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科技領域存儲器

發布時間: 2022-04-27 05:44:15

存儲器技術指標有哪四種

存儲器是具有「記憶」功能的設備,它用具有兩種穩定狀態的物理器件來表示二進制數碼 「0」和「1」,這種器件稱為記憶元件或記憶單元。記憶元件可以是磁芯,半導體觸發器、 MOS電路或電容器等。 位(bit)是二進制數的最基本單位,也是存儲器存儲信息的最小單位,8位二進制數稱為一 個位元組(Byte),可以由一個位元組或若干個位元組組成一個字(Word)在PC機中一般認為1個或2個位元組組成一個字。若干個憶記單元組成一個存儲單元,大量的存儲單元的集合組成一個 存儲體(MemoryBank)。為了區分存儲體內的存儲單元,必須將它們逐一進行編號,稱為地址。地址與存儲單元之間一一對應,且是存儲單元的唯一標志。應注意存儲單元的地址和它裡面存放的內容完全是兩 回事。 根據存儲器在計算機中處於不同的位置,可分為主存儲器和輔助存儲器。在主機內部,直接 與CPU交換信息的存儲器稱主存儲器或內存儲器。在執行期間,程序的數據放在主存儲器內。各個存儲單元的內容可通過指令隨機讀寫訪問的存儲器稱為隨機存取存儲器(RAM)。另一種存儲器叫只讀存儲器(ROM),裡面存放一次性寫入的程序或數據,僅能隨機讀出。RAM和ROM共同分享主存儲器的地址空間。RAM中存取的數據掉電後就會丟失,而掉電後ROM中 的數據可保持不變。因為結構、價格原因,主存儲器的容量受限。為滿足計算的需要而採用了大容量的輔助存儲 器或稱外存儲器,如磁碟、光碟等.存儲器的特性由它的技術參數來描述。 存儲容量:存儲器可以容納的二進制信息量稱為存儲容量。一般主存儲器(內存)容量在幾十K到幾十M位元組左右;輔助存儲器(外存)在幾百K到幾千M位元組。 存取周期:存儲器的兩個基本操作為讀出與寫入,是指將信息在存儲單元與存儲寄存器(MDR)之間進行讀寫。存儲器從接收讀出命令到被讀出信息穩定在MDR的輸出端為止的時間間隔,稱為取數時間TA;兩次獨立的存取操作之間所需的最短時間稱為存儲周期TMC。半導 體存儲器的存取周期一般為60ns-100ns。 存儲器的可*性:存儲器的可*性用平均故障間隔時間MTBF來衡量。MTBF可以理解為兩次故障之間的平均時間間隔。MTBF越長,表示可*性越高,即保持正確工作能力越強。 性能價格比:性能主要包括存儲器容量、存儲周期和可*性三項內容。性能價格比是一個綜合性指標,對於不同的存儲器有不同的要求。對於外存儲器,要求容量極大,而對緩沖存儲器則要求速度非常快,容量不一定大。因此性能/價格比是評價整個存儲器系統很重要的 指標。

⑵ 光碟存儲器有哪些

光碟存儲器是一種採用光存儲技術存儲信息的存儲器,它採用聚焦激光束在盤式介質上非接觸地記錄高密度信息,以介質材料的光學性質(如反射率、偏振方向)的變化來表示所存儲信息的「1」或「0」。由於光碟存儲器容量大、價格低、攜帶方便及交換性好等特點,已成為計算機中一種重要的輔助存儲器,也是現代多媒體計算機MPC不可或缺的存儲設備。

光存儲技術源於20世紀70年代。1972年,Philips公司設計出世界上第一個能播放模擬電視信號的光碟系統。1978年,世界上第一台商品化的激光視盤機(Laser vision,LV)由Philips推出,其原理是仿效聲音唱片的形式,把圖像和伴音信號記錄在圓盤上,用激光束檢測盤上記錄的信息,將其轉換成電信號,經處理後還原成視頻和音頻信號,由電視機顯示圖像和發出聲音。1981年,Philips公司和Sony公司攜手推出了數字激光唱盤(Compact Disc-Didital Audio,即CD-DA),並為此制定了光碟技術領域非常重要的基礎性技術文件——《紅皮書標准》。

