Статическая оперативная память - static random-access memory

Приложения

Как и все ОЗУ, DRAM и SRAM являются энергозависимыми и поэтому не могут использоваться для хранения «постоянных» данных, таких как операционные системы, или файлов данных, таких как изображения и электронные таблицы..

Наиболее распространенным применением SRAM является кэш-память процессора (CPU). В спецификациях процессора это указано как кэш-память второго уровня или кэш-память третьего уровня. Производительность SRAM действительно высокая, но SRAM дорогая, поэтому типичные значения кэш-памяти L2 и L3 составляют от 1 до 8 МБ.

Наиболее распространенное применение DRAM, такое как DDR3, — это энергозависимое хранилище для компьютеров. Хотя DRAM не такой быстрый, как SRAM, он по-прежнему очень быстрый и может подключаться непосредственно к шине ЦП. Типичные размеры DRAM составляют от 1 до 2 ГБ для смартфонов и планшетов и от 4 до 16 ГБ для ноутбуков.

История [ править ]

Полупроводниковый биполярный SRAM был изобретен в 1963 году Робертом Норманом в Fairchild Semiconductor. МОП SRAM был изобретен в 1964 году Джоном Шмидтом в Fairchild Semiconductor. Это была 64-битная MOS p-канальная SRAM.

В 1965 году Арнольд Фарбер и Юджин Шлиг, работающие в IBM, создали ячейку памяти с жестким подключением , используя затвор транзистора и защелку туннельного диода . Они заменили защелку двумя транзисторами и двумя резисторами , конфигурация, которая стала известна как ячейка Фарбера-Шлига. В 1965 году Бенджамин Агуста и его команда в IBM создали 16-битный кремниевый чип памяти на основе ячейки Фарбера-Шлига с 80 транзисторами, 64 резисторами и 4 диодами.

UML – Что это?

Проще говоря, если посмотреть картинки в поисковых системах, то станет понятно, что UML – это что-то про схемы, стрелочки и квадратики.

Есть несколько диаграмм, которые мы можем создать с помощью UML, и мы можем разделить их на две категории:

Поведенческая UML-диаграмма

Activity Diagram
Use Case Diagram
Interaction Overview Diagram
Timing Diagram
State Machine Diagram
Communication Diagram
Sequence Diagram

Структурная диаграмма UML

Class Diagram
Object Diagram
Component Diagram
Composite Structure Diagram
Deployment Diagram
Package Diagram
Profile Diagram

Я не буду вдаваться в подробности каждого типа диаграмм, потому что это будет слишком много для освещения в этом посте. К каждому типу диаграммы я привел ссылку для ознакомления.

В целом, UML — это хороший вариант для быстрого прототипирования идей и обсуждения их с коллегами.

Однако для документирования всей архитектуры приложения с использованием UML нам необходимо будет использовать несколько типов диаграмм. Кроме того, если мы пытаемся использовать одну единственную диаграмму классов для отображения всего приложения, у нас ничего не получится.

Примером правильного использования диаграммы классов UML является документирование шаблонов проектирования:

Выглядит замечательно! Он может выражать классы, интерфейсы, юзабилити и отношения наследования, данные и поведение. Он также лаконичен и удобен для чтения, а также потому, что он маленький, его также можно быстро нарисовать.

Однако приведенный ниже пример не очень полезен … Он очень большой, поэтому становится запутанным и трудным для понимания. Более того, на его создание уйдет так много времени, что когда мы закончим, он, вероятно, уже устареет, потому что кто-то в это время внес изменения в код.

Таким образом, мы можем и должны использовать UML, но он подходит только для конкретных ситуаций: для подробного описания шаблонов, небольших частей приложения или представлений приложения на довольно высоком уровне.

Но тогда остается вопрос: как нам оформить полную картину ?!

Операция SRAM [ править ]

Ячейка SRAM имеет три различных состояния: резервное (цепь простаивает), чтение (данные запрошены) или запись (обновление содержимого). SRAM, работающая в режиме чтения и записи, должна иметь «читаемость» и «стабильность записи» соответственно. Три разных состояния работают следующим образом:

Ожидание править

Если словарная шина не установлена, транзисторы доступа M ₅ и M ₆ отключают ячейку от битовых линий. Два перекрестно связанных инвертора, образованные M ₁ — M _4, будут продолжать усиливать друг друга, пока они подключены к источнику питания.

