- •Программирование
- •1. Архитектура машинной памяти
- •2. Внешние запоминающие устройства.
- •3. Адресация памяти.
- •4. Три уровня представления данных в автоматизированных информационных системах.
- •5. Внутренняя структура записи
- •6. Типы структур данных
- •9. Способы хранения, основанные на преобразовании кода записи в ее адрес
- •10. Массивы
- •11. Стеки
- •12. Очередь
- •13. Таблица
- •14. Основные понятия и принципы сортировки
- •15. Основные методы сортировки линейных структур данных
- •16. Внешняя сортировка
- •17. Основные принципы информационного поиска
- •18. Последовательный поиск
- •20. Двоичный поиск
- •21. Блочный поиск
Программирование
1. Архитектура машинной памяти
Данные, обрабатываемые СОХИ, хранятся в памяти ЭВМ. Память ЭВМ реализуется запоминающими устройствами (ЗУ) — комплексом технических средств, осуществляющих запись, хранение и выдачу информации. Элементы ЗУ ЭВМ являются носителями информации.
О сновными техническими характеристиками ЗУ ЭВМ являются емкость и быстродействие. Емкость ЗУ определяет предельное количество информации, которое может разместиться в ЗУ, и выражается в битах или байтах, а чаще в более крупных единицах - килобайтах (К байт) или мегабайтах (Мбайт): 1 Кбайт = 1024 байт (210 байт), а 1 Мбайт = = 1024 Кбайт (220 байт). Быстродействие ЗУ оценивается временем обращения (временем цикла), т.е. промежутком времени, требуемым для считывания и записи информации в данном ЗУ (иначе, это минимальный промежуток времени между двумя командами считывания).
К ЗУ предъявляются требования большой емкости и высокого быстродействия. Эти требования противоречивы, так как с увеличением емкости ЗУ их быстродействие уменьшается. В соответствии со значениями параметров емкости и быстродействия разделяют память на оперативную (ОП), реализуемую оперативными запоминающими устройствами (ОЗУ), и внешнюю (ВП), функции которой выполняют разнообразные внешние запоминающие устройства (ВЗУ). Однако, несмотря на такое разделение, разница в быстродействии процессора, ОП и ВП остается очень большой. Поэтому обмен информацией между этими структурными единицами ЭВМ осуществляется через дополнительные уровни, называемые буферными, Таким образом, архитектура машинной памяти имеет многоуровневую структуру (рис. 4.1). Каждый уровень удовлетворяет определенным требованиям емкости и быстродействия.
К первому уровню относятся регистровая память (Рг) и сверхоперативные запоминающие устройства (СОЗУ). Регистры предназначены для хранения малых объемов информации (емкостью в одно слово). Регистровая память обладает очень высоким быстродействием и обычно входит в состав процессора.
СОЗУ хранят информацию, к которой происходит наиболее частое обращение процессора.
Память первого уровня выполняет роль буфера между ОП и процессором, сглаживая разницу в их быстродействии.
Второй уровень в иерархии машинной памяти образует оперативная память. ОЗУ хранят информацию, непосредственно участвующую в работе процессора. Ко второму уровню относятся также постоянные запоминающие устройства (ПЗУ). Они хранят неизменяемую информацию.
К третьему уровню относятся буферные ЗУ (БЗУ), использование которых повышает эффективность обмена между ВП и ОП, имеющими существенно разное быстродействие. В качестве Б ЗУ обычно используется специально выделенная область ОП. Функции Б ЗУ могут выполнять магнитные барабаны и магнитные диски с фиксированными головками.
Четвертый уровень архитектуры машинной памяти образует внешняя память. На ВЗУ хранятся данные, не используемые в данный момент времени процессором (не участвующие непосредственно в обработке), а также большие информационные массивы и архивные данные. Наиболее распространенными являются ВЗУ с магнитными носителями информации, а именно накопители на магнитных дисках (НМД), магнитных барабанах (НМБ) и магнитных лентах (НМЛ).
Устройства ВП делятся на устройства с непосредственным (прямым) доступом к данным и последовательным доступом. Во первых время доступа не зависит от места расположения данных на носителе, во вторых время, необходимое для доступа к нужным данным, связано с местом расположения данных на носителе. В АИС выделяют пятый уровень памяти — массовую память. Устройства массовой памяти характеризуются большой емкостью, малым быстродействием и главное — низкой стоимостью хранения информации. На устройствах массовой памяти в АИС организуются хранилища информации.