1985年,Philips和Sony的研究人員在經過幾年的努力後終於解決了光碟上只能記錄數字音樂信息,而不能記錄計算機文件信息的問題。具體來說就是解決如何在光碟上劃分地址,以便計算機系統可以根據地址編號隨時存取數據的問題和降低光碟數據存取誤碼率問題。為此他們公布了在光碟上記錄計算數據的《黃皮書標准》。後來國際標准化組織ISO又對該標准進行了完善,發布了ISO9660標准。這樣,CD-ROM便進入了計算機,並很快得到了廣泛的應用,CD-ROM已成為現代多媒體計算機中標准配置之一。隨後,研究人員們一方面努力提高CD-ROM的讀取速度,由最初的2倍速、4倍速(MPC3標准)發展到今天的52倍速;另一方面又進一步推出了用於計算機中可讀寫的光碟和DVD等,鞏固和確立了光碟存儲器在計算機輔助存儲器中的重要地位。

1. 光碟存儲器的分類

按光碟可擦寫性分類主要包括只讀型光碟和可擦寫型光碟。

只讀型光碟所存儲的信息是由光碟製造廠家預先用模板一次性將信息寫入,以後只能讀出數據而不能再寫入任何數據。按照碟片內容所採用的數據格式的不同,又可以將碟片分為CD-DA、CD-I、Video-CD、CD-ROM、DVD等。

可擦寫型光碟是由製造廠家提供空碟片,用戶可以使用刻錄光碟機將自己的數據刻寫到光碟上,它包括CD-R、CD-RW和相變光碟及磁光碟等。

常見的光碟種類、功能及相關標准見如下表。

光碟種類 數據容量 執行標准 出現時間 功能說明
CD-DA 最大播放音樂時長74分鍾 紅皮書 1982年 CD系列光碟的始祖,由Philips和Sony於1982年正式發布,主要用於音樂存儲。
CD-ROM 存儲650MB計算機數據 黃皮書 1985年 由Philips和Sony聯合制定,定義了存儲計算機數據的規范,規定了地址數據結構、數據糾錯、扇區大小等,使光存儲進入計算機領域。
CD-I 760MB 綠皮書 1986年 Philips和Sony針對消費電子市場推出的一種互動式多媒體數據存儲格式,使之能同步播放聲音、影像及其它如文字信息等。
CD-R 700MB 橙皮書 1992年 一次刻錄型的光碟片,不管數據是否填滿碟片,只能寫入一次,即使還剩餘空間,也不能再寫。
CD-RW 700MB 橙皮書的第三部分 1996年 刻錄方式與CD-R相同,區別是其可以擦除和重復寫入,CD-RW驅動器完全兼容CD-R碟片。
Video CD 70分鍾MPEG1格式數據 白皮書 1993年 可存儲按MPEG1格式壓縮的視頻和音頻信息,主要應用播放電影等。
DVD 存儲高達17GB數據 ISO/IEC
16448 1996年 全稱是數字視盤(Digital Video Disk),將計算機和家庭娛樂融合起來,DVD驅動器可以識別各種CD碟片,已有取代CD-ROM之勢。

2. CD-ROM

標准CD-ROM碟片的直徑為120mm,中心裝卡孔徑為15mm,厚度為1.2mm,重量約14~18g,其基質由樹酯(如聚碳酸酯)製成,數據信息以一系列微凹坑的樣式刻錄在光碟表面上。CD-ROM光碟在製作時,首先用精密聚焦的高強度激光束製造一個母盤,然後以母盤作為模板壓印出聚碳酸酯的復製品,再在凹坑表面上鍍一層高反射材料(鋁或金),最後在這外層上塗—層丙烯酸樹酯以防灰塵或劃傷。如圖5-35所示。

圖5-35 CD-ROM的組成結構
CD-ROM是通過安裝在光碟驅動器內的激光頭來讀取碟片上的信息的。當碟片轉動並經過激光頭時,激光頭能產生可以穿過透明的聚碳酸酯層的低強度激光束。激光束照射到碟片的不同區域時,反射的激光強度發生變化。具體來說,當激光束照射在凹坑上時,由於凹坑表面有些不平,光被散射,反射回的光強度變低。凹坑之間的區域稱為台(1and),台的表面光滑平坦,反射回的光強度高。光感測器將檢測到的這種光強變化轉換成數字信號。感測器以固定的間隔檢測盤表面,一個凹坑的開始或結束表示存儲了一位二進制「1」;間隔之間無標高變動出現時,記錄的是「0」。

