Лекция 12. Контроль информации в эвм

Накопители на магнитных лентах продолжают оставаться основными для устройств большой емкости. Оптические накопители на сегодняшнем уровне работают только по чтению, перезапись информации с нынешним уровнем технологии невозможна.

Фазовый метод

Для записи единиц использовалась одна дорожка, для записи нулей другая.

Запись по двум дорожкам

Единичный сигнал записывается переменным напряжением удвоенной частоты.

Двухчастотный

Без возврата к нулю

Единица записывается при одном направлении тока в проводнике, ноль пишется при обратном направлении тока. Основной недостаток способа — малая плотность записи за счет промежутков между битами.

Пустых промежутков нет. Поэтому разделять одинаковые биты (например 00) сложно. Необходим синхросигнал.

Если после записи 0 или 1 пишется тот же уровень, направление тока изменяется. Если уровень изменился 0à1, 1à0, ток в магнитной головке не изменяется. Статистически учитывая. Что разряды постоянно меняются, скорость изменения тока меньше. Расшифровка записанной информации требует специальной схемы, но стабильна.

12.1.Классификация методов контроля

Поскольку ВМ — сложная техническая система в ней обязательно должны использоваться процедуры контроля как передачи, так и преобразования информации, т.е. помимо основного оборудования в схемах предусматривается дополнительно средства контроля. При выявлении ошибки процесс преобразования (передачи) заканчивается, по возможности ошибка исправляется и основная программа продолжается. Таким образом цель средств контроля не остановить вычисления, а получить результат с максимальной достоверностью. Контроль проводится как аппаратными средствами, так и программно. Аппаратные средства включаются в состав основных функциональных блоков процессора, контроллера ввода\вывода, средств передачи. Программно контролируется память, выполнение отдельных операций. При появлении ошибки программно сохраняются промежуточные результаты и воспроизводится ситуация которая привела к ошибке. Она проверяется и отображается при необходимости на внешних устройствах. Все средства контроля принято условно делить на две составляющие: контроль передачи информации, контроль преобразования. Основным способом обнаружения при процедуре передачи считается сумма по модулю 2. К передаваемой информации добавляется 1, контрольный разряд (например девятый). Источник вырабатывает байты информации и схема контроля автоматически устанавливает 9 разряд в 1 или 0 в зависимости от передаваемого кода. При контроле по чету контрольный разряд должен иметь значение с учетом которого сумма по модулю 2 передаваемых разрядов 0. При контроле по нечету сумма по модулю 2 равна 1. В приемнике все 9 принятых разрядов вновь объединяются схемой суммы по модулю 2 и вновь сравниваются (чет\нечет). Возникает ошибка — передача приостанавливается. Сумма по модулю 2 позволяет обнаружить нечетные ошибки, исправить не может. Для исправления при передаче используют избыточные коды. Суть этого метода: двоичная информация представляется не полным двоичным кодом, а избыточным (кодом Хэмминга). В коде Хэмминга одна комбинация от следующей отличается не менее чем двумя разрядами (кодовое расстояние r=>2). Увеличение кодового расстояния ведет к росту разрядности передаваемого кода, поэтому такие кода называют избыточными. Коды Хэмминга в приемнике позволяют распознать испорченную информацию, восстановить ее. Восстановление — процедура замены принятого кода на ближайший код Хэмминга. Увеличение разрядности до 30-40%. Помимо кода Хэмминга применяют циклические коды. Они основаны на том же принципе увеличения кодового расстояния. В целом контролем передачи охвачены все цепи при передаче между процессором и внешними устройствами. Контроль передачи информации вводится всегда, если информация передается между памятью процессора и внешним устройством. Наиболее популярными способами являются контрольный разряд и сумма по модулю 2.

12.2.Контроль выполнения преобразований. Диагностика.

Эта сторона охватывает в основном непосредственно процессор и функциональные блоки процессора. Аналогично разделяется на обнаружение и обнаружение и исправление. Методы обнаружения: программные и аппаратные.

Программные методы контроля:

счет в 2-3 руки — т.е. повторный просчет со сравнением результатов. Основной недостаток — время выполнения значительно возрастает. Программные тестовые методы выполняются с переменными кодами (с изменяющимися) или постоянными кодами. В основе методов — решение контрольной задачи — заранее известные операнды — константы преобразуются на оборудовании и результат сравнивается с третьей константой (правильным результатом). При совпадении, выносится решение об отсутствии ошибок преобразования.

Дата добавления: 2014-01-11