Massdomain.ru

Хостинг и домены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Алгоритмы во внешней памяти. Базовые конструкции

Алгоритмы во внешней памяти. Базовые конструкции

Обычно оценка сложности рассматриваемых алгоритмов происходит в модели под названием RAM-машина [1] . Это означает, что у нас есть оперативная память, из которой мы можем читать и писать произвольную ячейку памяти за время элементарной операции. Таким образом время вычислительных операций и операций с памятью приравнивается, что сильно упрощает анализ.

Но в таком случае размер данных, с которыми мы работаем, должен помещаться в оперативную память. Предположим, что ее размер порядка [math]10-100[/math] GB, а обработать нужно порядка [math]10[/math] TB информации. Очевидно, что необходимо использовать какую-то внешнюю память, например — жесткий диск. Хотя диски существенно дешевле

оперативной памяти и имеют высокую емкость, они гораздо медленнее из-за механического построения считывания. Для сравнения, время обращения к оперативной памяти порядка [math]100[/math] ns, а к HDD — порядка [math]10[/math] ms ( [math]10^<-7>[/math] s и [math]10^<-2>[/math] s). Однако, основное время тратится на позиционирование головки жесткого диска, из-за чего разрыв в скорости последовательного чтения не такой большой. Из оперативной памяти можно читать со скоростью порядка [math]10[/math] GB/s, с HDD — порядка [math]100[/math] MB/s.

Из-за описанного выше, для оценки сложности алгоритмов во внешней памяти была предложена другая модель. Модель гласит следующее: существует какая-то внешняя память и процессор со своей внутренней памятью. Внутренняя память ограничена и имеет размер порядка [math]M[/math] машинных слов. Внешняя память считается безграничной в рамках рассматриваемой задачи, то есть имеет размер хотя бы порядка [math]N[/math] машинных слов, где [math]N[/math] — размер задачи. Чтение и запись из внешней памяти происходит блоками последовательных данных размера [math]B[/math] машинных слов. В качестве меры сложности принимается количество операций ввода-вывода, которые выполняет алгоритм, где одна операция ввода-вывода это либо чтение из внешней памяти одного блока размера [math]B[/math] , либо запись.

Читайте так же:
Максимальный размер жесткого диска

У данной модели есть один существенный недостаток: мы никак не учитываем время, которое тратится на вычисления, а считаем только обращения к диску. Из-за этого многие задачи в данной модели решаются быстрее, чем в модели с RAM-машиной. Например, прочитав какой-то блок, далее мы имеем право произвести экспоненциальный по сложности перебор, и это никак не будет учитываться. Поэтому нужно иметь в виду, что данная модель стремится эффективно использовать жесткий диск, а не балансировать между использованием процессора и жесткого диска.

Форм-фактор жесткого диска

На данный момент, широко распространены два форм-фактора жестких дисков – это 2,5 и 3,5 дюйма. Форм-фактором, в большей мере, определяются габариты жестких дисков. К слову, в жесткий диск 3,5”, помещается до 5-ти пластин накопителя, а в 2,5” – до 3-х пластин. Но в современных реалиях это не является преимуществом, так как разработчики определили для себя, что устанавливать более 2-ух пластин в обычные высокопроизводительные жесткие диски – не целесообразно. Хотя, форм-фактор 3,5” совсем не намерен сдаваться и по уровню спроса уверенно перевешивает 2,5” в десктопном сегменте.

То есть для настольной системы, пока есть смысл приобретать только 3,5”, так как среди преимуществ данного форм-фактора, можно отметить более низкую стоимость за гигабайт пространства, при большем объёме. Это достигается за счет большей, по размеру пластины, которая при одинаковой плотности записи вмещает больший объем данных нежели 2,5”. Традиционно, 2,5” всегда позиционировался как форм-фактор для ноутбуков, в большей мере благодаря своим габаритам.

Существуют и другие форм-факторы. К примеру, во многих портативных устройствах используются жесткие диски форм-фактора 1,8”, но на них мы детально останавливаться не будем.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Лучший внешний жесткий диск на 1 терабайт
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector