Какое из устройств имеет наименьшую скорость записи информации: Тесты по информатике. (10-11 класс)

Одной из важнейших проблем, возникающих при хранении больших объёмов данных, является рациональный выбор носителей информации. Среди них можно выделить: магнитную ленту, CD, DVD Blu-ray диски, накопители на жёстких магнитных дисках, накопители на флэш-памяти (твердотельные накопители). Каждый из этих носителей имеет свои особенности, преимущества и недостатки.
Цель исследования — оценить возможности применения каждого вида носителей  в цифровых хранилищах больших объёмов данных с учетом надёжности, скоростных характеристик и стоимости хранения.

Накопители на магнитной ленте

Накопители на магнитной ленте — запоминающие устройства, основанные на принципе магнитной записи на ленточных носителях, осуществляющие последовательный доступ к данным.
Магнитная лента — один из старейших носителей информации, применяемых в компьютерной технике. Основная область применения — долговременное хранение резервных копий и больших архивов информации.
Основные достоинства накопителей на магнитной ленте (стримеров): низкая стоимость данных, способность хранить большие объёмы данных, высокая стабильность работы, надёжность, неприхотливость к условиям хранения носителей, невысокое потребление энергии. К недостаткам стоит отнести низкую скорость доступа к произвольным данным и высокую стоимость накопителей.
В настоящее время для построения накопителей на магнитных лентах используются несколько стандартов. Один из них — стандарт LTO (Linear Tape-Open), разработанный в 1998 году компаниями IBM, Hewlett-Packard и Seagate Technology. Для записи данных в стандарте LTO используется формат Ultrium, оптимизированный под наиболее производительную запись данных. В современных накопителях используется LTO пятого поколения (получивший название LTO-5). LTO-5 позволяет записывать на 1 картридж до 1,5 Тб данных (3 Тб при использовании аппаратного сжатия).   Картриджи LTO обеспечивают срок хранения от 15 до 30 лет, поддерживают около 260 полных записей ленты и около 5000 загрузок/выгрузок в накопитель. Скорость доступа к данным в LTO-5 достигает 180 Мб/с. Применение интерфейса SAS позволяет передавать информацию со скоростью 3 или 6 Гбит/с. При стоимости картриджа ёмкостью 1,5 Тб (3 Тб в сжатом виде) в 50$, хранение 1 Гб информации обходится в 0,033 $ (без учета стоимости оборудования, техобслуживания и расхода электроэнергии).
Компания IBM использует для производства ленточных накопителей свой закрытый стандарт IBM 3592 [1]. Стандарт ориентирован не только на резервное копирование больших объёмов данных, но и на быстрый произвольный доступ к данным. В стандарте IBM 3592 используется оптимизация производительности в старт-стопном режиме записи за счёт кэширования данных и многоскоростного движения ленты (до 7 скоростей). Накопители, построенные на основе стандарта, позволяют работать с картриджами ёмкостью в 4 Тб несжатых данных и обеспечивают скорость передачи до 250 Мб/с. При стоимости картриджа в 240$ хранение 1 Гб информации обходится в 0,06 $.
На базе накопителей на магнитной ленте строятся так называемые ленточные библиотеки [2]. Такие системы могут использовать сотни, а иногда и тысячи картриджей, автоматически загружаемых в устройства чтения/записи с помощью роботов (называемых автозагрузчиками). Картриджи снабжаются специальными штрих-кодами, по которым их и идентифицирует робот. Ленточные библиотеки могут работать сразу с несколькими накопителями, что ускоряет процесс работы с магнитными лентами. По сравнению с другими системами, ленточные библиотеки способны хранить огромные массивы данных с наименьшими затратами. По исследованиям аналитиков, при объёме данных в несколько петабайт, их хранение с использованием ленточных библиотек обходится в 23 раза дешевле, чем при использовании дисковых массивов. Потребление электроэнергии ленточных библиотек при этом меньше в 290 раз [3]!
Одна из последних разработок компании Oracle StorageTek SL8500 Modular Library System способна использовать до 100000 картриджей и хранить до 1эксабайта (1000 петабайт) данных (при использовании аппаратного сжатия). Эта ленточная библиотека может включать в себя до 640 устройств чтения/записи.
Таким образом, ленточные накопители могут с успехом использоваться для хранения архивных копий данных [4]. Ленточные библиотеки являются неплохими кандидатами для использования в многоуровневых цифровых хранилищах в качестве нижнего уровня (обеспечивающего долговременное хранение больших массивов данных и не критичного к скорости доступа).

Компакт-диск (Compact Disc, CD) — оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера.
Компакт-диски имеют ёмкость 650 или 700 Мб. Единица скорости чтения/записи CD (1x) равна 150 Кб/с. При скорости 52х накопитель CD обеспечивает скорость передачи информации  в 7,62 Мб/с. При использовании бюджетных дисков за 0,17$ стоимость хранения 1 Гб составляет 0,24$. Стоимость хранения на перезаписываемых дисках несколько выше: при цене в 0,6$ за диск, хранение 1 Гб информации будет стоить в 0,8$.
К сожалению, ёмкость CD в настоящее время недостаточна для хранения более или менее больших объёмов информации.
DVD (Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск) — носитель информации, выполненный в форме диска с размерами компакт-диска, имеющий более плотную структуру рабочей поверхности,  позволяющую хранить больший объём информации. DVD накопители позволяют обеспечивать произвольный доступ к данным.
Единица скорости чтения/записи DVD (1x) равна 1,32 Мб/с. При скорости 16х накопитель DVD обеспечивает скорость передачи информации  в 21,12 Мб/с, а при скорости 24х  — 31,7 Мб/c. При использовании бюджетных дисков за 0,30$ стоимость хранения 1 Гб составляет 0,063$.
Существуют так называемые DVD библиотеки, позволяющие работать с тысячами дисков, автоматически загружаемых в накопители (аналогично ленточным библиотекам). Общий объём данных, хранимых подобными библиотеками может достигать нескольких десятков терабайт. Например, DVD библиотека Kubota SA 2154-4 позволяет работать с 2154 дисками, автоматически загружаемыми в 4 накопителя. К сожалению, в современной ситуации такие объёмы являются недостаточными, и рассматривать вопросы применение DVD библиотек в современных  цифровых хранилищах данных не следует. Производительность подобных систем также достаточно невелика и прямо пропорциональна числу используемых накопителей.
Blu-ray Disc (BD) — новый формат оптических носителей, используемый для записи данных с повышенной плотностью. Blu-ray использует диски того же размера, что и CD/DVD. В дисках Blu-ray может использоваться несколько слоёв для хранения информации (известны прототипы с несколькими десятками слоёв). Фактически получили распространение однослойные диски ёмкостью 25 Гб, двухслойные диски ёмкостью 50 Гб, трехслойные ёмкостью 100 Гб и четырехслойные ёмкостью 128 Гб.  Единица скорости чтения/записи Blu-ray (1x) равна 4,5 Мб/с. При скорости 12х накопитель Blu-ray обеспечивает скорость передачи информации  в 54 Мб/c.
При цене 2$ за Blu-ray диск ёмкостью в 25 Гб, стоимость хранения 1 Гб информации (без учета стоимости оборудования) составляет около 0,08$. При использовании дисков емкостью 50 Гб с ценой в 7$, стоимость хранения 1 Гб составляет 0,14$.
В настоящее время в продажу стали поступать Blu-ray библиотеки. Они позволяют работать с сотнями Blu-ray дисков ёмкостью до 128 Гб, автоматически загружаемых в накопители с помощью робота. Аппаратно они похожи на DVD библиотеки с замененными на Blu-ray накопителями и носителями информации. Часто Blu-ray библиотеки позволяют одновременно работать не только с Blu-ray дисками разной ёмкости, но и с CD и DVD носителями.
Одна из таких библиотек, DISC/NSM BD-7000 Blu-ray Library, позволяет хранить до 690 дисков различного типа, использовать одновременно до 14 накопителей. Суммарный объём хранимых данных может достигать 69 Тб (при использовании Blu-ray дисков ёмкостью 100 Гб). Blu-ray библиотеки могут служить неплохой альтернативой ленточным библиотекам в организациях, оперирующих данными в несколько десятков терабайт.

Накопитель на жёстких магнитных дисках (Hard Disk Drive, HDD) — устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Благодаря своей надёжности и высокой скорости работы, накопители на жёстких дисках стали основными устройствами хранения информации в компьютерах.
К достоинствам накопителей на жёстких магнитных дисках относятся: высокая скорость доступа к данным, большая ёмкость носителей, небольшая удельная стоимость хранения информации.
К недостаткам накопителей на жёстких магнитных дисках можно отнести: чувствительность к механическим воздействиям, перегрев носителей, достаточно высокое энергопотребление, снижение производительности по мере использования накопителей вследствие дефрагментации данных.
При стоимости бюджетного накопителя на жёстких магнитных дисках ёмкостью 2 Тб в 110$, стоимость хранения 1 Гб информации составляет 0,055$ (без учета стоимости дополнительного оборудования и расходов на электроэнергию). Стоимость серверных накопителей несколько выше. Так Hitachi Ultrastar 15K600 ёмкостью в 600 Гб, имеющий интерфейс SAS 2.0 и скорость вращения шпинделя 15000 оборотов в минуту, стоит 300$. Стоимость хранения 1 Гб информации при этом составляет 0,5$.
Накопители на жёстких магнитных дисках используются в различных видах систем хранения информации: RAID массивах, сетевых системах хранения данных, сетях хранения данных.
В многоуровневых цифровых хранилищах накопители на жёстких магнитных дисках могут использоваться на различных уровнях [5]: от самых верхних (быстрых) до нижних (архивных), в зависимости от конкретных задач. 
Твердотельный накопитель (SSD, solid-state drive) — запоминающее устройство с функциями жёсткого диска, не содержащее движущихся элементов. В качестве запоминающих устройств в таких накопителях чаще всего используется энергонезависимая флэш-память (существуют накопители на основе энергозависимой памяти).
К достоинствам твердотельных накопителей относятся: высокая скорость доступа к данным, нечувствительность к механическим воздействиям (вследствие отсутствия движущихся частей), малое потребление энергии, бесшумная работа, высокая стабильность работы даже при большой дефрагментации данных, широкий диапазон рабочих температур.
Недостатками твердотельных накопителей являются: ограниченное число циклов перезаписи информации (десятки тысяч циклов), высокая стоимость хранения информации, небольшая ёмкость по сравнению с накопителями на жёстких магнитных дисках.
Время доступа к данным в твердотельных накопителях составляет около 0,1 мс, что существенно ниже аналогичных показателей накопителей на жёстких магнитных дисках.
При стоимости бюджетного SSD накопителя ёмкостью 480 Гб в 410$, стоимость хранения 1 Гб информации составляет 0,854$. В связи с тем, что твердотельные накопители являются достаточно новой ветвью в хранении данных, можно ожидать совершенствования технологии и постепенного снижения стоимости подобных устройств.
Несмотря на высокую стоимость, твердотельные накопители можно использовать для хранения часто запрашиваемых данных, критичных ко времени доступа. В многоуровневых цифровых хранилищах твердотельные накопители лучше всего подходят для организации самого верхнего уровня, отвечающего за оперативный доступ к актуальным данным [6].

Анализ показал, что существующие на сегодняшний день носители существенно отличаются друг от друга, как по стоимости хранения информации, так и по времени доступа к ней (см. таблицу 1).

Таблица № 1
Сравнение носителей информации

* Ориентировочная достигаемая скорость передачи данных

По итогам анализа можно предложить следующие варианты использования носителей информации по уровням хранения в цифровых хранилищах (см. рис. 1):

• Твердотельные накопители могут применяться на самом верхнем уровне хранения в случае необходимости обеспечения сверхбыстрого доступа к оперативным данным.
• Накопители на жёстких магнитных дисках могут использоваться как основные носители для хранения оперативных данных. В зависимости от конкретных задач они могут образовывать несколько подуровней: современные быстрые накопители со скоростными интерфейсами SAS, SCSI и Fibre Channel; бюджетные накопители с интерфейсами SATA и ATA; устаревшие накопители.
• DVD и Blu-ray библиотеки могут образовывать нижний уровень для архивного хранения данных средних объёмов (десятки терабайт).
• Ленточные библиотеки могут использоваться в качестве нижнего уровня для хранения сверхбольших объёмов данных (сотни терабайт и более). 