Чтение править

Теоретически для чтения требуется только подтверждение словарной шины WL и считывание состояния ячейки SRAM с помощью одного транзистора доступа и разрядной шины, например M ₆ , BL. Однако разрядные линии относительно длинные и имеют большую паразитную емкость . Для ускорения чтения на практике используется более сложный процесс: цикл чтения начинается с предварительной зарядки обеих битовых линий BL и BL до высокого (логическая 1 ) напряжения. Затем утверждение словарной шины WL включает оба транзистора доступа M ₅ и M ₆ , что вызывает небольшое падение напряжения одной разрядной шины BL. Тогда BL и BLлинии будут иметь небольшую разницу в напряжении между ними. Усилитель считывания определит, какая линия имеет более высокое напряжение, и, таким образом, определит, было ли сохранено 1 или . Чем выше чувствительность усилителя считывания, тем быстрее выполняется считывание. Чем мощнее NMOS, тем легче выполнить раскрытие. Поэтому разрядные шины традиционно предварительно заряжаются до высокого напряжения. Многие исследователи также пытаются выполнить предварительную зарядку при немного более низком напряжении, чтобы снизить энергопотребление.

Написание править

Цикл записи начинается с применения записываемого значения к битовым строкам. Если мы хотим записать , мы бы применили к битовым строкам, т.е. установили BL в 1 и BL в . Это похоже на применение импульса сброса к SR-защелке , который заставляет триггер менять состояние. 1 записывается путем инвертирования значений битовых строк. Затем утверждается WL, и значение, которое должно быть сохранено, фиксируется. Это работает, потому что драйверы ввода битовой линии разработаны так, чтобы быть намного сильнее, чем относительно слабые транзисторы в самой ячейке, поэтому они могут легко переопределить предыдущее состояние кросс-связанные инверторы. На практике доступ к NMOS-транзисторам M₅ и M ₆ должны быть сильнее, чем нижние NMOS (M ₁ , M ₃ ) или верхние PMOS (M ₂ , M ₄ ) транзисторы. Это легко получить, поскольку транзисторы PMOS намного слабее, чем NMOS, при том же размере. Следовательно, когда одна пара транзисторов (например, M ₃ и M ₄ ) лишь слегка отменяется процессом записи, напряжение затвора противоположной пары транзисторов (M ₁ и M ₂ ) также изменяется. Это означает, что транзисторы M ₁ и M ₂ легче переопределить и так далее. Таким образом, инверторы с перекрестной связью увеличивают процесс записи.

Поведение автобуса править

ОЗУ со временем доступа 70 нс будет выводить действительные данные в течение 70 нс с момента, когда адресные строки становятся действительными. Некоторые SRAM имеют «страничный режим», в котором слова страницы (256, 512 или 1024 слова) могут быть прочитаны последовательно со значительно более коротким временем доступа (обычно приблизительно 30 нс). Страница выбирается путем установки верхних адресных строк, а затем слова последовательно считываются путем пошагового перехода по нижним адресным строкам.

Подбираем оперативку для нового системника

Чтобы подобрать оперативную память к определенной компьютерной конфигурации, мы опишем ниже пример, из которого видно как легко можно подобрать ОЗУ к любой конфигурации ПК. Для примера мы возьмем такую новейшую конфигурацию на базе процессора Intel:

Процессор — Intel Core i7-6700K;
Материнская плата — ASRock H110M-HDS на чипсете Intel Н110;
Видеокарта — GIGABYTE GeForce GTX 980 Ti 6 ГБ GDDR5;
SSD — Kingston SSDNow KC400 на 1000 ГБ;
Блок питания — Chieftec A-135 APS-1000C мощностью 1000 Вт.

Чтобы подобрать оперативку для такой конфигурации, нужно перейти на официальную страницу материнской платы ASRock H110M-HDS — www.asrock.com/mb/Intel/H110M-HDS.

На странице можно найти строку «Supports DDR4 2133», которая гласит, что для материнской платы подходит оперативка с частотой 2133 MHz. Теперь перейдем в пункт меню «Specifications» на этой странице.