CD-ROM與磁碟在數據記錄方式上有所不同。磁碟是由一個個同心圓的磁軌組成。而CD-ROM卻不同,它是在整個盤面上只有一條螺旋式軌道,由靠近中心處開始,逐圈向外旋轉直到盤的外沿。靠外的扇區與靠內的扇區具有相同的長度,於是,按同樣大小的段分組的信息可以均勻分布在整個盤上。

CD-ROM的數據存儲也是以塊為單位進行組織的。典型的塊格式如圖5-36所示。它由下列欄位組成。
·Sync:同步欄位,標志一個塊的開始。由12個位元組組成,第1個位元組為全0,第2-11個位元組為全1,第12個位元組為全0。
·ID:標識欄位,包含塊地址和模式位元組。模式0表示一個空的數據域,模式1表示使用糾錯碼和2048位元組的數據,模式2表示不帶糾錯碼的2336個位元組的用戶數據。
·Data:用戶數據域。
·Auxiliary:此輔助域在模式2下是附加用戶數據,在模式1下是288位元組的糾錯碼。

圖5-36 CD-ROM數據塊格式
CD-ROM是通過專門的CD-ROM驅動器(即通常所說的光碟機)來進行讀操作的。CD-ROM驅動器一方面完成對光碟的讀操作,另一方面與主機相介面。常見的CD-ROM驅動器介面標准主要有三種:

(1)專用介面
由各CD-ROM驅動器生產廠家提供的專用介面卡將CD-ROM與主機連接起來。目前專用介面正逐步被取代。
(2)IDE(EIDE)介面
IDE介面的CD-ROM驅動器直接插在計算機主板上的IDE或EIDE插口上,無需配置匯流排介面卡,這也是目前微型計算機中普遍採用的一種介面方式。
(3)SCSI介面
SCSI(Small Computer System Interface,小型計算機系統介面)是目前比較流行的輸入輸出介面標准,相對來說,SCSI介面比IDE介面速度更快。
3. CD-R

CD-R(Compact Disk Recordable)是一種一次寫、多次讀的可刻錄光碟系統,它由CD-R碟片和刻錄光碟機組成。

CD-R光碟與普通CD-ROM光碟在外觀尺寸、記載數據的方式等方面是相同的,也同樣是利用激光束的反射原理來讀取信息。但與CD-ROM不同的是,在CD-R光碟表面除了含有聚碳酸酯層、反射層和丙烯酸樹酯保護層外,另外還在聚碳酸酯層和反射層之間加上了一個有機染料記錄層。

當使用CD-R刻錄光碟機對空白碟片進行刻錄時,是將寫激光束照射到有機染料記錄層上,激光照射時產生的熱量將有機染料燒熔,並使其產生光痕。光痕會使今後讀激光束改變光的反射率,從而達到一次刻錄改寫信息的目的。

4. CD-RW

CD-RW(Compact Disk ReWritable)光存儲系統是在CD-R基礎上進一步發展起來的,是一種多次寫、多次讀的可重復擦寫的光存儲系統。

CD-RW光碟結構與CD-ROM基本相同,只是在碟片中增加了可改寫的染色層。讀寫數據採用相變(phase change)技術。相變技術利用物質的狀態變化進行數據的讀、寫和擦除。CD-RW碟片內部鍍上一層一定厚度的薄膜即相變記錄層。相變記錄層由一種銀合金材料組成,隨加熱溫度的不同,它可以形成晶體,也可以形成非晶體。因此,適當調整加熱溫度就可以自由地控制記錄層的結晶狀態。在晶體狀態中原子整齊排列,光反射率高;相反,在非晶體狀態中原子排列不整齊,光反射率低。對CD-RW的讀、寫和擦除正是利用光反射率的這種變化來實現。由於材料的因素,晶體狀態改變的次數有限,也使得CD-RW碟片的擦寫次數有限。

CD-RW碟片中的相變記錄層的記錄膜在出廠時處於晶體狀態,寫入時用強的激光束照射使之變為非晶體狀態,如果此時中止激光照射,記錄膜溫度急劇下降,寫入數據的區域便穩定在非結晶狀態,數據被寫入。讀出時用弱的激光束照射記錄區,並根據反射光的反射率判別是0還是1。僅用弱光照射時記錄膜記錄的數據不會被破壞,這與普通光碟機讀取光碟的原理是一樣的。在擦除數據時,用中等強度的激光束照射記錄膜,使其溫度上升少許,記錄膜又返回晶體狀態,數據被擦除。