Рис. 1. – Применение носителей информации на различных уровнях.

Можно заметить, что по мере перехода от верхних уровней к нижним, скорость доступа к хранимым данным снижается, а объёмы данных растут. Стоимость хранения также снижается, достигая 0,03$ на нижнем уровне.

1.Kadleck B., Coutts C. IBM TotalStorage Enterprise Tape 3592: Presentation Guide (February 2004) [Текст]. — 26 p.
2.Osuna A., Sharma R., Silvestri M., Wiedemann S. IBM System Storage Tape Library Guide for Open Systems. Eighth Edition (June 2011) SG24-5946-07 [Текст] — Vervante, 2011. — 566 p.
3.Reine D., Kahn M. Disk and Tape Square Off Again — Tape Remains King of the Hill with LTO-4 [Текст] // Clipper Notes, Report #TCG2008009LL, 13.02.2008. — 13 p.
4. Шарапов Р.В. Вопросы применения ленточных библиотек в многоуровневых системах хранения экологических данных [Текст] // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности, 2011. № 2. С.33-36.
5. Шарапов Р.В. Аппаратные средства организации верхнего уровня оперативного хранения часто используемых экологических данных в многоуровневых системах хранения [Текст] // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности, 2011. № 3. С.28-33.
6.Шарапов Р.В. Некоторые вопросы использования многоуровневых систем хранения изображений в задачах мониторинга окружающей среды [Текст] // Современные наукоемкие технологии, 2011. — № 2. —  С. 50-52.