В открывшейся странице можно найти строку «Max. capacity of system memory: 32GB», которая гласит, что наша материнская плата поддерживает до 32 гигабайт ОЗУ. Из данных, которые мы получили на странице материнской платы можно сделать вывод, что для нашей системы приемлемым вариантом будет оперативка такого типа — два модуля памяти DDR4-2133 16 ГБ PC4-17000.

Мы специально указали два модуля памяти по 16 ГБ, а не один на 32, так как два модуля могут работать в двухканальном режиме.

Из примера видно, как легко можно узнать информацию по поводу рассматриваемого системника. Таким же образом подбирается оперативная память для всех остальных компьютерных конфигураций. Также хочется отметить, что на рассмотренной выше конфигурации можно запустить все новейшие игры с самыми высокими настройками графики.

Например, на этой конфигурации запустятся без проблем в разрешении 4K такие новые игры, как Tom Clancy’s The Division, Far Cry Primal, Fallout 4 и множество других, так как подобная система отвечает всем реалиям игрового рынка. Единственным ограничением для такой конфигурации будет ее цена. Примерная цена такого системника без монитора, включая два модуля памяти, корпус и комплектующие, описанные выше, составит порядка 2000 долларов.

Описание

В полупроводниковой микросхеме памяти каждый бит двоичных данных хранится в крошечной схеме, называемой ячейкой памяти, состоящей из одного или нескольких транзисторов . Ячейки памяти расположены прямоугольными массивами на поверхности микросхемы. 1-битные ячейки памяти сгруппированы в небольшие блоки, называемые словами , доступ к которым осуществляется вместе как один адрес памяти. Память производится с длиной слова, которая обычно является степенью двойки, обычно N = 1, 2, 4 или 8 бит.

Доступ к данным осуществляется с помощью двоичного числа, называемого адресом памяти, применяемого к адресным контактам микросхемы, который указывает, к какому слову в микросхеме необходимо получить доступ. Если адрес памяти состоит из M битов, количество адресов на микросхеме равно 2 M , каждый из которых содержит N битовых слов. Следовательно, количество данных, хранящихся в каждом чипе, составляет N 2 M бит. Емкость запоминающего устройства памяти M числа адресных линий задается 2 М , который, как правило , в силе двух: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 и 512 , и измеряется в килобитах , мегабитах , гигабит или терабит и т. д. По состоянию на 2014 год крупнейшие микросхемы полупроводниковой памяти хранят несколько гигабит данных, но постоянно разрабатываются модули памяти большей емкости. Комбинируя несколько интегральных схем, память может быть организована в большую длину слова и / или адресное пространство, чем то, что предлагает каждая микросхема, часто, но не обязательно, в степени двойки .

Две основные операции, выполняемые микросхемой памяти: « чтение », при котором содержимое данных слова памяти считывается (неразрушающим образом), и « запись », при котором данные сохраняются в слове памяти, заменяя любые данные, которые были ранее хранится там. Для увеличения скорости передачи данных в некоторых последних типах микросхем памяти, таких как DDR SDRAM , доступ к нескольким словам осуществляется при каждой операции чтения или записи.

Помимо автономных микросхем памяти, блоки полупроводниковой памяти являются неотъемлемыми частями многих компьютерных интегральных схем и схем обработки данных. Например, микропроцессорные микросхемы, на которых работают компьютеры, содержат кэш-память для хранения инструкций, ожидающих выполнения.

Дизайн

Шеститранзисторная ячейка CMOS SRAM

Типичная ячейка SRAM состоит из шести полевых МОП-транзисторов . Каждый бит в SRAM хранится на четырех транзисторах (M1, M2, M3, M4), которые образуют два инвертора с перекрестной связью. Эта ячейка памяти имеет два стабильных состояния, которые используются для обозначения и 1 . Два дополнительных транзистора доступа служат для управления доступом к ячейке памяти во время операций чтения и записи. В дополнение к такой шеститранзисторной (6T) SRAM, другие виды микросхем SRAM используют 4, 8, 10 (4T, 8T, 10T SRAM) или более транзисторов на бит. Четырехтранзисторная SRAM довольно распространена в автономных устройствах SRAM (в отличие от SRAM, используемой для кэшей ЦП), реализована в специальных процессах с дополнительным слоем поликремния , что позволяет использовать подтягивающие резисторы с очень высоким сопротивлением. Принципиальным недостатком использования 4T SRAM является повышенная из-за постоянного тока, протекающего через один из понижающих транзисторов.

