не используемых в данный момент в памяти компьютера.  
Устройства внешней памяти - это, прежде всего, магнитные устройства для хранения информации.  
По способу записи и чтения накопители делятся, в зависимости от вида носителя, на магнитные, оптические и магнитооптические.  
 
 

 Накопители на магнитной  ленте.

Магнитные ленты хранили  и использовали намотанными на катушки. В ЭВМ унифицированы катушки двух видов: подающие и принимающие. Ленты поставлялись пользователям на подающих катушках и не требовали дополнительной перемотки при установке их в накопители. Лента на катушку наматывалась рабочим слоем внутрь.  
Основные размеры одинаковы как для подающих, так и для принимающих катушек. Запись информации на магнитную ленту осуществлялась по девяти дорожкам.  
В накопителях ЭВМ информация записывалась с продольной плотностью 8 бит/мм, 32 бит/мм, или 63 бит/мм. На девяти дорожках параллельно записывалось 8 информационных битов и 1 контрольный бит, которые составляли 1 байт. Для записи контрольного разряда отводилась четвертая дорожка. Группа байтов, записываемая по одному КСК или по связанной цепочкой данных последовательности КСК, образовывала зону.  
При плотности записи 32 бит/мм в конце зоны записывались две контрольные строки: строка циклического контроля (ЦКС) и строка продольного контроля (ПКС). ЦКС записывалась на ленте за последним байтом данных с промежутком в 4 байта. Для формирования ПКС велся подсчет единиц на каждой дорожке зоны. Их общее число на любой дорожке должно было быть четным. Это делалось путем записи нуля или единицы в соответствующий разряд ПКС. Строка ПКС записывалась после ЦКС с промежутком в 4 байта. При плотности записи 8 и 63 бит/мм, размещение данных на ленте такое же, как и при плотности записи 32 бит/мм, но в конце зоны записывался только ПКС с промежутком в 4 байта от последнего байта данных. Строка ПКС одновременно являлся признаком конца зоны. Начало зоны определялось по появлению первого байта данных.  
Для записи информации с плотностью 8 и 32 бит/мм использовался потенциальный метод без возвращения к нулю с модификацией по единице называемый методом «без возвращения к нулю» (БВН-1). В зарубежной литературе этот метод сокращенно называют также NRZ-1.  
При плотности 63 бит/мм использовался другой метод записи - метод фазовой модуляции или фазового кодирования (ФК). В каждом такте записи изменялась полярность тока в записывающей головке и, следовательно, изменялось магнитное состояние носителя. Полярность тока изменялась с отрицательной на положительную при записи нуля и с положительной на отрицательную при записи единицы. Происходило как бы изменение фазы тока записи. Логическая схема тракта записи анализировала значение следующей записываемой двоичной цифры: если должна была быть записана та же цифра, что и в предыдущем такте, то ток в головке записи предварительно реверсировался. Метод ФК позволял значительно повысить достоверность выделения сигналов при считывании информации в условиях наложения соседних магнитных отпечатков на носителе. Объяснялось это тем, что при изменении частоты в широких пределах фазе искажения сигналов оставались малыми, что проще идентифицировать считываемые сигналы и поэтому реализовать более высокую плотность записи 63 бит/мм. При использовании метода фазового кодирования строка ЦКС не записывалась.  
1.2 Накопители прямого доступа  
К ЗУ прямого доступа в номенклатуре технических средств ЭВМ относятся устройства хранения информации на магнитных дисках и барабанах. Основная особенность их заключалась в том, что время поиска любой записи мало зависит от ее местоположения на носителе. Каждая физическая запись на носителе имеет адрес, по которому обеспечивается непосредственный доступ к ней, минуя остальные записи.  
Это свойство ЗУ прямого доступа отличает их от ЗУ на магнитной ленте и от всех других типов устройств ввода - вывода ЭВМ.  
Во всех накопителях прямого доступа, как и в накопителях на магнитной ленте, использовался принцип электромагнитной записи информации на движущийся носитель. Носителями информации в накопителях прямого доступа служили магнитные диски или барабаны, которые в рабочем состоянии постоянно вращались с большой скоростью. Магнитные диски собирались зачастую в виде пакета из нескольких дисков. Накопители на магнитных дисках подразделяются на две группы: накопители на сменных магнитных дисках, на которых можно осуществлять быструю смену пакетов магнитных дисков и накопители на постоянных магнитных дисках, в которых пакет магнитных дисков или один диск стационарно устанавливается в заводских условиях и не может быть оперативно заменен.  
ЗУ с накопителями на постоянных магнитных дисках и на магнитных барабанах использовались в машине как устройства внешней памяти большой емкости. ЗУ на сменных магнитных дисках по системотехническим возможностям подобны ЗУ на магнитной ленте. Они служили только внешней памятью, но и устройствами ввода вывода информации. Пакеты сменных магнитных дисков удобны в хранении. Из них на вычислительных центрах создались библиотеки, что позволило как бы неограниченно наращивать емкость внешней памяти вычислительных систем.  
Сравнительный анализ основных технических и функциональных параметров ЗУ на магнитной ленте и ЗУ прямого доступа показал, что они имеют примерно одинаковую емкость и скорость обмена информацией при записи и считывании. Несомненным преимуществом ЗУ прямого доступа являлось малое время поиска информации на носителе. Однако стоимость хранения единицы информации на магнитных дисках и барабанах была примерно на порядок больше, чем на магнитных лентах.