Машинная память доклад по радиоэлектронике

Ульяновский государственный технический университет Кафедра: «Вычислительная техника» Доклад Машинная память СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………………………….3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПАМЯТИ И ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ……………………… 4 Информация и память…………………………………………………………………………………. 4 Мозг и машина………….. …………………………………………………………………………………6 Основные характеристики, классификация и иерархия ЗУ……………………………..8 Иерархия запоминающих устройств……………………………………………………………. 10 Магнитные устройства памяти………………………………………………………………………. 11 Магнитная запись……………………………………………………………………………………….11 Накопители на магнитных барабанах, дисках, лентах, картах………………………11 Память на магнитных сердечниках…………………………………………………………….. 12 Интегральные магнитные элементы памяти……………………………………………….. 12 Устройства памяти на основе управляемого движения магнитных доменов…. 12 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ………………………………………………….13 Элементы полупроводникоывх интегральных схем. ……………………………………..13 Запоминающие устройства на приборах с зарядовой связью………………………..15 Постоянные запоминающие устройства……………………………………………………….15 Проблема миниатюризации в устройствах полупроводниковой памяти…………17 ОПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ…………………………………………………………………20 Принципы оптической памяти……………………………………………………………………..20 Оптоэлектронные устройства памяти…………………………………………………………. 21 ПАМЯТЬ НА УСТРОЙСТВАХ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ…………………………. 23 Функциональная электроника — новое направление в микроэлектронике………23 СВЕРХПРОВОДНИКОВЫЕ УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ……………………………………………….. 26 Криотронные переключатели и элементы памяти……………………………………….. 26 Джозефсоновские туннельные контакты. …………………………………………………….26 ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ МАШИННОЙ ПАМЯТИ……………………………………………27 ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………………………………….. 30 ВВЕДЕНИЕ Внедрение в практику техники переработки информации различных классов вычислительных машин является характерной чертой современного этапа научно-технического прогресса. Область применения вычислительной техники непрерывно возрастает, разрабатываются новые вычислительные машины с улучшенными параметрами. В них уже сегодня закладываются некоторые принципы, характерные для построения и работы мозга — самого сложного и загадочного из известных нам творений природы. Электронные вычислительные машины следующих поколений по своим функциональным характеристикам, возможно, с некоторыми допущениями будут сравнимы с памятью человека. Такой машине будет достаточно поставить задачу, и она сама определит, как её решать. Критериями её «умственных способностей» будут объём памяти, возможности образования логических цепей, способность к целенаправленному поведению в незнакомой информационной среде и другие не менее важные качества. Такие машины можно будет сравнивать с мозгом человека не только по принципу построения, но и по количеству запоминаемой информации. Сегодня совершенствование вычислительных машин находится в прямой зависимости от развития и совершенствования устройств памяти, основными показателями которой являются ёмкость, быстродействие, надежность работы, экономичность. При создании любой вычислительной системы наиболее сложной и, как правило, проблемной задачей является создание устройств как внутренней, так и внешней памяти. В последние годы в этой области были достигнуты значительные успехи благодаря разработкам новых электронных приборов, новых структур вычислительных устройств и систем математического обеспечения. Своими успехами техника хранения и обработки информации в значительной степени обязана успехам в области микроэлектроники и в особенности в разработке больших и сверхбольших интегральных схем. Однако, как это можно проследить на примере полупроводниковой техники, только интеграция элементов в силу ряда причин не обеспечивает положительного результата. Микроэлектроника в своём развитии может вскоре столкнуться с рядом проблем, которые станут своеобразным тормозом на пути дальнейшего развития интегральных схем памяти, надежности их работы. Очевидно, перспективы развития элементной базы устройств хранения информации должны быть связаны и с использованием новых сред, новых физических принципов и явлений, которые могу быть положены в основу создания устройств с качественно иными, более высокими технико-экономическими показателями. В настоящее время существуют различные виды машинной памяти. Одни конструктивно-технологически хорошо развиты, другие находятся на стадии становления. В то же время информация об особенностях построения и функционирования элементов памяти различных типов запоминающих устройств рассредоточена в отдельных публикациях, монографиях, а также в отдельных главах книг по вычислительной технике. Такое положение затрудняет ознакомление с состоянием и перспективами развития этого важного направления информатики и вычислительной техники. В данном реферате сделана попытка обобщить и систематизировать наиболее важные сведения о принципах действия, физических особенностях построения и информационных возможностях различных типов запоминающих устройств. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПАМЯТИ И ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ Информация и память Одна из удивительнейших способностей живого организма — способность воспринимать, хранить и обрабатывать разнообразную информацию. Поиск аналогичных качеств, присущих в одинаковой степени и искусственным системам, привел к созданию новой науки — кибернетики. распространение. Но это не единственный способ описка отдельных объектов информации. Информация может быть выбрана и по некоторым её признакам или по некоторой известной её части. Такой принцип поиска — его можно назвать ассоциативным — характерен, в частности, для биологических систем. При этом на входе появляется некоторый ключ — стимул, а на выходе памяти формируется специальная ответная реакция, связанная с ключом. Как стимул, так и ответная реакция представляют собой сложные сигналы — образы. Помимо этого на входе может быть указана дополнительная информация, с помощью которой можно долее точно конкретизировать элемент, подлежащий выборке. С созданием ассоциативных ЗУ коренным образом меняется структура вычислительных машин и по-новому осуществляется управление сложными сигналами. Мозг и машина В ходе эволюции мозг человека достиг высочайшей степени совершенства как чрезвычайно эффективная информационно-управляющая система с исключительной надежностью функционирования. Поэтому естественны и закономерны предпринимаемые попытки использовать достижения современной техники и технологии для моделирования работы мозга и создания на этой основе принципиально новых систем обработки и хранения информации. Следует ли ожидать, что со временем люди смогут наделить управляющие машины искусственным мозгом, таким же, как головной мозг человека? Уже созданные и вновь разрабатываемые машины во многом уступают человеку. Хотя они и начинают уже выполнять некоторые функции интеллекта человека, они не способны мере мыслить как человек, не могут как человек ставить цели, которые в дальнейшем должны быть достигнуты. Но вместе с тем уже сейчас они значительно превосходят человека по скорости выполнения вычислительных и логических операций при большом числе логических переменных. Очень важно, что современные ЭВМ способны воспринимать и перерабатывать не только числовую, но и символьную информацию. С тех пор, как машины начали оперировать с символьной информацией, оказался открытым путь для развертывания работ по приданию машине способности к выполнению функций мыслящего человека. В этом смысле и название «вычислительные» по отношению к ЭВМ является сейчас по меньшей мере условным, не отражает всех их возможностей. Сопоставим возможности современной вычислительной техники и мозга человека. Сравнение проведем по трём важнейшим параметрам: скорости обработки информации, ёмкости памяти и надёжности функционирования. Для ЭВМ, использующих цифровой механизм обработки информации, эти параметры определяются количеством арифметических операций в секунду, объёмом (количеством) хранимой информации в битах и вероятностью сохранения основных параметров в заданных пределах в течении заданного промежутка времени. Что касается работы мозга, то дать сколько-нибудь точную количественную оценку этих параметров не представляется возможным. Вся информация, которая вводится в память машины при условии её исправного функционирования, запоминается, сохраняется и может быть воспроизведена, т.е. отношение количества воспроизведенной информации к принятой равна единице. У человека же количество воспроизведенной информации, как правило, оказывается меньше воспринятой, т.е. наблюдаются некоторые потери информации, особенно при её фиксации. С другой стороны человек никогда не сталкивается с ситуацией, когда его память настолько загружена, что он не способен воспринимать новые порции информации. Мозг, который заключён в ограниченном объёме и содержит пусто очень большое, но конечное число элементов, никогда не переполняется информацией, непрерывно поступающей из окружающей среды. Это свойство объясняется, конечно, не беспредельной ёмкостью памяти, а спецификой механизмов, предохраняющих человеческую память от «переполнения». По быстродействию (скорости записи и воспроизведения информации) машинная память значительно превосходит память человека. Скорость срабатывания элементов, на основе которых строятся современные ЗУ, определяется в конечном счете скоростью протекания электронных процессов, в то время как скорость срабатывания биологических элементов — нервных клеток — определяется скоростью протекания значительно более инерционных процессов. Однако простое сравнение по быстродействию мозга человека с машиной едва ли можно назвать достаточно наглядным, учитывая то обстоятельство, что они характеризуются совершенно несоизмеримыми информационными ёмкостями. Поэтому будем считать вычислительную мощность мозга равной мощности ЭВМ, которая потребуется , чтобы смоделировать его работу, а объём памяти — равным памяти ЭВМ, в которой можно записать всю информацию, хранимую в нейронных связях мозга. В память машины записываются адреса конца и начала каждой связи между нейронами, степень влияния данного входа на состояние нейрона, пороги возбуждения нейронов и т.д. Для упрощенной модели нейрона (рис. 2) передаточная Рис. 2 функция может быть записана в виде S = Sф + еµiSi, где параметры µi характеризуют активность синапсов; Sф — фоновая активность. При передаче сигнала по межнейронной связи выполняется одна аналоговая операция умножения. Затем сигналы суммируются с остальными на входе нейрона. Таким образом, на каждый акт прохождения сигнала по межнейронной связи приходится одна операция умножения и одна — сложения. Число одновременно выполняемых операций при работе всего мозга равно числу его межнейронных связей, а общая вычислительная мощность равна числу межнейронных связей, умноженному на частоту повторения сигнала. При моделировании работы мозга на ЭВМ все эти операции выполняются цифровым способом. Необходимая для этого мощность машины должна быть не менее вычислительной мощности мозга. Если принять число межнейронных связей равным 1014, а частоту повторения сигнала — 102 с-1, то эквивалентная вычислительная мощность мозга равна 1016 операций в секунду. Обычная вычислительная мощность ЭВМ порядка 108 операций в секунду, а мощность отдельных уникальных машин приближается к 109 операций в секунду. Значения 109 и 1016 отражают не столько количественную разницу, сколько качественный скачок в технологии обработки информации. Для реализации параллельных алгоритмов обработки информации, как в мозге человека, требуются принципиально новые технические средства, во много раз более мощные, чем существующие. Рассмотрим теперь другую проблему. Расширение функциональных возможностей систем хранения и обработки информации связано с усложнением их структур и увеличением количества их элементов. Основным препятствием при увеличении числа элементов системы служит проблема её надёжности. Мозг же представляет собой супермногоэлементную систему, но тем не менее безотказно служит человеку всю жизнь. По-видимому, природа каким-то способом нашла возможность обойти закон жёсткой обратной зависимости надёжности от число активных элементов. Технические элементы памяти строятся на основе высоконадёжных запоминающих элементов. Но для сложной системы, содержащей большое количество элементов, это может оказаться недостаточным. Работоспособность системы памяти определяется как физическими особенностями носителя информации, так и его информационной структурой. Надёжность нейронов значительно ниже надёжности электронных элементов ЗУ, однако биологическая система сохраняет способность функционировать, запоминать и выдавать информацию даже при серьёзных повреждениях, когда выводятся из строя миллионы нервных клеток. Поэтому необходимо строить систему машинной памяти так, чтобы нарушение работы какого-либо элемента или части её элементов не было критическим, не привело к нарушению нормального её функционирования. Задача построения надёжно работающих систем на недостаточно надёжных элементах — одна из главных задач в кибернетике. Существуют различные способы обеспечения надёжного функционирования сложных систем. Одним из них является построение систем с избыточным числом элементов, в которой в случае нарушения работы некоторых элементов их функции берут на себя другие, автоматически включающиеся в работу. Так часто происходит в живой природе как на уровне клеток, так и целых органов. В технических системах при наличии в них избыточных элементов замена ими вышедших из строя производится сравнительно легко при условии, что система строится на базе так называемых однородных структур. Имеется большое количество однотипных ячеек, являющихся первичными элементами, и при отказе в работе одной из них автоматически включается другая, к этому времени не занятая. Весьма эффективным способом повышения надёжности сложных систем является преобразование информации, при котором переходят от обычной, естественной пространственно-временной формы её представления к частотно спектральной форме, в которой далее она хранится, обрабатывается и передаётся по каналам связи. Очень важно, что структурная избыточность дополняется различными видами функциональной, в частности воспроизведение этих свойств в технических средах позволяют высоконадёжные информационно-перерабатывающие самоорганизующиеся адаптивные системы переменной структуры, обладающие способностями к приспособлению. Основные характеристики, классификация и иерархия ЗУ В современных электронных вычислительных системах около 70% объёма и стоимости приходится на долю запоминающих устройств (ЗУ), которые представляют собой комплекс технических средств, предназначенных, для записи, хранения и выдачи информации. В ЗУ в двоичном коде хранятся программы вычислений, исходные данные, промежуточные результаты и команды. Характеристики запоминающего устройства (ЗУ) определяют качество и целесообразность его применения в той или иной вычислительной машине или системе. Основными характеристиками ЗУ являются информационная ёмкость, быстродействие и надёжность. Информационная ёмкость ЗУ определяется количеством двоичных единиц информации (бит), которое может храниться в нём (иногда ёмкость выражается в байтах. Обычно один байт равен восьми битам). Если ЗУ рассчитано на хранение N чисел, каждое из которых имеет р разрядов, то информационная ёмкость М = N*p. Возможность решения на ЭВМ той или иной задачи в значительной степени зависит от ёмкости ЗУ машины. Быстродействие ЗУ характеризуется его временными характеристиками, к которым относятся: время обращения к ЗУ при записи и считывании информации, время записи информации, время считывания или выборки большим быстродействием имеет меньшую емкость ЗУ, использующиеся на самом высоком уровне иерархии, имеют наименьшую информационную ёмкость и наибольшее быстродействие. Эту память часто называют набором регистров и иногда относят к устройствам обработки, она позволяет выполнять некоторые логические и арифметические операции. На следующей ступени иерархии ЗУ ЭВМ находятся сверхоперативные ЗУ (СОЗУ) — устройства, имеющие быстродействие, соизмеримое с быстродействием процессора, и служащие для хранения информации (чисел и команд), которая наиболее часто встречается в процессе решения задач. На третьей ступени иерархии находится большая быстрая память, называемая оперативной. Оперативные ЗУ (ОЗУ) имеют более значительную информационную ёмкость и работают с циклом, в несколько раз большим цикла процессора. Для увеличения скорости обмена информацией между процессором и ОЗУ последние иногда разделяют на несколько модулей (блоков или секций) и обращаются к различным блокам непосредственно или через СОЗУ. На самом нижнем уровне иерархии находится относительно медленная, но вместительная внешняя память. Во внешнем ЗУ (ВЗУ) обычно хранится вся вводимая в машину информация. Чтобы избежать усложнения конструкции системы, к внешним ЗУ не предъявляются требования по быстродействию. ВЗУ являются наиболее экономичными для хранения больших массивов информации. Данные, хранящиеся во внешнем ЗУ, непосредственно не используются в вычислительном процессе, что и отражается в их названии (внешние). Для использования этой информации необходимо переместить её из ВЗУ в оперативные ЗУ, образующие внутреннюю память системы. Для повышения эффективности обмена информацией между устройствами используют буферную память. Буферное ЗУ (БЗУ) занимает промежуточное положение между внутренним и внешним ЗУ. Оно предназначено для расширения внутренней памяти при условии сохранения быстродействия ЭВМ. При иерархическом принципе построения ЗУ логическая организация потоков информации производится таким образом, чтобы все вместе взятые типы ЗУ выступали в виде единого ЗУ, имеющего большую информационную ёмкость (за счёт внешних ЗУ) и высокое быстродействие (за счёт внутренних ЗУ). Такое абстрактное ЗУ называют виртуальным. Так, например, при двухступенчатой организации ЗУ, содержащего ОЗУ и СОЗУ, среднее время обращения t = (1 + αT/T1)T1, где T1 — время обращения к СОЗУ; T — время обращения к ОЗУ; α — коэффициент, учитывающий долю обращений к ОЗУ. Из этой зависимости следует, что при правильном выборе параметров ОЗУ и СОЗУ и соответствующем выборе информационных потоков общие характеристики виртуального ЗУ будут такими, как если бы оно имело цикл работы СОЗУ, а информационную ёмкость — ОЗУ. Магнитные устройства памяти Магнитная запись Необходимость хранения больших массивов информации привела к использованию в ЗУ известного в технике принципа записи сигналов на магнитную поверхность. Физической основой магнитной записи сигналов является свойство ферромагнитных материалов сохранять состояние остаточной намагниченности. Основные принципы записи информации. Магнитная запись основана на взаимодействии магнитного носителя информации и магнитной головки при их относительном перемещении. При записи изменяющийся во времени электрический ток преобразуется в локальные изменения намагниченности носителя. В качестве записывающей или считывающей головки используется специально сконструированный, чаще всего кольцевой, электромагнит с щелью, по обмотке которого пропускают импульсный ток. Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопровод собирают из тонких пластин магнитомягких сплавов или делают из феррита. Считывание производится без разрушения хранящейся информации и может выполняться многократно. Характерной особенностью магнитной записи является то, что она не нуждается в какой-либо промежуточной обработке и может быть воспроизведена немедленно. Запись легко может быть «стерта». Такой процесс осуществляется отдельной стирающей головкой, через обмотку которой обычно пропускается ток высокой частоты. Высокочастотное поле многократно меняет ориентацию диполей, приводя к тому, что их ориентация вновь становится хаотической. При магнитной форме записи информация в целях увеличения ёмкости запоминающих устройств стремятся как можно полнее использовать рабочую поверхность носителя. Степень её использования определяется плотностью записи информации, т.е. количеством двоичных знаков, размещающихся на единице площади носителя. Плотность записи зависит от характеристик магнитного носителя, конструкции головки, величины зазора между носителем и головкой, используемого способа записи и других факторов. Теоретический предел плотности записи информации на магнитных носителях равен 1010 — 1011 бит/мм2. Реализуемая плотность записи информации 400 — 1000 бит/мм2, что более чем на семь порядков ниже теоретического. Использование новых методов записи — считывания информации, таких, например, как магнитооптические, позволит значительно улучшить характеристики ВЗУ на магнитных носителях информации. Накопители на магнитных барабанах, дисках, лентах, картах Хотя характеристики и конструкции ЗУ, в которых используется магнитная запись, могут быть очень разными, в основе процесса хранения для каждого из них лежит запоминание 0 или 1 на небольшом участке магнитного материала. В каждом случае запоминающая среда динамическая, так как носитель информации перемещается относительно считывающего или записывающего устройства. ЗУ с магнитной записью информации широко используется в качестве внешней памяти ЭВМ, что объясняется их большой ёмкостью при относительно небольших размерах, возможностью многократного применения носителя информации при стирании старой записи, большим сроком хранения записанной информации без её искажения, относительно высокой скоростью записи и воспроизведения информации. Накопители на магнитном барабане. Магнитные барабаны были одним из первых недорогих средств хранения больших массивов информации со сравнительно небольшим временем доступа. Магнитный барабан представляет собой полый вращающийся цилиндр, поверхность которого покрыта слоем материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Вдоль поверхности барабана устанавливается ряд головок, производящих запись и считывание информации. При вращении барабана небольшой участок его поверхности непрерывно проходит под одной из головок. Этот участок называется дорожкой. Каждая дорожка делится на ячейки, а каждая ячейка может запомнить один бит информации. Такого вида память называют памятью с циклическим доступом. Так как каждая ячейка при вращении барабана периодически проходит под головками. Размеры и ёмкость памяти магнитных барабанов весьма разнообразны от небольших барабанов емкостью менее 200 000 бит до очень больших барабанов, которые могут хранить до 109 бит информации. Накопители на магнитных дисках. Память на магнитном диске очень напоминает по действию память на магнитном барабане. Носителем здесь является диск, покрытый с обоих сторон тонким слоем ферролака и немагнитной связки. При одинаковом физическом объеме информационная емкость на магнитных дисках более чем в 20 раз превышает емкость накопителей на магнитных барабанах. Внешняя память на магнитных дисках способна хранить более 10 10 бит информации. Накопители на магнитной ленте. Магнитная лента представляет собой гибкую пластмассовую пленку, на поверхность которой нанесен тонкий слой. Этот материал имеет петлю гистерезиса, близкую к прямоугольной, и отличается высокой однородностью параметров. Плотность записи до 64 бит/сек. Накопители на магнитных картах. Магнитная карта представляет собой прямоугольный отрезок носителя с магнитным покрытием. Карты помещают в специальное хранилище — магазин. При обращении к ЗУ с целью записи или считывания информации специальное устройство осуществляет выбор или подачу из магазина заданной карты. Память на магнитных сердечниках В качестве элементов хранения информации, записанной в двоичном коде, широко используют кольцевые (тороидальные) сердечники из феррита с прямоугольной петлей гистерезиса. Элемент памяти на ферритовом сердечнике. Возможность записи информации на ферритовом сердечнике основана на гистерезисе процесса перемагничивания. Запоминающий элемент представляет собой сердечник с двумя обмотками: записи и считывания. В зависимости от направления тока, протекающим через входную обмотку. Интегральные магнитные элементы памяти Изготовление сердечников малых размером и их прошивка проводами сопряжены с определенными трудностями. Уменьшение толщины стенок делает сердечник хрупким, а разброс параметров существенно возрастает. Прошивка проводами сердечников — трудоемкий процесс, плохо поддающийся автоматизации. Эта операция в значительной степени выполняется вручную и поэтому не может быть. Преодоление трудностей изготовления блоков памяти достигается применением методов интегральной технологии. При этом наряду с уменьшением размеров элементов памяти могут быть увеличением емкости блока памяти и повышено быстродействие. Практика реализации магнитных микроэлектронных устройств показывает, что обычно для каждого типа устройства имеется область применения, где оно дает наиболее оптимальные результаты. Поэтому, как правило, в практических разработках находят применение почти все типы магнитных микроэлектронных устройств. Это такие типы устройств как: • Многоотверстные ферритовые пластины; • Тонкие магнитные пленки; • Плоские тонкие магнитные пленки; • Цилиндрические тонкие магнитные пленки. Устройства памяти на основе управляемого движения магнитных доменов Попытки дальнейшего повышения плотности размещения информации в интегральной магнитной структуре привели к использованию для хранения информации отдельных магнитных доменов. В сплошной магнитной среде, намагниченной в одном направлении, для фиксации информации создаются отдельные домены, намагниченные в обратном направлении. По существу, речь идет уже не об отдельных магнитных элементах, а о физически однородной информационной среде, в которой переработка и хранение информации осуществляется в результате перемещения и взаимодействия доменов. В настоящее время существует два типа магнитной запоминающей среды на подвижных доменах: тонкие магнитные пленки с плоскими магнитными доменами (ПМД) и магнитные (или аморфные) пленки с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД). ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ Элементы полупроводникоывх интегральных схем В настоящее время разработаны различные виды машинной памяти. Одни конструктивно-технологически хорошо развиты, другие находятся на стадии снятия с производства. Появляются и новые типы машинной памяти, такие, как акустическая, магнитоэлектронная, электронно-оптическая, некоторые из них уже входят в стадию промышленной эксплуатации, например память на цилиндрических магнитных доменах. В схемах на МДП-транзисторах с каналами одного типа в режиме хранения информации практически полностью отсутствует потребление мощности (измеряется нановаттами). Существенное потребление мощности происходит только в режиме переключения. Динамические запоминающие элементы. МДП-ячейки обычно используют в качестве основы для создания динамических систем памяти. Информация хранится здесь в виде заряда на конденсаторе, включенном между электродом информационного МДП-транзистора и общей точкой схемы. В качестве такого запоминающего конденсатора используется емкость затвора информационного транзистора и включенные параллельно ей соответствующие паразитные емкости. Поскольку всегда имеется некоторая утечка заряда конденсатора, необходимо периодическое восстановление специальными восстанавливающими импульсами. Отсюда и название — динамическая память. Существует несколько вариантов построения динамической памяти. Они различаются между собой количеством транзисторов, числом и функциональным назначением информационных шин, последовательностью и характеристиками тактовых импульсов и, как следствие, быстродействием, потребляемой мощностью и площадью, занимаемой на кристалле. Запоминающие устройства на приборах с зарядовой связью Особым классом приборов со структурой металл-диэлектрик- полупроводник являются приборы с зарядовой связью (ПЗС), представляющие собой совокупность взаимодействующих МДП-структур. Взаимодействие обеспечивается общностью полупроводникового слоя и малым расстоянием между МДП-структурами. Действие прибора основано на хранении заряда неосновных носителей в потенциальных ямах, создаваемых внешним электрическим полем у поверхности полупроводника, и движения этого заряда вдоль поверхности полупроводника при движении потенциальных ям. На этом принципе реализуются устройства, функционирующие подобно сдвиговым регистрам. Информация, вводимая в такие регистры в виде заряда неосновных носителей, сдвигается под действием тактовых импульсов в соответствующих потенциальных ямах вдоль цепочки ПЗС. На рис. 3 изображена цепочка МДП-конденсаторов, конструктивно реализованная в виде ПЗС-прибора. Металлические электроды конденсаторов отделены от полупроводника слоем диэлектрика. Если на электрод (затвор) такого МДП- конденсатора подать напряжение соответствующего значения и полярности (отрицательное для подложки n-типа и положительное для р-типа), Рис. 3 то основные носители уйдут в объем, образуя под электродом область, обедненную основными носителями. Эта область — своего рода “карман” или потенциальная яма, в которую могут “скатываться” неосновные носители, образующие зарядовый пакет и являющиеся информационным сигналом. Характерной особенностью элементов на ПЗС, является их функционирование только в нестационарном состоянии потенциальных ям, поэтому ЗУ на них относятся к устройствам динамического типа. Ввод информации в систему на ПЗС может быть осуществлен с помощью электрических или оптических методов. Существуют различные способы организации ПЗС ЗУ. Они преследуют одну цель — создание конструкции, обеспечивающей при последовательном характере обработки информации увеличение эффективной скорости выборки. Предполагается, что широкое применение ЗУ на ПЗС найдут в качестве внешних ЗУ специализированных и универсальных ЭВМ, а также в роли буферных устройств, включаемых между “медленной” внешней памятью сверхбольших емкостей и быстродействующим оперативным ЗУ в универсальной ЭВМ. Перспективной областью использования ПЗС считают также малые и средние (емкостью до 1 Мбит) ЗУ с невысоким быстродействием, применяемые в мини-ЭВМ или в сочетании с микропроцессором. Возможна, например, следующая архитектура памяти ЭВМ: оперативная память на МДП-транзисторах емкостью 4К; буферная память на ПЗС емкостью до 64 К; внешнее ЗУ на магнитных дисках или лентах. Постоянные запоминающие устройства Особенностью постоянных ЗУ является то, что из них в процессе работы можно только считывать информацию, а записывать нельзя. В зависимости от возможности изменения хранимой информации различают постоянные ЗУ (ПЗУ) и полупостоянные, или программируемые ЗУ (ППЗУ). Записанная первоначально в ПЗУ информация сохраняется в течение всего периода использования и не может быть изменена в процессе эксплуатации. Естественно, что это позволяет намного упростить необходимые коммутационные устройства и сами элементы памяти. При этом уменьшается также рассеиваемая мощность, поскольку отпадает необходимость в восстановлении информации, повышаются быстродействие и надежность работы. Основу ПЗУ составляет двухкоординатная матрица элементов памяти (запоминающее поле). В качестве таких элементов используются диоды Шотки, биполярные и МДП-транзисторы. Обычно на кристалле вместе с матрицей запоминающих элементов располагаются схемы записи, дешифраторы, усилители, входные и выходные схемы, обеспечивающие согласование ЗУ с внешними устройствами. Типичная схема диодного ПЗУ показана на рис. 4. Структура — матричная: строки образуются адресными шинами, а столбцы — разрядными. Каждая шина хранит определенный код: 0011, 0100 и т. д. Запись осуществляется с помощью диодов, которые присоединены между адресными шинами и теми разрядными шинами, на которых (при считывании) должна быть логическая 1; подобные соединения отсутствуют там, где должны появиться нули. Схема работает следующим образом. В любой момент времени только на одной выходной линии дешифратора может быть высокий уровень напряжения. Ток с этой линии течет лишь на те выходные линии, с которыми эта линия соединена диодом. Рис. 4. Схема диодного постоянного ЗУ Рис. 5. Ячейки ПЗУ на биполярных (а) и МДП- транзисторах (б) В качестве диодов чаще всего используются транзисторы. На рис. 5. показаны типичные ячейки полупроводниковых ПЗУ, использующих биполярные и МДП- транзисторы. Принципы построения остаются теми же, но транзисторы могут совмещать в себе функции элемента связи и усилительного элемента. Если ПЗУ изготовлено таким образом, что пользователь может электрическим (или каким-либо иным) способом записывать информацию в память, то такое ПЗУ является программируемым. Часто используют такую схему, где в каждой ячейке памяти предварительно установлены единицы: на каждом пересечении матрицы имеются плавкие перемычки или их аналоги. Запись или программирование ППЗУ производится “пережиганием” этих перемычек электрическим током определенной величины. Иногда память в начальном состоянии во всех ячейках содержит нули, а единицы вводятся пользователем. Специфика работы ППЗУ заключается в том, что содержимое памяти может быть установлено по желанию пользователя, а позднее эту информацию можно стереть и записать новую. Разработаны типы ППЗУ со стираемой информацией, позволяющие неоднократно записывать требуемую информацию. Стирание можно производить электрическим током или ультрафиолетовым излучением. Как правило, ППЗУ выдерживают более тысячи циклов записи-стирания до возникновения необратимых изменений пороговых напряжений и проводимости канала запоминающих элементов. При использовании для создания программируемой памяти бистабильных МДП- транзисторов матрица запоминающих элементов в исходном состоянии содержит транзисторы с одинаковыми пороговыми напряжениями. Запись информации осуществляется в результате инжекции носителей заряда в слой подзатворного диэлектрика, что приводит к изменению порогового напряжения заданных транзисторов. В случае бистабильных МДП-транзисторов с плавающим затвором программирование ячейки осуществляется путем заряда плавающего затвора. Прикладывая к затвору достаточно большое напряжение, вызывают лавинный пробой в диэлектрике, в результате чего в нем накапливаются электроны. Соответственно меняется пороговое напряжение. Заряд электронов сохраняется в течение длительного времени, и записанную информацию можно воспроизводить многократно, обследуя (в процессе коммутации) проводимость между истоком и стоком. Стирание записи (нейтрализация заряда) производится при облучении матрицы ультрафиолетовым (или рентгеновским) излучением. В ППЗУ на МНОП-транзисторах введение и выведение зарядов в диэлектрик осуществляется с помощью коротких высоковольтных импульсов разной полярности, подаваемых на затвор. Проблема миниатюризации в устройствах полупроводниковой памяти Современные ИС с высокой степенью интеграции представляют собой ансамбль огромного числа элементов (транзисторов), каждый из которых состоит из микроскопических областей полупроводника с вполне определенными свойствами. Все эти микроскопические области эмиттеров, баз, коллекторов, истоков, стоков, каналов, межсоединений и т. п. можно рассматривать как статические неоднородности в непрерывной среде кристалла, созданные с помощью технологических процессов. Обработка информации осуществляется ее продвижением из области одной статической неоднородности в другую, при этом происходит непрерывное изменение таких физических величин, как напряженность электрического поля, потенциалы, концентрации носителей и т. д. Размеры областей статических неоднородностей весьма малы, а с возрастанием степени интеграции они непрерывно уменьшаются. В истории микроэлектроники прогресс в технологии выражался в постепенном уменьшении размеров транзисторов от 25-50 мкм до 2-3 мкм (для серийно изготовляемых схем). Расчеты показывают, что уменьшение размеров элементов ИС неизбежно приводит к целому ряду ограничений. Проблема межсоединений. Плотность размещения транзисторов в ИС определяется геометрическими (топологическими) и физическими факторами. Топологическая задача при создании ИС заключается в размещении транзисторов и соединений между ними на части поверхности пластины. При большом числе транзисторов в ИС сетка соединений необычайно сложна и, очевидно, будет занимать значительную часть площади поверхности пластины (до 85% для БИС). Показано, что даже при оптимальном размещении и пренебрежимо малых размерах элементов существует предел для повышения степени интеграции N БИС и СБИС, определяемый монтажной площадью межэлементных связей на кристалле: Nmax= энергетическими характеристиками делает оптическую память одной из перспективных замен полупроводниковой и магнитной памяти. Два типа оптической памяти. Принципиально возможны два способа записи информации в оптическом ЗУ: побитовый и голографический. В первом случае любому элементарному участку информационного носителя соответствует один бит информации, во втором — вся поверхность некоторого участка носителя равномерно обеспечивает хранение массива информации, т.