Четырехтранзисторная SRAM обеспечивает преимущества в плотности за счет сложности производства. Резисторы должны иметь малые габариты и большие номиналы.

Иногда это используется для реализации более одного порта (для чтения и / или записи), что может быть полезно в определенных типах видеопамяти и регистровых файлов, реализованных с помощью многопортовой схемы SRAM.

Как правило, чем меньше транзисторов требуется на ячейку, тем меньше может быть каждая ячейка. Поскольку стоимость обработки кремниевой пластины относительно фиксирована, использование ячеек меньшего размера и, таким образом, размещение большего количества битов на одной пластине снижает стоимость одного бита памяти.

Возможны ячейки памяти, которые используют менее четырех транзисторов, но такие ячейки 3T или 1T являются DRAM, а не SRAM (даже так называемой 1T-SRAM ).

Доступ к ячейке обеспечивается словарной линией (WL на рисунке), которая управляет двумя транзисторами доступа M ₅ и M _6, которые, в свою очередь, определяют, должна ли ячейка быть подключена к битовым линиям: BL и BL. Они используются для передачи данных как для операций чтения, так и для записи. Хотя не обязательно иметь две битовые линии, как сигнал, так и его инверсия обычно предоставляются для улучшения запаса по шуму .

Во время доступа для чтения битовые линии активно управляются высокими и низкими уровнями инверторов в ячейке SRAM. Это улучшает полосу пропускания SRAM по сравнению с DRAM — в DRAM битовая линия подключена к накопительным конденсаторам, а разделение заряда заставляет битовую линию качаться вверх или вниз. Симметричная структура SRAM также позволяет использовать дифференциальную сигнализацию , что упрощает обнаружение небольших перепадов напряжения. Еще одно отличие DRAM, которое способствует ускорению SRAM, заключается в том, что коммерческие микросхемы принимают все биты адреса одновременно. Для сравнения, обычные DRAM имеют адрес, мультиплексированный на две половины, то есть старшие биты, за которыми следуют младшие биты, по тем же выводам корпуса, чтобы уменьшить их размер и стоимость.

Размер SRAM с m адресными строками и n строками данных составляет 2 m слов или 2 m × n бит. Чаще всего размер слова составляет 8 бит, что означает, что один байт может быть прочитан или записан в каждое из 2 м различных слов в микросхеме SRAM. Несколько общих микросхем SRAM имеют 11 адресных линий (таким образом, емкость 2 11 = 2048 = 2 k слов) и 8-битное слово, поэтому они упоминаются как «2k × 8 SRAM».

Размеры ячейки SRAM на ИС определяются минимальным размером элемента процесса, используемого для создания ИС.

Классификация и виды SDRAM в видеокартах

В новых видеокартах и в старых моделях используется тот же тип синхронной памяти SDRAM. В новых и устаревших моделях видеокарт наиболее часто используется такой тип видеопамяти:

GDDR2 SDRAM — пропускная способность составляет до 9,6 ГБ/с;
GDDR3 SDRAM — пропускная способность составляет до 156.6 ГБ/с;
GDDR5 SDRAM — пропускная способность составляет до 370 ГБ/с.

Чтобы узнать тип вашей видеокарты, объем ее ОЗУ и тип памяти, нужно воспользоваться бесплатной утилитой GPU-Z. Например, на изображении ниже изображено окно программы GPU-Z, в котором описаны характеристики видеокарты GeForce GTX 980 Ti.

На смену популярной сегодня GDDR5 SDRAM в ближайшем будущем придет GDDR5X SDRAM. Это новая классификация видеопамяти обещает поднять пропускную способность до 512 ГБ/с. Ответом на вопрос, чего хотят добиться производители от такой большой пропускной способности, достаточно прост. С приходом таких форматов, как 4K и 8K, а также VR устройств производительности нынешних видеокарт уже не хватает.