對CD-RW碟片的讀寫操作是通過CD-RW刻錄機完成的。目前的CD-RW刻錄機兼容CD-ROM和CD-R碟片,它分為內置式和外置式兩種。在與主機介面上,內置式刻錄機主要通過IDE、SCSI等介面連接,而外置式刻錄機通過計算機的外部並行介面連接。

5. DVD

DVD的英文全名是Digital Video Disk,即數字視頻光碟。DVD不僅僅用來存儲視頻數據,還可以用來存儲其它類型的數據,因此DVD又為 Digital Versatile Disk,即數字通用盤,是一種能夠保存視頻、音頻和計算機數據的容量更大、運行速度更快的採用了MPEG2壓縮標準的光碟。

DVD採用了類似CD-ROM的技術,但是可以提供更高的存儲容量。從表面上看,DVD碟片與CD-ROM碟片很相似,其直徑為80mm或120mm,厚度為1.2mm。但實質上,兩者之間有本質的差別。相對於CD-ROM光碟650MB的存儲容量,DVD光碟的存儲容量可以高達17GB。另外在讀盤速度方面,CD-ROM的單倍速傳輸速度是150KB/s,而DVD的單倍速傳輸速度是1358KB/s。

如圖5­-37是DVD和CD-ROM碟片數據記錄道和凹坑情況的比較。從圖中可以看出,CD-ROM 盤的道間距為1.6μm,而DVD盤的道間距為0.74μm;CD-ROM盤的最小凹坑為0.83μm,而DVD盤的最小凹坑為0. 4μm。DVD碟片的道密度和凹坑密度都遠高於CD碟片。單從這兩方面的改進,就使DVD的單片單層容量提高到CD-ROM的7倍多,可達4.7GB。

圖5­-37 DVD盤與CD盤的凹坑密度比較
DVD碟片分為單面單層、單面雙層、雙面單層和雙面雙層四種物理結構。因此,可以將DVD碟片分為四種規格,分別是DVD-5、DVD-9、DVD-10和DVD-18,它們的容量分別如下表5-7所示。
表5-7 四種DVD碟片比較

碟片類型 碟片直徑 面數/層數 容量
DVD-5 12cm 單面單層 4.7GB
DVD-9 12cm 單面雙層 8.5GB
DVD-10 12cm 雙面單層 9.4GB
DVD-18 12cm 雙面雙層 17GB

⑶ 簡要介紹下計算機存儲器的發展

計算機怎麼是這樣一個驚人的小配件? 對許多人他們可以’ t是,因此驚奇關於怎樣計算機改變了我們居住的方式。 計算機在許多大小和形狀可能現在被發現。 幾乎每家電似乎有他們被找出的自己的微型計算機某處。 從汽車到大廈對幾乎每個小配件有,每一個大多時間有計算機工作做他們跑和改變我們居住生活的方式。

首要,計算機的最重要的組分是它的處理器。 它被認為做所有計算和處理計算機的心臟。 但與所有處理的那計算和,計算機贏取了’ t是這樣一個卓越的小配件如果不為它驚人的記憶。 計算機存儲器使成為可能保留重要信息關於計算機。 可以再次使用這樣數據和被檢索當有些存儲的數據是需要的時。 不用計算機存儲器,處理器在哪裡不會有設施存放它的,從而使他們的重要演算和過程無用。

有分配的計算機存儲器的不同的類型存放數據的不同的類型。 當它來到存放必要的數據在計算機裡面時,他們也有不同的能力和專業。 最響譽的計算機存儲器是RAM,否則通認作為隨機存取存儲器。 它稱隨機存取,因為所有存儲的數據可以直接地訪問,如果您知道相交某一存儲單元的確切的列和專欄。 在計算機存儲器的這個類型,數據可以按任何順序訪問。 RAM ’ s確切在對面稱SAM或串列存取記憶,存放數據參加一系列存儲單元可能按順序只訪問。 它經營很象盒式磁帶,您必須審閱其他存儲單元在訪問您尋找的數據之前。