е. любая область, входящая в этот участок, хранит с той или иной достоверностью информацию обо всем массиве сразу. Для побитовой записи информации можно использовать любой источник излучения. Однако более предпочтительны источники когерентного света — лазеры, плотность потока энергии и возможности фокусировки излучения которых многократно превосходят соответствующие параметры всех других источников. Голографическая запись — представление информации в интерференционной форме. Здесь обязательно требуется использование когерентного источника излучения и предъявляются определенные требования к степени его пространственной и временной когерентности. Информационную нагрузку при голографической записи несет один из двух световых пучков, на которые делится световой поток источника излучения, — его называют сигнальным или объектным. Пространственная структура сигнального излучения, т. е. характер распределения энергии в плоскости поперечного сечения пучка, однозначно связана с емкостью массива, записываемого на носитель, и распределением в нем информации. Оба пучка — информационный (сигнальный) и вспомогательный (опорный) — интерферируют в плоскости носителя информации. Обобщенная структурная схема оптической памяти. Характерная особенность оптических ЗУ — большое число оптических элементов и блоков, часть которых обязательно используется во всех разновидностях оптической памяти, а другие специфичны лишь для некоторых ее типов. В частности, любая оптическая система содержит три основных блока: модулятор, процессор и приемное устройство. В модуляторе световая волна “нагружается” информацией. Здесь в результате пространственной модуляции волны формируется пространственный оптический сигнал, называемый обычно входным оптическим сигналом. Процессор, представляющий собой набор различных транспарантов и оптических элементов, осуществляет заданную обработку входного оптического сигнала, преобразуя его в выходной сигнал. В приемном устройстве производится извлечение информации, которая может быть либо преобразована в электрические сигналы, либо подвергнута хранению. Структурная схема оптической памяти с побитовой записью информации показана на рис. 6. Основными компонентами системы являются лазерный источник излучения, модулятор, дефлектор для адресации луча, формирующая и фокусирующая оптика и запоминающая среда. Рис. 6. Структурная схема оптического ЗУ с побитовой записью информации Помимо более сложной оптики в голографической системе памяти требуется два существенных дополнительных элемента — устройство формирования массивов (страниц) информации, называемое управляемым транспарантом (УТ), и фотоприемная матрица. В голографическом ЗУ с постраничной записью лазерный луч расщепляется на два пучка — опорный и сигнальный. Сигнальный луч, проходя через управляемый транспарант, поступает на носитель информации, где взаимодействует с опорным пучком, образуя интерференционную картину, которая фиксируется в регистрирующей среде. Каждое положение отклоняемого луча используется для адресации целой страницы. При считывании сигнальный луч блокируется затвором; опорный пучок становится считывающим и проецирует восстановленное изображение страницы информации на матрицу приемников. В результате при считывании целая страница информации сразу же оказывается доступной для электронной выборки. Оптическая система обеспечивает совпадение опорного и сигнального лучей в записывающей среде и поворот сигнального луча относительно УТ при записи по разным адресам. Оптоэлектронные устройства памяти Оптоэлектроника основана на применении как электрических, так и оптических методов обработки информации и рассматривает методы и устройства преобразования электрических сигналов в световые и обратно, исследует процессы получения, передачи, обработки и хранения информации, переносимой светом. Существенная особенность оптоэлектронных устройств состоит в том, что элементы в них оптически связаны, а электрически — изолированы. В цепях с обычными приборами вакуумной и полупроводниковой электроники невозможна эффективная развязка между входом и выходом, что связано с наличием у электрона электрического заряда. Оптическая же связь, осуществляемая с помощью фотонов, может быть реализована между участками схемы со значительно различающимися потенциалами; в оптоэлектронных устройствах осуществляется эффективная развязка между входом и выходом. Кроме того, оптоэлектронным устройствам присущи и другие достоинства: возможность пространственной модуляции световых пучков и значительного ветвления и пересечения световых пучков в отсутствие гальванической связи между каналами; большая функциональная нагрузка световых пучков, обусловленная большой вариабельностью их параметров (амплитуды, направления, частоты, фазы, поляризации). Оптоэлектронные приборы. В состав оптоэлектронных устройств входит несколько видов приборов, которые связаны между собой и обеспечивают хранение и выдачу информации в зависимости от потребностей. Основным структурным элементом оптоэлектронных устройств является оптрон — прибор, состоящий из источника и приемника света, связанных оптически. Поскольку схемотехнические возможности оптрона определяются главным образом характеристиками фотоприемника, этот элемент и дает название оптрона в целом. К важнейшим разновидностям элементарных оптронов относятся: транзисторные, диодные, резисторные и тиристорные (рис. 7). Функциональные возможности оптрона могут быть существенно расширены при введении обратных связей (электрических или оптических). Наиболее известен оптрон, в котором приемник и излучатель соединены электрически, а также имеется оптическая положительная обратная связь. Такое устройство, получившее название регенеративного оптрона, пригодно для использования в качестве переключателя, усилителя, генератора как электрических, так и световых сигналов. Рис. 7. Элементарные оптроны: а — резисторный: б—диодный; в—транзисторный; г — тирис-торный; д — резисторный с электролюминесцентным конденсатором Для осуществления в оптоэлектронных устройствах широкой и гибкой системы оптических связей часто применяют волоконную оптику. Оптические волокна представляют собой эффективные световоды, обеспечивающие передачу излучения по заданному пути; их можно группировать в пучки любой формы и изгибать под любыми углами. Волокнистые световоды исключают необходимость в фокусирующих и отклоняющих системах. Поэтому оптоэлектронные ЗУ могут иметь многоплатную конструкцию, причем каждая плата имеет свои источники света и свои фотоприемники, число которых равно количеству битов хранимой информации. Оптоэлектроника предъявляет к источникам света такие требования, как миниатюрность, малая потребляемая мощность, высокие эффективность и надежность, большой срок службы, технологичность. Они должны обладать высоким быстродействием, допускать возможность изготовления в виде интегральных устройств. Планарная технология интегральных схем позволяет создавать миниатюрные устройства с расщеплением излучения, сформированные вместе с электронными схемами управления. Ячейки матриц излучателей и фотоприемников могут обладать памятью. Наиболее распространенными элементами матриц некогерентных источников света являются инжекционные светодиоды, в которых испускание света определяется механизмом рекомбинации электронов и дырок. В качестве материалов для светодиодов используют арсенид и фосфид галлия, карбид кремния, твердые растворы арсенида галлия—алюминия и т.д. Перспективными источниками света являются инжекционные лазеры, позволяющие получать высокую плотность энергии в узкой спектральной области при высоких КПД и быстродействии (десятки пикосекунд). Заметим, что быстродействие светодиодов ~0,5 мкс. Инжекционные лазеры можно изготовлять в виде матриц на одном базовом кристалле по той же технологии, что и интегральные микросхемы. Для преобразования световых сигналов в электрические используют фотодиоды, фоторезисторы, фототранзисторы и другие приборы. Их можно использовать и для изготовления интегральных матриц, которые могут иметь координатную организацию, позволяющую выбирать любой, но только один, фотоприемник в определенный момент времени, могут быть организованы построчно (по словам), в несколько регистров или с самосканированием. Матрицы фотоприемника кроме светочувствительных элементов содержат коммутирующие элементы, а в некоторых случаях и элементы памяти. Простейшая ячейка содержит фотодиод и последовательно включенную емкость. Запоминание информации в матрице фотодиодов реализуется в виде накопления зарядов на емкостях фотодиодов. ПАМЯТЬ НА УСТРОЙСТВАХ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ Функциональная электроника — новое направление в микроэлектронике Современная электроника твердого тела в значительной степени является интегральной электроникой; в основе ее лежит принцип элементной (технологической) интеграции—изготовление на одном кристалле большого количества электронных приборов, соединенных между собой в электрическую схему. Схемотехнический путь развития интегральной электроники неизбежно связан с ростом числа элементов и межэлементных соединений по мере усложнения выполняемых интегральной схемой функций. Однако чисто количественное наращивание степени интеграции и связанное с этим уменьшение размеров элементов имеет определенные пределы. Анализ традиционных путей развития интегральной электроники показывает, что в настоящее время достигнут настолько высокий уровень интеграции, что приходится считаться с рядом физических и технологических ограничений при его дальнейшем повышении. Только интегрализация элементов на Линии задержки на спиновых волнах характеризуются малыми потерями, возможностью осуществить несколько выводов информации. Функционально ПАВ и спиновые волны равноценны, но последние могут быть использованы на более высоких частотах. Большими функциональными возможностями обладают устройства, основанные на явлении ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Действие этих устройств основано на использовании метода спинового эха—импульсного метода наблюдения ЯМР. СВЕРХПРОВОДНИКОВЫЕ УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ Для всех наиболее важных элементов традиционной электроники имеются сегодня сверхпроводящие аналоги. Поэтому можно думать, что практически любое электронное оборудование может быть сконструировано на основе сверхпроводящих интегральных схем. Не ставя перед собой задачи сколько-нибудь подробного рассмотрения этой новой захватывающей области электроники, остановимся кратко лишь на описании физических принципов работы некоторых устройств хранения и обработки информации на сверхпроводниках. Криотронные переключатели и элементы памяти Принципиальная возможность использования сверхпроводимости для создания переключающих элементов известна довольно давно. Еще в середине пятидесятых годов был создан сверхпроводящий прибор — криотрон, в котором используется возможность управления состоянием сверхпроводимости с помощью магнитного поля. Как известно, явление сверхпроводимости состоит в том, что сопротивление многих металлов и сплавов при охлаждении их до некоторой критической температуры, присущей данному материалу, становится равным нулю. Это состояние может быть разрушено не только повышением температуры выше Тк, но и внешним магнитным полем Нц или самим протекающим по сверхпроводнику током, если он превышает некоторое критическое значение. До последнего времени все известные сверхпроводники переходили в состояние сверхпроводимости при чрезвычайно низких температурах—как правило, от 1 до 20 К, т. е. вблизи абсолютного нуля. Эти сверхпроводники приходилось охлаждать жидким гелием. Прорыв в область “азотных” температур состоялся совсем недавно, в начале 1987 г. Был обнаружен новый класс материалов (керамики на основе редких металлов, меди и кислорода), температура перехода в сверхпроводящее состояние которых 100 К и выше. Джозефсоновские туннельные контакты Активными элементами сверхпроводниковой микроэлектроники являются так называемые джозефсоновские приборы: туннельные и мастиковые контакты или переходы. Свойства их были предсказаны в теоретической работе Джозефсона еще в 1962 г. С тех пор был выполнен большой объем экспериментальных исследований, в том числе по отработке технологии изготовления джозефсоновских приборов, однако решающего успеха, который бы поставил сверхпроводниковую микроэлектронику на один уровень с полупроводниковой (кремниевой), до последнего времени добиться не удалось. Существует два основных типа джозефсоновских контактов — типа сэндвич и типа мостик (рис. 8. а, б). Классический джо-зефсоновский контакт представляет собой туннельный переход с толщиной диэлектрического слоя менее 5 нм, разделяющего два сверхпроводника. В такой структуре ток может протекать через переход даже при нулевом напряжении на нем за счет квантово-механического туннельного эффекта, хотя в классической физике диэлектрик не может проводить ток. Открытие Джозефсона состояло в том, что он предсказал возможность туннелирования сверхпроводящего тока через диэлектрический барьер. Рис 8 а — типа сэндвич; б — типа мостик При больших токах или при действии на контакт хотя бы слабого магнитного поля на переходе возникает разность потенциалов, что означает появление у перехода определенного сопротивления. На этом принципе могут быть построены туннельные джозефсоновские криотроны. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ МАШИННОЙ ПАМЯТИ (Заключение) В настоящее время существует очень много всевозможных технических средств записи и хранения информации, причем их число уже настолько велико, что сказать о каждом не представляется возможным. ЗУ, удовлетворяющее современным требованиям, может быть реализовано при использовании различных физических эффектов. В рассмотренных примерах это были эффекты магнетизма, физики полупроводников, оптики. Возможность использования электронных лучей для записи и считывания информации всегда привлекала внимание разработчиков ЗУ. Такие свойства электронных потоков, как относительная простота управления траекториями движения электронов (вследствие наличия у них заряда), малая длина волны де Бройля и возможность получения высокой плотности энергии, обусловливают перспективность их применения в ЗУ. Поэтому переход к использованию электронных лучей в накопителях при увеличении плотности записи информации представляется закономерным. Принципы электронно-лучевой памяти. Электронно-лучевые накопители информации достаточно конкурентоспособны при условии хранения больших массивов информации более 107—109 бит. Для накопления больших массивов информации в электронно-лучевых ЗУ необходимо разрабатывать специальные электронно-оптические системы, совершенствовать методы адресации лучей и способы записи (считывания) информации. Информация в электронно-лучевых ЗУ представляется в виде локальных изменений свойств поверхности информационного носителя. Наиболее распространены способы записи, основанные на изменении прозрачности носителя, его отражательной способности, геометрии поверхности, намагниченности и накопленного заряда. Рассмотрим их подробнее. Запись изменением прозрачности или отражательной способности носителя информации. При этом способе записи на информационном носителе необходимо получить заданный точечный рисунок в соответствии с записанной информацией. Носитель информации — тонкая пленка или фольга — условно поделен на элементарные участки, каждый из которых используют для записи одного бита информации. При записи информации прозрачностью элементарных участков можно управлять с помощью перфораций отверстий или изменением толщины носителя информации. Для считывания информации электронный луч в соответствии с кодом адреса устанавливают в заданную область носителя. Параметры луча изменяются в зависимости от записанной информации. При считывании 1 электроны проходят через отверстие в носителе и попадают на регистратор. Таким образом, сигнал, снимаемый с регистратора электронных потоков, соответствует считываемой информации. При этом ток электронного луча, попадающего на регистратор, достаточно мал и его необходимо усиливать. Запись изменением геометрии поверхности носителя. В электронно- лучевой памяти широко применяют и термопластическую запись информации. Запись на термопластиках осуществляют методом деформации поверхности носителя. Под действием сил притяжения, вызванных электрическими зарядами в размягченном слое диэлектрика, на поверхности носителя образуется рельеф, который служит изображением записанной информации. Для стирания записи достаточно нагреть термопластик до температуры, большей температуры проявления. При этом рельеф сглаживается и поверхность его выравнивается. Для записи информации на термопластическом диэлектрике служит электронная пушка, развертка которой осуществляется только вдоль строки. Носитель информации со слоем термопластика обычно выполняют в виде ленты, которая хранится в кассетах. После записи информации соответствующий участок ленты, прежде чем попасть в приемную кассету, проходит зону проявления, в которой с помощью высокочастотного нагревателя его доводят до размягчения. Для сохранения записанной информации ленту охлаждают и наматывают на приемную кассету. Считывание информации происходит при движении электронного луча по строке с записанной информацией в виде точечных лунок. Плотность записи 107—108 бит/см2; минимальное время запись— считывание составляет 0,01—0,02 с. Запись с изменением намагниченности носителя. При этом способе запись информации осуществляют нагревом магнитного материала до точки Кюри. Для записи нуля электронный луч направляют на один из изолированных участков намагниченной пленки, вызывая нагрев его до температуры выше точки Кюри. При этом пленка на указанном участке (число которых должно быть, по крайней мере, не меньше количества бит запоминаемой информации) размагничивается. Таким образом, носитель с записанной информацией состоит из намагниченных и размагниченных участков пленки. Носителем информации может служить и сплошная пленка из сплава марганец-висмут. Если при записи нагреть участок пленки выше точки Кюри, то после охлаждения вектор намагниченности в нем изменит свое направление. Плотность записи информации, допускаемая магнитной структурой пленки, составляет 109 бит/см2. Для считывания информации можно регистрировать вторичные электроны, испускаемые магнитным носителем. Для увеличения сигнала считывания на носитель целесообразно наносить тонкую пленку из материала с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии. Запись при помощи накопленного заряда. Известно, что взаимодействие ускоренных заряженных частиц с полупроводниками приводит не только к нагреву, но также к ионизации их атомов и к генерации электронно- дырочных пар. Такую память называют электронно-оптической. Если облучать полупроводник электронами с энергией 10—15 кэВ, то в мишени образуется несколько тысяч электронно-дырочных пар, представляющих собой динамические неоднородности. Если образовавшиеся пары быстро и эффективно разделить, то можно получить соответствующий импульс тока (при импульсном облучении) и соответствующие заряды на обкладках мишени. ЗУ с использованием .металл—оксид—полупроводниковых мишеней с лучевой адресацией (МОПЛА-трубки памяти) позволяет хранить информацию в течение некоторого отрезка времени. Срок хранения при отключенном питании превышает один месяц при не менее чем двадцатикратном считывании. Изменение сигнала при изменении температуры от -40 до +70°С не превышает 10%. Одна из основных проблем в таких ЗУ — борьба с повреждением слоя кремния под действием электронного луча, который изменяет структуру оксида кремния, вследствие чего она теряет способность приобретать и сохранять электрический заряд. Таким образом, в отличие от полупроводниковых ЗУ и ЗУ на ЦМД предел поверхностной плотности записи в электронно-лучевых ЗУ не определяются технологическими параметрами, в частности, параметрами литографии. По расходуемой мощности (10 мкВт/бит) ЗУ на электронно-лучевых трубках ЗУ на ПЗС и на ЦМД равноценны. Вместе с тем электронно-лучевые ЗУ обладают тем преимуществом по сравнению с ЗУ на ПЗС, что они способны хранить информацию и в отсутствие напряжения, а по сравнению с ЗУ на ЦМД обладают