Потребность в новой сетевой архитектуре

Бурный рост числа мобильных устройств и контента, виртуализация серверов и появление облачных сервисов — одни из тенденций, побуждающих сетевую отрасль пересмотреть традиционные сетевые архитектуры. Многие традиционные сети имеют иерархическую структуру и состоят из ярусов коммутаторов Ethernet, организованных в виде древовидной структуры. Такая конструкция имела смысл, когда доминировали вычисления клиент-сервер, но такая статическая архитектура плохо подходит для динамических вычислений и потребностей хранения данных в современных корпоративных центрах обработки данных, университетских городках и средах операторов связи. Некоторые из ключевых тенденций в области вычислений, обусловливающих потребность в новой сетевой парадигме, включают:

Изменение схемы движения: В корпоративном центре обработки данных существенно изменились схемы трафика. В отличие от клиент-серверных приложений, в которых основная часть обмена данными происходит между одним клиентом и одним сервером, современные приложения обращаются к разным базам данных и серверам, создавая поток межмашинного трафика «восток-запад» перед возвратом данных в конец. пользовательское устройство в классической схеме движения «север-юг». В то же время пользователи меняют шаблоны сетевого трафика, стремясь получить доступ к корпоративному контенту и приложениям с любого типа устройства (включая собственное), подключаясь из любого места и в любое время. Наконец, многие руководители корпоративных центров обработки данных рассматривают модель служебных вычислений, которая может включать частное облако, общедоступное облако или их сочетание, что приведет к дополнительному трафику в глобальной сети.

«Ориентация на потребителя» ИТ: Пользователи все чаще используют мобильные личные устройства, такие как смартфоны, планшеты и ноутбуки, для доступа к корпоративной сети. ИТ-отделы вынуждены тщательно настраивать эти персональные устройства, одновременно защищая корпоративные данные и интеллектуальную собственность и соблюдая нормативные требования.

Рост облачных сервисов: Предприятия с энтузиазмом восприняли как публичные, так и частные облачные сервисы, что привело к беспрецедентному росту этих сервисов. Корпоративные бизнес-подразделения теперь хотят гибкого доступа к приложениям, инфраструктуре и другим ИТ-ресурсам по запросу и по выбору. Чтобы усложнить задачу, ИТ-планирование облачных сервисов должно осуществляться в среде повышенных требований к безопасности, соответствию и аудиту, наряду с реорганизацией, консолидацией и слияниями бизнеса, которые могут изменить предположения в мгновение ока. Предоставление самообслуживания, будь то в частном или общедоступном облаке, требует эластичного масштабирования вычислительных, хранилищ и сетевых ресурсов, в идеале с общей точки зрения и с помощью общего набора инструментов.

«Большие данные» означают большую пропускную способность: Обработка сегодняшних «больших данных» или мегабонентов данных требует массивной параллельной обработки на тысячах серверов, каждый из которых требует прямого подключения друг к другу. Рост количества мега-наборов данных способствует постоянному спросу на дополнительную пропускную способность сети в центре обработки данных. Операторы сетей гипермасштабируемых центров обработки данных сталкиваются с непростой задачей: масштабировать сеть до немыслимого размера и поддерживать возможность подключения «любой-к-любому» без поломки.

Энергопотребление в крупных центрах обработки данных: С появлением Интернета вещей , облачных вычислений и SaaS потребность в более крупных центрах обработки данных увеличила потребление энергии этими объектами. Многие исследователи улучшили энергоэффективность SDN, применяя существующие методы маршрутизации для динамической настройки уровня данных сети для экономии энергии. Также исследуются методы повышения энергоэффективности плоскости управления.

Немного теории

Аббревиатура ОЗУ расшифровывается как — оперативное запоминающее устройство. По сути, это оперативная память, которая в основном используется в ваших компьютерах. Принцип работы любого типа ОЗУ построен на хранении информации в специальных электронных ячейках. Каждая из ячеек имеет размер в 1 байт, то есть в ней можно хранить восемь бит информации. К каждой электронной ячейке прикрепляется специальный адрес. Этот адрес нужен для того, чтобы можно было обращаться к определенной электронной ячейке, считывать и записывать ее содержимое.

Также считывание и запись в электронную ячейку должна осуществляться в любой момент времени. В английском варианте ОЗУ — это RAM. Если мы расшифруем аббревиатуру RAM (Random Access Memory) — память произвольного доступа, то становится ясно, почему считывание и запись в ячейку осуществляется в любой момент времени.

Информация хранится и перезаписывается в электронных ячейках только тогда, когда ваш ПК работает, после его выключения вся информация, которая находится в ОЗУ, стирается. Совокупность электронных ячеек в современной оперативке может достигать объема от 1 ГБ до 32 ГБ. Типы ОЗУ, которые сейчас используются, носят название DRAM и SRAM.

Первая, DRAM представляет собой динамическую оперативную память, которая состоит из конденсаторов и транзисторов. Хранение информации в DRAM обусловлено наличием или отсутствием заряда на конденсаторе (1 бит информации), который образуется на полупроводниковом кристалле. Для сохранения информации этот вид памяти требует регенерации. Поэтому это медленная и дешевая память.
Вторая, SRAM представляет собой ОЗУ статического типа. Принцип доступа к ячейкам в SRAM основан на статическом триггере, который включает в себя несколько транзисторов. SRAM является дорогой памятью, поэтому используется, в основном, в микроконтроллерах и интегральных микросхемах, в которых объем памяти невелик. Это быстрая память, не требующая регенерации.

Архитектурные компоненты

Общий обзор программно-определяемой сетевой архитектуры.

В следующем списке определяются и объясняются архитектурные компоненты:

Приложение SDN: Приложения SDN — это программы, которые явно, напрямую и программно сообщают свои сетевые требования и желаемое сетевое поведение контроллеру SDN через северный интерфейс (NBI). Кроме того, они могут использовать абстрактное представление сети для своих внутренних целей принятия решений. Приложение SDN состоит из одной логики приложения SDN и одного или нескольких драйверов NBI. Приложения SDN могут сами предоставлять другой уровень абстрактного управления сетью, тем самым предлагая один или несколько NBI более высокого уровня через соответствующие агенты NBI.

SDN-контроллер: Контроллер SDN — это логически централизованный объект, отвечающий за (i) перевод требований с уровня приложения SDN на каналы данных SDN и (ii) обеспечение приложений SDN абстрактным представлением сети (которое может включать статистику и события) . Контроллер SDN состоит из одного или нескольких агентов NBI, логики управления SDN и драйвера интерфейса уровня данных управления (CDPI). Определение как логически централизованная сущность не предписывает и не исключает деталей реализации, таких как объединение нескольких контроллеров, иерархическое соединение контроллеров, интерфейсы связи между контроллерами, а также виртуализация или разделение сетевых ресурсов.

SDN Datapath: SDN Datapath — это логическое сетевое устройство, которое обеспечивает видимость и неоспоримый контроль над объявленными возможностями пересылки и обработки данных. Логическое представление может охватывать все или подмножество ресурсов физической подложки. SDN Datapath состоит из агента CDPI и набора из одного или нескольких механизмов пересылки трафика и нуля или нескольких функций обработки трафика. Эти механизмы и функции могут включать простую пересылку между внешними интерфейсами канала данных или функции внутренней обработки или завершения трафика. Один или несколько каналов передачи данных SDN могут содержаться в одном (физическом) сетевом элементе — интегрированной физической комбинации коммуникационных ресурсов, управляемых как единое целое. SDN Datapath также может быть определен для нескольких физических сетевых элементов. Это логическое определение не предписывает и не исключает деталей реализации, таких как логическое и физическое сопоставление, управление совместно используемыми физическими ресурсами, виртуализация или разделение SDN Datapath, взаимодействие с сетями без SDN, а также функциональные возможности обработки данных, которые могут включать уровень 4 OSI. -7 функций.

Управление SDN с интерфейсом плоскости данных (CDPI): SDN CDPI — это интерфейс, определенный между SDN Controller и SDN Datapath, который обеспечивает как минимум (i) программный контроль всех операций пересылки, (ii) объявление о возможностях, (iii) статистический отчет и (iv) уведомление о событиях. Одно из преимуществ SDN заключается в ожидании того, что CDPI будет реализован открытым, независимым от поставщика и совместимым способом.

SDN северные интерфейсы (NBI): SDN NBI — это интерфейсы между приложениями SDN и контроллерами SDN, которые обычно предоставляют абстрактные представления сети и позволяют напрямую выражать поведение и требования сети. Это может происходить на любом уровне абстракции (широта) и в различных наборах функций (долгота). Одно из преимуществ SDN заключается в ожидании того, что эти интерфейсы будут реализованы открытым, независимым от поставщика и совместимым образом.

