7. Основные характеристики ухд

Как было указано в пункте 1.3, УХД имеют три критических параметра – себестоимость хранения, скорость доступа и надежность. Так как получить высокие значения для всех трех параметров в одном устройстве невозможно, производится большое количество различных видов УХД. Такое многообразие технологий и конструкций обладает большим количеством характеристик. Так как на практике пользоваться критическими параметрами неудобно, именно эти характеристики приводятся в описании устройств.

7.1. Емкость

Основной характеристикой УХД является емкость. Под емкостью понимают общее количество единиц полезной информации, которое может быть помещено в УХД. Кроме «полезной», УХД может содержать служебную информацию, не доступную для использования, заполнение которой требуется для функционирования УХД и выполняется обычно блоком доступа. Суммарную емкость «полезной» и служебной информации иногда называютполной емкостью, но в качестве характеристики указывают редко. Емкость может измеряться в битах, байтах, килобайтах и т.д. Обычно, при простой адресации, емкостьV_озуравна:

V_озу=V_адр*P,

где V_адр – объем адресного пространства;P– размер минимально адресуемого поля.

Однако это правило выполняется не всегда. Емкость УХД может быть меньше всего объема адресуемого пространства. В этом случае, попытки работать с адресами, имеющими номера сверх имеющихся в УХД:

а) вызывают предупреждение об ошибке со стороны блока доступа;

б) при записи блок доступа не выполняет никаких действий, а при чтении возвращает произвольную информацию;

в) блок доступа использует вместо указанных адресов другие, например, меньшие на какую-то величину.

В последнем случае, как можно заметить, одной ячейке будет соответствовать несколько различных адресов. В общем случае, работа с адресами, отсутствующими в УХД, нежелательна, т.к. может приводить к ошибкам в работе ЭВМ.

Емкость УХД может быть больше объема адресуемого пространства. Такое случается, когда объем адресуемого пространства ограничен по какой-либо причине. В этом случае используется механизм страничного обмена, заключающийся в следующем. Адресуемый объем (весь или его часть) называется страницей(для памяти) илитомом(для накопителей).В некоторый момент времени страница представляет (или, как говорят, отображает) некоторую часть емкости УХД. Для того, что бы получить доступ к другой части УХД выполняется операция переключения страницы, которая заключается, например, в записи в специальные ячейки определенного значения. Недостаток обмена с использованием страниц в усложнении блока доступа и в замедлении скорости работы с УХД.

7.2. Стоимость ухд

Говоря о стоимости УХД, всегда предполагают один из критических параметров – себестоимость на единицу информации, или себестоимость хранения одного бита.

Как можно видеть, стоимость УХД S_ухдскладывается из стоимости блока накопления и блока доступа и можно определить как:

S_ухд=S_уд+S_бит*V_ухд,

где S_уд– стоимость блока доступа;

S_бит– стоимость изготовления бита в блоке накопления;

V_ухд – полный объем УХД.

Зависимость стоимости блоков, составляющих УХД, от объема УХД показана на рис. 3, откуда можно сделать вывод, что увеличение объема УХД уменьшает себестоимость хранения одного бита при той же технологии (если технология допускает такое увеличение).

Рис. 3

Как было сказано выше, для устройств типа «память» стоимость блока доступа меньше, чем в устройствах типа «накопитель», зато выше себестоимость битов в блоке хранения. На рис. 3 приведена зависимость себестоимости хранения одного бита в устройстве типа «память» – S_пами в устройстве типа «накопитель»S_накв зависимости от объема хранимой информацииV_ухд. Как можно видеть, при небольших объемах выгоднее использовать «память», а при больших «накопители».

Рис. 4

На практике увеличение емкости УХД, при сохранении надежности хранения и скорости доступа, приводит к увеличению стоимости блока доступа в соответствии с Рис. 5. Это связано с тем, что переход к новым объемам требует внесения изменений в блок доступа.

Рис. 5

Как можно видеть, минимальная себестоимость хранения одного бита достигается в случае, когда полная емкость УХД приближается к значениям A,B,C. На практике так и происходит – емкость УХД изменяется скачкообразно.