| SD Association

Стандарт SD для видеозаписи

Скорость доступа к памяти сильно различается в зависимости от производителя и марки карты памяти SD. Различные скорости затрудняют определение того, какая карта может точно записывать потоковое содержимое. Для записи видео требуется постоянная минимальная скорость записи, чтобы избежать «пропадания кадров» во время записи для плавного воспроизведения. SD Association определила различные стандарты класса скорости, чтобы удовлетворить потребность в записи видео с улучшенным качеством.Символы класса скорости, указываемые для хоста и карточных продуктов, помогают пользователям выбрать лучшую комбинацию для надежной записи (без пропуска кадров). Есть три вида индикации скорости:

*, класса скорости UHS ** и класса скорости видео *** с цифрой обозначают минимальную скорость записи. Это в основном полезно для видеокамер, видеомагнитофонов и других устройств с возможностью видеозаписи. Что касается режима шины, необходимо использовать достаточно быстрый режим шины, который не влияет на скорость записи в память.C10 используется в режиме High Speed ​​или выше, U1 и U3 используются в SDR50 / DDR50 или выше, а V60 и V90 используются в режиме UHS-II или выше.

определен для удовлетворения потребности в высоком разрешении и высококачественной видеозаписи 4K8K, а также имеет важную функцию для поддержки флэш-памяти следующего поколения, такой как 3D NAND. Кроме того, поскольку он охватывает скорость видео HD (2K), с этого момента его можно интегрировать в Video Speed ​​Class.

*

SD Association определяет классы скорости: 2, 4, 6 и 10.Класс 10 может применяться к семейству продуктов High Speed ​​Bus IF.

**

Классы скорости UHS, определенные ассоциацией SD, — это класс скорости UHS 1 (U1) и класс скорости UHS 3 (U3). U1 и U3 могут применяться к семейству продуктов UHS Bus IF (UHS-I, UHS-II и UHS-III).

***

SD Association определяет классы скорости видео: V6, 10,30,60 и 90. V6 и V10 могут применяться к семейству продуктов High Speed ​​и UHS Bus IF. V30 может применяться к семейству продуктов UHS Bus IF.V60 и V90 могут применяться к семейству продуктов UHS-II / UHS-III.

SD Класс скорости

Формат видео

Лучшее сочетание хоста класса скорости и карты

, может указывать символ класса скорости где-нибудь на продукте, упаковке или в руководстве. Потребители могут найти лучшую карту для хоста, сопоставив символ класса скорости; выберите такую ​​же или более высокую карту символа класса, чем символ класса указанного хоста.

Например, если вашему хост-устройству требуется карта памяти SD класса скорости 4, вы можете использовать карты памяти SD класса скорости 4,6 или 10. Если вашему хост-устройству требуется карта памяти SD UHS класса скорости 1, вы можете использовать карты памяти SD UHS класса скорости 1 или 3. Класс скорости видео тоже такой же. Обратите внимание, что ожидаемая скорость записи не будет доступна при сочетании символов разных классов между хостом и картой, таких как Host Class 10 и Card U1, Host U1 и Card V10, и т. Д., Даже если указана одинаковая скорость записи 10 МБ / с.

Фрагментация и скорость

При повторении удаления и записи файлов область данных постепенно фрагментируется, что влияет на скорость записи. Как правило, скорость записи во фрагментированную область ниже, чем скорость последовательной записи из-за характеристик флэш-памяти. В эпоху, когда объем памяти недостаточен, необходимо учитывать фрагментированную запись. Однако в настоящее время доступна карта памяти большой емкости, запись класса скорости определяется для выполнения последовательной записи в полностью нефрагментированную область (называемую «Free AU»). Это упрощает управление классом скорости хоста. С другой стороны, даже неиспользуемая память существует в целом, есть вероятность, что хост не может выполнить запись класса скорости. В этом случае потребуется организация данных для уменьшения фрагментированной области или перемещения данных в другое хранилище для повторного форматирования карты. Video Speed ​​Class поддерживает функцию «Suspend / Resume», которая может останавливать и возобновлять последовательную запись. Используя эту функцию, можно значительно улучшить коэффициент использования памяти.

Скорость передачи данных | Служба поддержки T-Mobile

Узнайте, как работают скорости передачи данных в сети T-Mobile.

Типичная скорость передачи данных

Скорость передачи данных зависит от многих факторов, в том числе:

• Модель вашего устройства и его сетевая поддержка
• Программное обеспечение устройства и запущенные приложения
• Удаленность от сотовой связи
• Сколько других клиентов используют ту же сотовую сеть
• Окрестности, здания и деревья
• Находиться внутри здания или движущегося транспортного средства
• Помехи на радиодиапазоне или частоте
• Особенности вашего тарифного плана или тарифного плана с передачей данных, особенно старые планы.
• Использование модема по сравнению с использованием данных на устройстве (использование на устройстве имеет приоритет в нашей сети).
• Международные роумеры могут приобрести пропуск для более быстрой передачи данных.

При таком большом количестве факторов, влияющих на скорость, невозможно предсказать вашу точную скорость, но мы можем делать прогнозы на основе данных реальных пользователей, которые проводят тесты скорости сети.

Вы можете найти информацию о текущем диапазоне скоростей в разделе Скорость и задержка нашего раскрытия информации в Интернете.

Тесты скорости

Хотите проверить скорость загрузки и выгрузки данных? T-Mobile рекомендует тест скорости OOKLA, который можно загрузить на ваше устройство (Google Play Store или Apple App Store) или получить доступ с компьютера (speedtest.net).

Откройте приложение или веб-сайт для проверки скорости и щелкните Go . Перед тестированием убедитесь, что на вашем устройстве отключен Wi-Fi, иначе вы будете проверять скорость Wi-Fi.

Если ваша скорость кажется необычно низкой, обратитесь за помощью по проблемам с Интернетом и данными.

T-Mobile Fair Usage обязательство по использованию на устройстве

Обязательство T ‑ Mobile Fair Usage — это то, как мы гарантируем, что максимальное количество клиентов будет иметь наилучшие возможности для наиболее распространенных видов использования в нашей сети. Подавляющее большинство клиентов с планами под брендом T ‑ Mobile и без бренда T ‑ Mobile, под брендом Sprint, под брендом Metro by T-Mobile и под брендом Assurance Wireless получают более высокий приоритет, чем небольшая часть клиентов, которые относятся к Heavy Data. Пользователи на своем тарифном плане.Для большинства тарифных планов под брендом T-Mobile «Пользователь с тяжелыми данными» определяется как клиент, использующий более 50 ГБ данных в цикле выставления счетов (100 ГБ данных для новых тарифных планов Magenta, активированных с 24 февраля 2021 г.). Пороговое значение периодически оценивается в наших тарифных планах и брендах, чтобы управлять сетевым трафиком и обеспечивать удобство для всех клиентов, предлагая им широкий выбор. Вы всегда можете проверить пороговую сумму для тарифного плана, поговорив с представителем, просмотрев наши прейскуранты или T-Mobile.com, или войдя на my.t-mobile.com или в приложение T-Mobile. Термин «интенсивный пользователь данных» не применяется к клиентам Magenta MAX, новому выбору клиентов, который мы предлагаем, когда мы исследуем расширяющуюся емкость нашей сети 5G или на небольшом количестве предприятий под брендом T-Mobile и ориентированных на правительство. планы, на которые не распространяется порог.

Прочтите T-Mobile’s Internet Disclosures, чтобы получить полную информацию и ответы на часто задаваемые вопросы.

Старые планы с сегментами данных

Если вы используете старый тарифный план T-Mobile без неограниченных высокоскоростных данных, ваша функция данных может иметь пороговое значение, определяющее, сколько данных на полной скорости вы можете использовать в течение цикла выставления счетов.После того, как вы превысите порог, вы все равно сможете получить доступ к неограниченному количеству данных, но скорость будет снижена.

Например, функция данных 2 ГБ обеспечит 2 ГБ полноскоростного доступа в сети T-Mobile. После использования 2 ГБ данных скорость передачи данных снижается до конца цикла выставления счетов.

Если вы хотите иметь больше высокоскоростных данных, рассмотрите возможность перехода на новый тарифный план. Найдите подходящий план.

Floppy Disk — обзор

Магнитная дисковая память используется для установки жестких дисков, стандартных гибких дисков и гибких дисков высокой плотности (например,г., Zip drive, Super drive). Жесткие диски являются наиболее часто используемыми устройствами второй памяти из-за их низкой стоимости, высокой скорости и большой емкости. Жесткие диски — это запоминающие устройства большой емкости, которые позволяют читать и записывать с магнитных носителей; они состоят из одного или нескольких тонких дисков с магнитным покрытием, позволяющих записывать данные. Поверхность записи разделена на концентрических дорожек, , и каждая дорожка разделена на сегменты, называемые секторами . Набор гусениц в заданном радиальном положении называется цилиндром . Затем один или несколько дисков устанавливаются на шпиндель и вращаются с постоянной скоростью. Для доступа к данным требуется двухэтапный процесс. Сначала головка чтения / записи перемещается по вращающемуся диску к направляющей дорожке. Затем головка ждет, пока под ней не окажется правый сектор, и выполняется чтение / запись. Ниже приведены описания устройств памяти на магнитных дисках:

О производительности iOS на вашем iPhone, iPad или iPod touch

Если ваше устройство iOS работает медленно или зависает, попробуйте эти советы.

Проверьте состояние вашей сети

Многие приложения на вашем устройстве требуют подключения к Интернету для их содержимого и других функций. Если сеть, к которой вы подключены, перегружена — например, на мероприятии, в котором много людей используют одну и ту же сеть, — приложениям может потребоваться некоторое время, чтобы открыть или отобразить свой контент. Ваше устройство также может показаться медленным, поскольку оно постоянно подключается к новым вышкам сотовой связи, когда вы находитесь в движущемся автомобиле.