Архитектура ПО

Мы учимся программировать и создаем классные приложения. Затем мы узнаем об архитектуре и о том, как сделать приложение поддерживаемым в течение нескольких лет…

Однако, когда нам нужно объяснить кому-то (новому разработчику, владельцу продукта, инвестору,…), как работает приложение, нам нужно нечто большее… нам нужна документация.

Но какие у нас есть варианты документации, которые могут выразить целые строительные блоки приложения и как это работает ?!

В этом посте я собираюсь написать о:

UML
4 + 1 Архитектурный вид модели
Отчеты о решениях по архитектуре
Модель C4
Диаграммы зависимостей
Карта приложения

Трехуровневая и n-уровневая системы

Так выглядит трехуровневая архитектура

Такие архитектуры обладают высокой масштабируемостью как по горизонтали, так и по вертикали. Реализация n-уровневой системы, как правило, обходится дороже, но обеспечивает высокую производительность. Поэтому она обычно применяется в крупных и комплексных программных решениях.

Этот подход можно сочетать с современной сервис-ориентированной архитектурой, чтобы создавать сложнейшие модели. Поскольку реализация может оказаться дорогостоящей с точки зрения времени и ресурсов, рекомендуется использовать его для сложных ПО, требующих производительности и масштабируемости.

Сервис-ориентированная архитектура (SOA)

Эта архитектурная модель состоит из компонентов и приложений, которые связываются друг с другом с помощью четко определенных сервисов.

Она состоит из 5 элементов:

сервисы (Services);
сервисная шина (Service Bus);
сервисный репозиторий (Service Repository );
безопасность SOA (SOA Security);
управление SOA (SOA Governance).

Клиент отправляет запрос с использованием стандартного протокола и формата данных по сети. Этот запрос обрабатывается ESB (enterprise service bus — сервисная шина предприятия), которая считается сердцем сервис-ориентированной архитектуры и отвечает за оркестровку и маршрутизацию. С помощью сервисного репозитория ESB направляет запрос в специальный сервис, который может взаимодействовать с другими сервисами и базами данных, чтобы составить полезную нагрузку (данные) ответа.

Полный вызов ответа на запрос согласуется с правилами управления и безопасности SOA для выполнения безопасной и корректной транзакции.

Как правило, сервисы делятся на два вида.

Атомарные сервисы (Atomic services) предоставляют функциональности, которые не подлежат дальнейшей декомпозиции.
Композиционные сервисы (Composite services) сочетают в себе несколько атомарных сервисов, чтобы предоставлять сложную составную функциональность.

2 ответа

— это тип памяти, который занимает 10-12 транзисторов для хранения одного бита. Для сравнения, Static RAM ( SRAM ) использует только 6 транзисторов для хранения одного бита, а Dynamic RAM ( DRAM ) берет один транзистор и конденсатор. Все эти типы памяти могут быть либо внутренними, либо внешними по отношению к ASIC. Одна из причин поместить все воспоминания на чипе, заключается в том, что их можно запускать с более высокими тактовыми частотами, чем при внешнем по отношению к чипу. Зачем выбирать один тип памяти над другим? Это связано с характеристиками памяти, SRAM можно получить доступ к каждому часу, DRAM требует периодического обновления, поэтому доступ к каждому часу невозможен, а предоставляет вам тройную возможность .

s являются масштабируемыми, если у вас есть место на чипе для их создания или контакты на упаковке для подключения к внешним. Проблема с заключается в том, что они принимают 2x пространство SRAM и 12x пробел DRAM . Не всегда имеет смысл использовать для тех же операций, что вы можете сделать их алгоритмически (хэш, * пытается) с другими типами памяти. Это сводится к компромиссу между эффективностью использования алгоритма и пространством на чипе, на котором можно выбрать. растет пропорционально размеру. Большинство больших s (более 2 М записей) теперь используют алгоритмические методы, чтобы экономить энергию можно достигнуты.

NAT /PAT — сложная функция, для которой обычно требуется процессор или сетевой процессор (NPU) для обработки исправлений. Общий поток пакетов для NAT — это первый пакет, идущий на CPU /NPU, и запись потока устанавливается в таблице потоков или таблице ACL с информацией о том, как переводить последующие пакеты в потоке. Существует несколько различных форм NAT /PAT, а также столько же способов оптимизации каждого из них в чипе. Самый простой NAT переписывает IP-адреса, и не беспокойтесь, если вы сломаете адреса, встроенные в полезную нагрузку, без исправлений.