計算機存儲器的其他類型包括ROM或只讀存儲器。 ROM是集成電路已經編程以不可能修改或改變的具體數據,因此僅命名“讀的”。 也有計算機存儲器叫的虛擬內存的另一個類型。 記憶的這個類型是一個共同的組分在多數操作系統和桌面。 它幫助計算機RAM釋放以未使用的應用做方式為裝載使用的當前應用。 它在計算機’ s硬碟簡單地運作在檢查在RAM存放的數據旁邊最近不使用並且安排它被存放,從而釋放可貴的空間在RAM為裝載其他應用。 一個虛擬內存將做一台計算機認為它有幾乎無限的RAM在它裡面。

的計算機存儲器的另一個類型使計算機處理任務更加快速是什麼稱高速緩沖存儲器。 高速緩沖存儲器簡單地運作在有旁邊當前應用、在它的記憶存放的演算和過程而不是直接地到主要儲藏區域。 當某一過程是需要早先半新的數據,它首先將設法訪問高速緩沖存儲器,如果這樣數據在訪問中央記憶貯存區之前被存放那裡。 這從尋找數據在一個更大和更大的記憶貯存區釋放計算機並且使數據提取更加快速。 計算機存儲器在發展一個恆定的狀態,當技術越來越被開發。 誰知道,計算機存儲器也許為人的消耗量也在不久將來可能適合。

⑷ 存儲器的發展史

存儲器設備發展

1.存儲器設備發展之汞延遲線

汞延遲線是基於汞在室溫時是液體,同時又是導體,每比特數據用機械波的波峰(1)和波谷(0)表示。機械波從汞柱的一端開始,一定厚度的熔融態金屬汞通過一振動膜片沿著縱向從一端傳到另一端,這樣就得名「汞延遲線」。在管的另一端,一感測器得到每一比特的信息,並反饋到起點。設想是汞獲取並延遲這些數據,這樣它們便能存儲了。這個過程是機械和電子的奇妙結合。缺點是由於環境條件的限制,這種存儲器方式會受各種環境因素影響而不精確。

1950年,世界上第一台具有存儲程序功能的計算機EDVAC由馮.諾依曼博士領導設計。它的主要特點是採用二進制,使用汞延遲線作存儲器,指令和程序可存入計算機中。

1951年3月,由ENIAC的主要設計者莫克利和埃克特設計的第一台通用自動計算機UNIVAC-I交付使用。它不僅能作科學計算,而且能作數據處理。

2.存儲器設備發展之磁帶

UNIVAC-I第一次採用磁帶機作外存儲器,首先用奇偶校驗方法和雙重運算線路來提高系統的可靠性,並最先進行了自動編程的試驗。

磁帶是所有存儲器設備發展中單位存儲信息成本最低、容量最大、標准化程度最高的常用存儲介質之一。它互換性好、易於保存,近年來,由於採用了具有高糾錯能力的編碼技術和即寫即讀的通道技術,大大提高了磁帶存儲的可靠性和讀寫速度。根據讀寫磁帶的工作原理可分為螺旋掃描技術、線性記錄(數據流)技術、DLT技術以及比較先進的LTO技術。

根據讀寫磁帶的工作原理,磁帶機可以分為六種規格。其中兩種採用螺旋掃描讀寫方式的是面向工作組級的DAT(4mm)磁帶機和面向部門級的8mm磁帶機,另外四種則是選用數據流存儲技術設計的設備,它們分別是採用單磁頭讀寫方式、磁帶寬度為1/4英寸、面向低端應用的Travan和DC系列,以及採用多磁頭讀寫方式、磁帶寬度均為1/2英寸、面向高端應用的DLT和IBM的3480/3490/3590系列等。

磁帶庫是基於磁帶的備份系統,它能夠提供同樣的基本自動備份和數據恢復功能,但同時具有更先進的技術特點。它的存儲容量可達到數百PB,可以實現連續備份、自動搜索磁帶,也可以在驅動管理軟體控制下實現智能恢復、實時監控和統計,整個數據存儲備份過程完全擺脫了人工干涉。

