г) Роль запоминающей среды при организации массивов

Конструкция ЗУ оказывает влияние на стоимость и скорость выполнения операций в массиве, а это и есть основные параметры, характеризующие любую систему обработки данных. Оценим ЗУ разных типов с точки зрения времени доступа к отдельной записи.

Запоминающее устройство с равным временем доступа. Этот тип ЗУ характеризуется одинаковым временем доступа по всем его адресам. Классическим примером устройства с произвольным доступом может служить ЗУ на магнитных сердечниках, используемое в оперативной памяти большинства ЦВМ (МОЗУ). Нужная информация в этом случае может быть получена за несколько микросекунд. Объем памяти МОЗУ сравнительно невелик и изменяется в зависимости от числа модулей от 16 тыс. слов до нескольких млн. слов.

Запоминающее устройство с непосредственным доступом. Примером этого типа ЗУ могут служить магнитные диски (ДЗУ). Данные с магнитных дисков выбираются перемещением читающего механизма к нужной дорожке без считывания данных промежуточных дорожек. В пределах дорожки информация считывается последовательно. Нужная информация с диска, если известен адрес ее хранения, может быть получена за несколько миллисекунд. В зависимости от конструкции диска объем памяти одного модуля, представляющего собою пакет из нескольких дисков, составляет несколько миллионов слов. Общий объем в зависимости от числа модулей может доходить до нескольких сотен миллионов слов. ЗУ на магнитных барабанах БЗУ также можно отнести к ЗУ с непосредственным доступом. Объем одного модуля БЗУ, состоящего из одного барабана, сравнительно невелик и составляет для большинства ЦВМ 64 тыс. слов. Обычно общий объем БЗУ не превышает 1 млн. слов. Очевидно, что ЗУ с непосредственным доступом не характеризуются одинаковым временем доступа по всем записям, которое зависит от ее расположения на диске, однако они позволяют считывающему устройству непосредственно переходить к требуемой информации без считывания промежуточных порций.

Запоминающее устройство с последовательным доступом. Примером ЗУ с последовательным доступом может служить магнитная, бумажная лента, перфолента. Для осуществления поиска информации необходимо просматривать массив с начала. Для обычной магнитной ленты (ЛЗУ) время доступа может доходить до нескольких минут. В зависимости от конструкции объем одного модуля ЛЗУ (одной бобины магнитной, ленты) может составлять свыше одного миллиона слов. Количество лентопротяжных механизмов определяет объем ЛЗУ, который участвует в вычислениях и может составлять несколько десятков миллионов слов.

Если организация самого массива такова, что не допускает непосредственного доступа к данным, нет смысла использовать для него ЗУ с непосредственным доступом, и наоборот, рациональная организация массива иногда помогает преодолеть известные недостатки памяти. Соответственно стоимость хранения единицы информации (одного слова) на магнитных носителях увеличивается с улучшением качественных показателей информации. Наиболее дорогостоящие хранение на МОЗУ и наименее на ЛЗУ.

Структурная информация о массиве тогда имеет ценность когда процессор способен ее использовать. Например, если чтение и поиск данных, хранящихся на МЛ, не могут быть совмещены с другой операцией, выполняемой в вычислительной машине, польза от такого размещения записей в массиве невелика, так как каждую запись все равно придется просмотреть. Но если тот же массив хранится на магнитном диске и если можно за время, когда ЦВМ производит вычисление (не по массиву), установить считывающую головку диска в нужное положение, наличие указателей размещения записей может сократить время доступа. Большое значение имеет прямая загрузка информации с клавиатуры на магнитный носитель. Теоретически при наличии богатого ассортимента ЗУ проектирование информационного обеспечения системы может вестись независимо от машинных носителей информации.

После создания системы обработки данных начинается процесс "погружения", привязки ее к конкретным машинным носителям информации, к конкретной ЦВМ. Однако практически проектировщик ограничен в своих возможностях предоставленными в его распоряжение техническими средствами с машинно-ориентированным информационно-программным обеспечением. С широким использованием проблемно-ориентированных языков для систем организации данных (таких, как КОБОЛ) "жесткая привязка" проектировщика к машинно-ориентированному информационно-программному обеспечению существенно ослабевает или совсем исчезает, так как для всех существующих и вновь разрабатываемых ЦВМ наиболее распространенные языки программирования входят в состав их математического обеспечения. Однако стоимость будущей системы долго будет являться ограничением при проектировании и при системном подходе ее необходимо с первых шагов учитывать, чтобы в завершенном виде система была оптимальной

Так, для оперативного информационного поиска, необходимого в АСУ, приемлемым является, по-видимому, только ДЗУ, так как только этот тип внешних ЗУ позволяет загрузить многоуровневые (списковые) информационные структуры типа тезаурусов и сохранять необходимое для работы быстродействие.

Имеются примеры построения медленно-действующей ИПС с использованием ЛЗУ. Однако этот тип ЗУ наиболее применим в долговременных хранилищах информации, которые по запросу поставляют необходимую информацию посредством установки оператором соответствующей кассеты МЛ на лентопротяжный механизм. Такие хранилища в настоящее время насчитывают до нескольких миллиардов слов. На ЛЗУ могут храниться и тезаурусы, которые для работы с ними машинными средствами частично или полностью переносятся в ДЗУ.

Конкурентоспособным с ЛЗУ долговременным средством хранения информации может в настоящее время выступать постоянное запоминающее устройство электронно-оптического типа, объем которого может достигать биллионов слов. Однако этот тип памяти существенно уступает магнитной ЛЗУ в части удобства обновления памяти.