Существует еще одна версия BRKARC-3466, которая была представлена на CiscoLive 2013 в Мельбурне, которая охватывает некоторые из идей высокого уровня поиска, которые отсутствуют в 2013 году в Орландо. Хорошая справочная книга по этой области Сетевая алгоритмика: междисциплинарный подход к проектированию быстрых сетевых устройств Джорджа Варгеза.

ASIC можно рассматривать как своего рода чип. Он обычно построен для того, чтобы что-то делать на оборудовании, которое в противном случае было бы сделано, это программное обеспечение. Таким образом, Cisco может создать ASIC для всего, что захочет. В зависимости от модели коммутатора имеется 1 или несколько ASIC. TCAM — это дизайн памяти, поскольку он обычно находится в системах шасси, он реализован как один из многих асик. TCAM используется для определенных функций поиска, таких как маршрутизация (CEF) или ACLS, поэтому, если ASIC не нужно выполнять такой поиск, он работает отдельно от TCAM. С другой стороны, ASIC, которые обрабатывают маркировку QoS, работают в перчатке с TCAM. В представленной ниже презентации cisco live обсуждаются некоторые компромиссы с дизайном и хорошее место, чтобы понять, что входит в дизайн коммутатора.

BRKARC-3466 — Изучая технику создания коммутатора (2013 Orlando), он содержит списки асик и большую общую информацию о дизайне коммутатора

Фон

Пример аппаратной архитектуры, интегрированной в портативное медицинское устройство для мониторинга диабета .

Компоновка подводной лодки с подробным описанием оборудования и функций.

До появления цифровых компьютеров в электронике и других инженерных дисциплинах использовались термины «система» и «аппаратное обеспечение» в том виде, в котором они используются до сих пор. Однако с появлением цифровых компьютеров и развитием программной инженерии как отдельной дисциплины часто возникала необходимость различать спроектированные аппаратные артефакты, программные артефакты и комбинированные артефакты.

Программируемый аппаратный артефакт, или машина, в которой отсутствует его компьютерная программа бессильна; даже как программный артефакт или программа одинаково бессильны, если их нельзя использовать для изменения последовательных состояний подходящей (аппаратной) машины. Однако аппаратная машина и ее программирование могут быть спроектированы для выполнения почти неограниченного числа абстрактных и физических задач. В рамках дисциплин компьютерной и программной инженерии (и, часто, других инженерных дисциплин, таких как коммуникации) термины аппаратное обеспечение, программное обеспечение и система стали различать аппаратное обеспечение, на котором выполняется компьютерная программа , программное обеспечение и аппаратное устройство. в комплекте со своей программой.

В аппаратном инженер или архитектор сделок (более или менее) исключительно с аппаратным устройством; в программное обеспечение инженер или архитектор сделок (более или менее) исключительно с программой; и системный инженер или системный архитектор несет ответственность за то, чтобы программа могла правильно работать в аппаратном устройстве, и что система, состоящая из двух объектов, способна должным образом взаимодействовать со своей внешней средой, особенно с пользователем, и выполнять свои предполагаемая функция.

Таким образом, архитектура оборудования — это абстрактное представление электронного или электромеханического устройства, способного запускать фиксированную или изменяемую программу.

Аппаратная архитектура обычно включает в себя некоторую форму аналогового, цифрового или гибридного электронного компьютера , а также электронных и механических датчиков и исполнительных механизмов. Аппаратный дизайн можно рассматривать как « схему разделения » или алгоритм , который учитывает все текущие и прогнозируемые требования системы и объединяет необходимые аппаратные компоненты в работоспособный набор четко ограниченных подсистем, в котором не больше частей, чем требуется. То есть это эксклюзивная, всеобъемлющая и исчерпывающая схема разделения . Основная цель разделения состоит в том, чтобы расположить элементы в аппаратных подсистемах таким образом, чтобы между ними было минимум электрических соединений и электронных коммуникаций. И в программном, и в аппаратном обеспечении хорошая подсистема обычно рассматривается как значимый « объект ». Более того, четкое распределение требований пользователя к архитектуре (аппаратному и программному обеспечению) обеспечивает эффективную основу для проверочных тестов требований пользователя в уже созданной системе.