磁帶庫不僅數據存儲量大得多,而且在備份效率和人工佔用方面擁有無可比擬的優勢。在網路系統中,磁帶庫通過SAN(Storage Area Network,存儲區域網路)系統可形成網路存儲系統,為企業存儲提供有力保障,很容易完成遠程數據訪問、數據存儲備份或通過磁帶鏡像技術實現多磁帶庫備份,無疑是數據倉庫、ERP等大型網路應用的良好存儲設備。

3.存儲器設備發展之磁鼓

1953年,隨著存儲器設備發展,第一台磁鼓應用於IBM 701,它是作為內存儲器使用的。磁鼓是利用鋁鼓筒表面塗覆的磁性材料來存儲數據的。鼓筒旋轉速度很高,因此存取速度快。它採用飽和磁記錄,從固定式磁頭發展到浮動式磁頭,從採用磁膠發展到採用電鍍的連續磁介質。這些都為後來的磁碟存儲器打下了基礎。

磁鼓最大的缺點是利用率不高, 一個大圓柱體只有表面一層用於存儲,而磁碟的兩面都利用來存儲,顯然利用率要高得多。 因此,當磁碟出現後,磁鼓就被淘汰了。

4.存儲器設備發展之磁芯

美國物理學家王安1950年提出了利用磁性材料製造存儲器的思想。福雷斯特則將這一思想變成了現實。

為了實現磁芯存儲,福雷斯特需要一種物質,這種物質應該有一個非常明確的磁化閾值。他找到在新澤西生產電視機用鐵氧體變換器的一家公司的德國老陶瓷專家,利用熔化鐵礦和氧化物獲取了特定的磁性質。

對磁化有明確閾值是設計的關鍵。這種電線的網格和芯子織在電線網上,被人稱為芯子存儲,它的有關專利對發展計算機非常關鍵。這個方案可靠並且穩定。磁化相對來說是永久的,所以在系統的電源關閉後,存儲的數據仍然保留著。既然磁場能以電子的速度來閱讀,這使互動式計算有了可能。更進一步,因為是電線網格,存儲陣列的任何部分都能訪問,也就是說,不同的數據可以存儲在電線網的不同位置,並且閱讀所在位置的一束比特就能立即存取。這稱為隨機存取存儲器(RAM),在存儲器設備發展歷程中它是互動式計算的革新概念。福雷斯特把這些專利轉讓給麻省理工學院,學院每年靠這些專利收到1500萬~2000萬美元。

最先獲得這些專利許可證的是IBM,IBM最終獲得了在北美防衛軍事基地安裝「旋風」的商業合同。更重要的是,自20世紀50年代以來,所有大型和中型計算機也採用了這一系統。磁芯存儲從20世紀50年代、60年代,直至70年代初,一直是計算機主存的標准方式。

5.存儲器設備發展之磁碟

世界第一台硬碟存儲器是由IBM公司在1956年發明的,其型號為IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)。這套系統的總容量只有5MB,共使用了50個直徑為24英寸的磁碟。1968年,IBM公司提出「溫徹斯特/Winchester」技術,其要點是將高速旋轉的磁碟、磁頭及其尋道機構等全部密封在一個無塵的封閉體中,形成一個頭盤組合件(HDA),與外界環境隔絕,避免了灰塵的污染,並採用小型化輕浮力的磁頭浮動塊,碟片表面塗潤滑劑,實行接觸起停,這是現代絕大多數硬碟的原型。1979年,IBM發明了薄膜磁頭,進一步減輕了磁頭重量,使更快的存取速度、更高的存儲密度成為可能。20世紀80年代末期,IBM公司又對存儲器設備發展作出一項重大貢獻,發明了MR(Magneto Resistive)磁阻磁頭,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得碟片的存儲密度比以往提高了數十倍。1991年,IBM生產的3.5英寸硬碟使用了MR磁頭,使硬碟的容量首次達到了1GB,從此,硬碟容量開始進入了GB數量級。IBM還發明了PRML(Partial Response Maximum Likelihood)的信號讀取技術,使信號檢測的靈敏度大幅度提高,從而可以大幅度提高記錄密度。

目前,硬碟的面密度已經達到每平方英寸100Gb以上,是容量、性價比最大的一種存儲設備。因而,在計算機的外存儲設備中,還沒有一種其他的存儲設備能夠在最近幾年中對其統治地位產生挑戰。硬碟不僅用於各種計算機和伺服器中,在磁碟陣列和各種網路存儲系統中,它也是基本的存儲單元。值得注意的是,近年來微硬碟的出現和快速發展為移動存儲提供了一種較為理想的存儲介質。在快閃記憶體晶元難以承擔的大容量移動存儲領域,微硬碟可大顯身手。目前尺寸為1英寸的硬碟,存儲容量已達4GB,10GB容量的1英寸硬碟不久也會面世。微硬碟廣泛應用於數碼相機、MP3設備和各種手持電子類設備。