Даже если ваше устройство показывает сильный сигнал, вам может потребоваться подождать, повторить попытку в другом месте или использовать доступный Wi-Fi. Если у вас по-прежнему возникают проблемы со скоростью, доступностью или производительностью сотовой связи в нескольких местах, обратитесь к своему оператору связи.

Узнайте больше о сотовых данных.

Закройте приложение, которое не отвечает

Если приложение перестает отвечать или зависает, возможно, вам придется принудительно закрыть его, а затем снова открыть. *

1. На главном экране iPhone X или новее или iPad с iOS 12 проведите вверх от нижней части экрана и немного задержитесь в середине экрана. На iPhone 8 или более ранней версии дважды щелкните кнопку «Домой», чтобы отобразить последние использованные приложения.
2. Проведите пальцем вправо или влево, чтобы найти приложение, которое вы хотите закрыть.
3. Проведите пальцем вверх по области предварительного просмотра приложения, чтобы закрыть его.

* В обычных условиях принудительное закрытие приложений не требуется и не заставляет ваше устройство работать быстрее. Фактически, приложение требует больше времени для открытия после принудительного закрытия, потому что оно должно перезагрузить все свои данные.

Узнайте, что делать, если приложение постоянно перестает отвечать.

Убедитесь, что у вас достаточно места для хранения

Если на вашем устройстве мало места для хранения, iOS автоматически освобождает место при установке приложения, обновлении iOS, загрузке музыки, записи видео и т. Д.iOS удаляет только те элементы, которые можно загрузить повторно или которые больше не нужны.

Вы можете проверить память вашего устройства в Настройки> Общие> [Устройство] Хранилище. Для лучшей производительности старайтесь поддерживать не менее 1 ГБ свободного места. Если ваше доступное хранилище постоянно меньше 1 ГБ, ваше устройство может замедлиться, поскольку iOS постоянно освобождает место для большего количества контента.

Если вам нужно освободить место, выполните следующие действия, чтобы включить рекомендации по экономии места, встроенные в iOS:

1. Перейдите в «Настройки»> «Основные»> «Хранилище [Устройство]» и прочтите рекомендации iOS.
2. Коснитесь «Включить», чтобы включить рекомендацию, или коснитесь заголовка рекомендации, чтобы просмотреть содержимое, которое можно удалить.

Если вы не видите никаких рекомендаций или вам нужно освободить еще больше места, вы можете просмотреть приложения на своем устройстве. Они перечислены на том же экране хранилища [Устройство] вместе с объемом используемого пространства.

Коснитесь приложения, затем выберите один из вариантов:

• Выгрузить приложение, которое освобождает память, используемую приложением, но сохраняет его документы и данные.
• Удалить приложение, которое удаляет приложение и связанные с ним данные.
• В зависимости от приложения вы можете удалить некоторые из его документов и данных.

Узнайте больше о способах оптимизации хранилища.

Оставьте режим низкого энергопотребления выключенным, если он вам не нужен

Low Power Mode — это функция iPhone, которая продлевает срок службы батареи за счет уменьшения количества энергии, потребляемой вашим устройством. В режиме низкого энергопотребления некоторые функции отключены, а выполнение некоторых задач может занять больше времени.Если значок батареи желтый, это означает, что включен режим низкого энергопотребления.

Рассмотрите возможность отключения режима низкого энергопотребления, если вам нужно, чтобы ваш iPhone работал без ограничений низкого энергопотребления. Вы можете включить или выключить режим низкого энергопотребления в меню «Настройки»> «Батарея».

Получите дополнительную информацию о режиме низкого энергопотребления.

Берегите устройство от перегрева или холода

iOS регулирует производительность вашего устройства, если оно становится слишком теплым из-за внешних условий, например, когда его оставили в раскаленной машине или использовали в течение длительного времени под прямыми солнечными лучами.Переместите устройство в более прохладное место и дайте ему отрегулировать температуру.

Очень низкие температуры также могут замедлить работу устройства. Если ваше устройство работает медленно после воздействия холода, переместите его в более теплое место.

Узнайте больше о допустимых рабочих температурах.

Посмотрите на свой аккумулятор

Все аккумуляторные батареи являются расходными материалами, эффективность которых снижается по мере химического старения. Со временем емкость и пиковая производительность аккумуляторных батарей во всех моделях iPhone уменьшится, и в конечном итоге их потребуется заменить. iOS может отображать состояние батареи и рекомендовать, если батарею iPhone необходимо заменить. Перейдите в «Настройки»> «Батарея» и нажмите «Состояние батареи».

Проверьте аккумулятор iPhone.

Информация о продуктах, не производимых Apple, или о независимых веб-сайтах, не контролируемых и не проверенных Apple, предоставляется без рекомендаций или одобрения.Apple не несет ответственности за выбор, работу или использование сторонних веб-сайтов или продуктов. Apple не делает никаких заявлений относительно точности или надежности сторонних веб-сайтов. Свяжитесь с продавцом для получения дополнительной информации.

Дата публикации: 29 января 2020 г.

Speedtest Часто задаваемые вопросы

Ответьте на некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о скорости интернета.Если у вас есть вопросы по конкретным словам, ознакомьтесь с нашим глоссарием.

Какие факторы могут повлиять на мой результат Speedtest®? #

Speedtest измеряет скорость между вашим устройством и тестовым сервером, используя подключение вашего устройства к Интернету. Несколько факторов могут повлиять на скорость, зафиксированную тестом:

• Устройства (телефоны, планшеты, ПК и т. Д.) Могут иметь очень разные возможности Wi-Fi и сотовой связи. Это означает, что вы можете получить один результат Speedtest на одном устройстве и другой результат на другом, даже используя одного и того же провайдера.Некоторые устройства не могут измерить полную скорость вашего интернет-сервиса. Также возможно, что ваш маршрутизатор Wi-Fi не поддерживает полную скорость вашего сервиса.
• Серверы Speedtest могут работать иначе. Как правило, вы получите более высокую скорость от серверов, расположенных ближе к вам. Мы рекомендуем провести тестирование на различных тестовых серверах, чтобы получить наиболее полное представление о вашей скорости. Speedtest имеет самую большую в мире сеть тестовых серверов, а это значит, что вы всегда сможете протестировать сервер, расположенный рядом с вашим географическим местоположением.
• Другие службы тестирования скорости используют другие серверы в разных местах, чем Speedtest, поэтому различия в скорости между службами тестирования не являются редкостью.
• Браузеры (Chrome, Firefox, Edge, Safari и т. Д.) Имеют разные возможности и могут давать разные результаты, особенно при высокоскоростных соединениях.

Что делать, если у меня низкая скорость интернета? #

Прежде чем обращаться к своему интернет-провайдеру или оператору мобильной связи, проверьте, не выполняются ли у вас текущие загрузки или другие программы, такие как видеочат, которые могут ограничивать вашу пропускную способность.Закройте их и проверьте еще раз. Если результат Speedtest по-прежнему кажется медленным, перезагрузите телефон или компьютер, модем и маршрутизатор. Затем убедитесь, что на вашем маршрутизаторе не включены какие-либо функции качества обслуживания (QOS). Если это не помогло, попробуйте еще несколько шагов.

Обратиться за помощью к своему интернет-провайдеру или оператору связи — это хороший следующий шаг после того, как вы выполнили эти действия. Имейте в виду, что при соединениях с более высокой пропускной способностью (150 Мбит / с и выше) вам понадобится более качественный маршрутизатор, чтобы не отставать.

Что дает смена сервера Speedtest? #

Speedtest предлагает сеть из более чем 11 000 размещенных серверов по всему миру, так что у вас всегда есть варианты тестирования. В начале теста Speedtest автоматически выбирает ближайший сервер с быстрым результатом проверки связи, чтобы измерить максимальный потенциал вашего интернет-соединения. Вы всегда можете изменить сервер тестирования на другой, отличный от выбранного по умолчанию, и мы рекомендуем проводить тестирование на разных серверах для сравнения результатов.

Выбирая новый сервер, вы меняете местоположение или хост сервера, с которым вы проверяете свое интернет-соединение. В частности, многие сайты и потоковые службы могут размещать свой контент на серверах, которые находятся далеко от вашего текущего местоположения, что может привести к снижению скорости и эхо-запросов от этих служб.

Независимо от того, какой сервер вы выберете, все тесты, запускаемые в Speedtest, отражают скорость вашего соединения с вашим текущим интернет-провайдером или оператором связи. Тестирование сервера, размещенного у интернет-провайдера или оператора связи, не обязательно говорит вам, насколько быстрым было бы ваше соединение, если бы вы подписались на предлагаемые ими услуги.

Почему в моем районе нет серверов? #

Брандмауэр вашего компьютера или прокси-сервер могут блокировать обмен данными через порт 8080, что ограничивает количество серверов, доступных для тестирования.

Хотя наша сеть серверов постоянно растет, возможно, что у нас еще нет хоста в вашем регионе. Если вы хотите разместить сервер Speedtest, подробности можно найти на нашей сетевой странице.

Почему у меня разные скорости между компьютером и телефоном / планшетом? #

Speedtest измеряет ваше сетевое соединение в реальном времени, поэтому тесты, проводимые с разницей в несколько минут, могут немного отличаться в зависимости от загруженности сети и доступной пропускной способности.Если результаты Speedtest значительно отличаются, убедитесь, что вы:

• Тестируете то же соединение. Если одно устройство подключено к Wi-Fi, а другое — нет, вы проверяете скорость разных подключений.
• Тестирование на том же сервере. Speedtest автоматически выбирает сервер для тестирования на основе пинга, но вы также можете выбрать сервер для тестирования.

Также обратите внимание, что существуют большие различия в качестве Wi-Fi и сотовой радиосвязи, а также в качестве обработки потоков MIMO между устройствами.Эти изменения могут привести к тому, что устройство будет выдавать более медленные результаты тестирования, чем другое устройство или компьютер.

Какие скорости мне нужны для потоковой передачи или больших загрузок? #

Если вы задаете этот вопрос, вам уже надоело колесо постоянной буферизации. Чтобы получить максимально возможную производительность, обычно требуется, чтобы скорость загрузки была не ниже следующей:

Новый рекорд скорости интернета в два раза выше, чем старый

Всем нужна более высокая скорость интернета.Более быстрый Интернет нужен даже людям, у которых уже есть высокоскоростное соединение, в том числе корпоративным работникам и ИТ-специалистам. Им нужна большая скорость или, по крайней мере, то, что они сильно предпочли бы, потому что чем быстрее данные передаются между двумя устройствами, тем быстрее можно принимать решения и предпринимать действия. В дарвиновской цифровой экономике медленная скорость Интернета предназначена для отстающих, а также для них!

Итак, насколько быстро это быстро? Кто-то может сказать, что средняя скорость интернета в США составляет 99,3 Мбит / с, по данным HighSpeedInternet в начале этого года.com более чем достаточно, в то время как предприятию со значительной рабочей силой и растущим числом подключенных устройств и граничных сетей потребуется гораздо большая пропускная способность.

Тем не менее, для тех, кто считает, что их Интернет никогда не будет достаточно быстрым, есть и хорошие новости. Инженеры в Японии побили предыдущий мировой рекорд по максимальной скорости интернета, достигнув скорости передачи данных 319 терабит в секунду, что почти вдвое превышает отметку 178 Тбит / с, установленную годом ранее.

Вот как они это сделали, как описывает Кристин Хаузер из Freethink:

Чтобы побить рекорд максимальной скорости интернета, исследователи из Национального института информационных и коммуникационных технологий Японии разработали экспериментальное оптоволокно с четырьмя жилами вместо одного.

Затем они объединили свое волокно с лазером, который испускал импульсы на разных длинах волн и применяли различные методы усиления сигнала. Это позволило им передавать данные на расстояние более 1800 миль со скоростью 319 Тбит / с.

Если вы готовы подключить этот огнемет к своей корпоративной сети, рекомендуется ограничить свой энтузиазм, потому что «лазер и усилители, используемые для установления рекордов максимальной скорости интернета, недешевы», — пишет Хаузер.

Однако для вас, мечтатели, еще не все потеряно.Экспериментальное четырехжильное оптическое волокно, используемое для установления последнего рекорда скорости, соответствует стандартному внешнему диаметру 0,125 мм, используемому в настоящее время для одножильных волокон, используемых сегодня для оптоволоконных интернет-услуг. Это могло бы ускорить внедрение, потому что не было бы необходимости заменять существующую аппаратную инфраструктуру.

«Четырехжильное оптическое волокно со стандартным диаметром оболочки может быть подключено к существующему оборудованию, и есть надежда, что такие волокна могут обеспечить практическую передачу данных с высокой скоростью в ближайшем будущем», — заявили исследователи в своей опубликованной статье.

Можно только догадываться, как исследователи определяют «ближайшую перспективу», но в долгосрочной перспективе эти четырехжильные оптические волокна могут стать частью сетевой магистрали, необходимой для поддержки цифровой экономики после 5G. И движущей силой этой экономики будут автоматизация, подключенные транспортные средства, подключенные офисы и дома, подключенная общественная инфраструктура, потоковая передача мультимедиа, технологии дополненной и виртуальной реальности, а также такие устройства, как личные и промышленные дроны. Этим технологиям требуются магистральные сети для передачи данных в реальном времени для обеспечения безопасности и оптимальной производительности.

Для ИТ-профессионалов предприятия всегда приветствуется экспоненциальный рост скорости передачи данных. Хотя скорость, которой достигла японская команда в настоящее время, может быть недостижимой для средней корпоративной сети, тенденция движется в правильном направлении. Это означает, что по-прежнему будет существовать достаточная пропускная способность магистрали для удовлетворения растущих потребностей, вызванных новыми технологиями.

Copyright © 2021 IDG Communications, Inc.

Использование мобильных телефонов для сбора данных: возможности, проблемы и проблемы

Например, очень простые, недорогие «немые телефоны» могут использовать простые текстовые сообщения (или SMS) или голосовые сообщения (например,g.) отправлять короткие запросы по телефону в банк телефонных номеров, предлагая пользователям ответить коротким ответом, который может быть предопределенным («текст 1 для да, 2 — нет») или открытым. Смартфоны можно использовать гораздо более изощренно, задавая вопросы мультимедийного опроса непосредственно респондентам или помогая руководить действиями «счетчика» (человека, который проводит опрос лично), представляя удобный интерфейс, помогающий счетчику вводить данные. и передавать данные структурированными способами.Такие телефоны могут также содержать файлы помощи и обучающие материалы для счетчиков. Между верхним и нижним сегментами могут быть «функциональные телефоны» (универсальная категория для телефонов, которые могут делать больше, чем просто выполнять базовые голосовые вызовы, отправлять и получать текстовые сообщения, но не обладают расширенными функциями смартфонов). использовать простые графические формы (например) на экране в качестве подсказок для вопросов и могут сохранять / передавать структурированные данные в результате ответов.

Данные, введенные или захваченные в телефоны, могут передаваться или совместно использоваться разными способами (включая SMS, MMS, USSD, Bluetooth, беспроводной Интернет или обмен физическими картами памяти).Там, где мобильная связь недоступна, данные могут храниться в телефоне и передаваться позже, когда телефон находится в пределах достаточного расстояния от вышки сотовой связи.

Как и почему мобильные телефоны
могут быть полезны при крупномасштабном сборе данных,
и какие сравнительные преимущества могут иметь их использование по сравнению с другими вариантами?

Ряд атрибутов и характеристик использования мобильного телефона в такой деятельности (а также использование других небольших недорогих портативных устройств, таких как планшеты, особенно в тех случаях, когда такие устройства могут быть подключены к мобильным и беспроводным сетям) могут привести к тому, что они будут считается, особенно по сравнению с использованием более традиционных бумажных инструментов обследования:

Скорость : Сбор данных с помощью мобильного телефона может значительно ускорить процесс сбора данных.Там, где доступность сети позволяет практически мгновенно передавать данные в центральную координирующую группу, сокращение времени, которое проходит между сбором и доставкой локальных данных, может сэкономить недели или даже месяцы в общем процессе сбора данных. Кроме того, может быть создана своего рода система раннего предупреждения, позволяющая координаторам обследования быстро выявлять потенциальные проблемы с усилиями по сбору данных и (потенциально) исправлять их практически в режиме реального времени.

Точность : Сбор цифровых данных в источнике может значительно уменьшить ошибки транскрипции, а передача данных по мобильным сетям может гарантировать, что данные не будут потеряны «при передаче».Сбор и передача данных в цифровом виде также может гарантировать, что их будет легче хранить и получать к ним доступ в более поздние сроки, если это потребуется.

Повсеместность, знакомство и удобство : Счетчики и респонденты опроса могут, на общем уровне, уже вполне комфортно пользоваться мобильным телефоном (и действительно могут использовать свое собственное личное устройство), даже если они не использовали его. особенно в рамках усилий по сбору данных. Такие устройства могут быть широко доступны уже в целевых группах населения, которые могут привыкнуть к их использованию в различных контекстах.

Обучение : Поскольку люди могут уже знать, как использовать устройства для многих целей, в некоторых случаях может потребоваться меньшее техническое обучение. Кроме того, на смартфонах и, в меньшей степени, на мобильных телефонах с функциями справочные файлы и экранные подсказки могут содержать полезную соответствующую вспомогательную документацию и рекомендации, которые могут подкрепить сообщения от обучения, которое действительно происходит, и потенциально избавить от необходимости обучение в целом.

Низкое энергопотребление : по сравнению с такими устройствами, как ноутбуки, мобильные телефоны может быть намного проще поддерживать подзарядку, поскольку они потребляют гораздо меньше энергии и потому что многие варианты быстрой и недорогой зарядки могут быть доступны в местных сообществах, потому что люди уже активно используют такие устройства для других целей в своей повседневной жизни.

Объединение с другими данными : в зависимости от функциональности используемого телефона текстовые данные, полученные с помощью мобильного телефона, могут быть объединены с данными в других форматах, таких как фотографические изображения, аудио и видео, как способ обоснования информация предоставляется в виде текста. Например, если обследуемое здание отмечено как «поврежденное», прилагаемое изображение может предоставить дополнительную документацию. Кроме того, данные GPS или геолокации могут быть пассивно собраны и переданы вместе с данными съемки.Это может быть использовано для помощи в нанесении на карту расположения больниц или школ или для предоставления «доказательства» того, что счетчик действительно посетил место, которое, по ее утверждениям, посетило.

Низкая стоимость : Все эти характеристики и возможности может означать, что сбор данных с помощью мобильных телефонов может осуществляться с существенно меньшими затратами, чем это возможно с помощью традиционных средств.

Стоит отметить, что в некоторых случаях сравнение сбора данных традиционными средствами и с помощью мобильных телефонов может быть ложным.Действительно, помимо повышения эффективности сбора данных по сравнению с традиционными методами сбора данных, в основном бумажными, мобильный сбор данных может также предлагать варианты сбора данных, которые просто невозможны или даже невозможны с использованием других инструментов или методов.

Проблемы и проблемы

Хотя сбор данных с помощью мобильных телефонов может дать определенные преимущества по сравнению с традиционными исследованиями и сбором данных, это не означает, что такие усилия сопряжены с проблемами или трудностями.Вот некоторые общие проблемы и проблемы, связанные с:

Технологии : Какую технологию мы должны использовать? Какие минимально жизнеспособные спецификации требуются для устройств, используемых при сборе мобильных данных? Какие программные приложения доступны и каковы их преимущества и недостатки? Часто это первые вопросы, которые часто задают многие группы, планирующие расширить или дополнить существующие усилия по сбору данных с помощью мобильных телефонов.Такие вопросы, как эти, неизбежно будут (или должны) возникать в какой-то момент во время процесса планирования, но, как правило, руководить ими является ошибкой. Важно, чтобы выбор конкретной технологии или устройства не определял первоначальный объем или концепцию того, в какой степени усилия по сбору мобильных данных могут быть полезными и возможными. Ни одна технология не может делать все, что требуется. Если один инструмент может показаться идеально подходящим для того, что требуется, он может не работать в необходимом масштабе.Поставщики или партнеры могут предлагать использование определенных технологий или устройств, которые могут не подходить для конкретных потребностей в данных и / или процессов сбора и обмена данными спонсирующей группы. Решение, какие инструменты использовать и какие партнерства развивать, может оказаться решающим элементом головоломки. Однако во-первых, важно иметь более широкую картину того, каковы могут быть цели конкретного сбора данных, а также соответствующий местный контекст (включая ключевые группы заинтересованных сторон). Как только это будет установлено, решения, связанные с технологиями, могут быть приняты как в интересах достижения целей более высокого порядка, так и в интересах реалий на местах.

Обучение : Хотя в некоторых случаях может потребоваться меньшее обучение и подробные инструкции, поскольку используемый инструмент (мобильный телефон) знаком как респондентам, так и счетчикам, в некоторых случаях может потребоваться дополнительное обучение и поддержка, связанные с технологиями. по-прежнему требуется. Принятие принципов и методов проектирования, ориентированных на пользователя, может помочь в некоторых обстоятельствах избежать необходимости в определенных типах обучения. (Если, например, интерфейс прост или даже интуитивно понятен, пользователям не нужно тратить много времени на его изучение.При этом, в зависимости от характера процесса обследования и методов передачи данных, вполне может потребоваться дополнительное обучение.

Стоимость : Стоимость разработки инструментов обследования, поставляемых в цифровом виде, может быть значительно выше при составлении традиционных бумажных вопросников. Кроме того, может потребоваться закупка и установка новой серверной технологической инфраструктуры. Если счетчики не могут использовать свои личные телефоны (либо из-за того, что такое использование не является обычным или разрешенным, из-за того, что существующие телефоны имеют недостаточную функциональность или из-за отсутствия механизмов покрытия или возмещения связанных затрат на передачу данных), устройствам может потребоваться покупаться и распространяться (и потенциально собираться, когда они служат своей цели).Возможно, придется покупать эфирное время. (Более чем несколько попыток сбора данных с помощью мобильных телефонов в «благотворительных целях» провалились, потому что спонсирующие группы ошибочно полагали, что операторы мобильной связи поспешат пожертвовать бесплатное эфирное время «на благо»). Независимо от того, являются ли эти затраты в совокупности более дешевыми, чем обычно, или нет — а часто бывает! — спонсирующие группы могут столкнуться с трудностями при оценке и составлении бюджета таких затрат на начальном этапе, особенно когда они впервые участвуют в подобных усилиях.

Безопасность данных : Сбор и передача данных в цифровом виде в рамках крупномасштабных исследований сопряжены с многочисленными потенциальными рисками и проблемами, связанными с безопасностью и конфиденциальностью данных, которые часто кардинально отличаются от тех, которые возникают в результате использования традиционных бумажных документов. исследования на основе усилий. Если данные хранятся на устройствах, они потенциально могут быть украдены или подвергнуты неправильному доступу — то же самое верно и во время передачи данных. Использование шифрования как на уровне устройства, так и во время передачи может значительно снизить такие риски, но использование инструментов, протоколов и передовых методов защиты цифровых данных, а также соответствующих нормативных рамок, законов и руководящих принципов, регулирующих использование таких инструментов, может не быть широко известным — а в некоторых местах даже быть под рукой.Если в процессе сбора данных с мобильных устройств используются сторонние поставщики или инструменты, что обычно имеет место, необходимо обеспечить четкое определение прав собственности, владения и использования собранных и переданных данных. Необходимы достаточные механизмы для проведения аудита договоренностей и соглашений, а также для обеспечения четкости и применимости штрафов за несоблюдение.

Скорость изменений : Если ожидается, что усилия по сбору мобильных данных будут повторяться с течением времени (например, в рамках ежегодной переписи или ежегодного планирования), следует ожидать, что некоторые из вспомогательных технологий могут сами по себе изменить — как и руководящие принципы передовой практики и правила, связанные с их использованием.В некоторых случаях такое изменение может даже произойти в ходе самого процесса сбора данных! Технологические изменения часто опережают способность плановиков и политиков предвидеть эти изменения и реагировать на них. Тем, кто занимается планированием и осуществлением деятельности по сбору мобильных данных, следует помнить об этом и быть готовыми отслеживать такие изменения и реагировать на них с течением времени. Планировщикам следует стараться избегать «больших ставок» на непроверенные технологии (особенно те, которые основаны на закрытом или проприетарном стандарте) или на одного поставщика, и всегда следует учитывать, как они могут наиболее эффективно выйти из определенных отношений, инструментов и стандартов и перейти от них.