另一種磁碟存儲設備是軟盤,從早期的8英寸軟盤、5.25英寸軟盤到3.5英寸軟盤,主要為數據交換和小容量備份之用。其中,3.5英寸1.44MB軟盤占據計算機的標准配置地位近20年之久,之後出現過24MB、100MB、200MB的高密度過渡性軟盤和軟碟機產品。然而,由於USB介面的快閃記憶體出現,軟盤作為數據交換和小容量備份的統治地位已經動搖,不久會退出存儲器設備發展歷史舞台。

6. 存儲器設備發展之光碟

光碟主要分為只讀型光碟和讀寫型光碟。只讀型指光碟上的內容是固定的,不能寫入、修改,只能讀取其中的內容。讀寫型則允許人們對光碟內容進行修改,可以抹去原來的內容,寫入新的內容。用於微型計算機的光碟主要有CD-ROM、CD-R/W和DVD-ROM等幾種。

上世紀60年代,荷蘭飛利浦公司的研究人員開始使用激光光束進行記錄和重放信息的研究。1972年,他們的研究獲得了成功,1978年投放市場。最初的產品就是大家所熟知的激光視盤(LD,Laser Vision Disc)系統。

從LD的誕生至計算機用的CD-ROM,經歷了三個階段,即LD-激光視盤、CD-DA激光唱盤、CD-ROM。下面簡單介紹這三個存儲器設備發展階段性的產品特點。

LD-激光視盤,就是通常所說的LCD,直徑較大,為12英寸,兩面都可以記錄信息,但是它記錄的信號是模擬信號。模擬信號的處理機制是指,模擬的電視圖像信號和模擬的聲音信號都要經過FM(Frequency Molation)頻率調制、線性疊加,然後進行限幅放大。限幅後的信號以0.5微米寬的凹坑長短來表示。

CD-DA激光唱盤 LD雖然取得了成功,但由於事先沒有制定統一的標准,使它的開發和製作一開始就陷入昂貴的資金投入中。1982年,由飛利浦公司和索尼公司制定了CD-DA激光唱盤的紅皮書(Red Book)標准。由此,一種新型的激光唱盤誕生了。CD-DA激光唱盤記錄音響的方法與LD系統不同,CD-DA激光唱盤系統首先把模擬的音響信號進行PCM(脈沖編碼調制)數字化處理,再經過EMF(8~14位調制)編碼之後記錄到盤上。數字記錄代替模擬記錄的好處是,對干擾和雜訊不敏感,由於盤本身的缺陷、劃傷或沾污而引起的錯誤可以校正。

CD-DA系統取得成功以後,使飛利浦公司和索尼公司很自然地想到利用CD-DA作為計算機的大容量只讀存儲器。但要把CD-DA作為計算機的存儲器,還必須解決兩個重要問題,即建立適合於計算機讀寫的盤的數據結構,以及CD-DA誤碼率必須從現有的10-9降低到10-12以下,由此就產生了CD-ROM的黃皮書(Yellow Book)標准。這個標準的核心思想是,盤上的數據以數據塊的形式來組織,每塊都要有地址,這樣一來,盤上的數據就能從幾百兆位元組的存儲空間上被迅速找到。為了降低誤碼率,採用增加一種錯誤檢測和錯誤校正的方案。錯誤檢測採用了循環冗餘檢測碼,即所謂CRC,錯誤校正採用里德-索洛蒙(Reed Solomon)碼。黃皮書確立了CD-ROM的物理結構,而為了使其能在計算機上完全兼容,後來又制定了CD-ROM的文件系統標准,即ISO 9660。

在上世紀80年代中期,光碟存儲器設備發展速度非常快,先後推出了WORM光碟、磁光碟(MO)、相變光碟(Phase Change Disk,PCD)等新品種。20世紀90年代,DVD-ROM、CD-R、CD-R/W等開始出現和普及,目前已成為計算機的標准存儲設備。

光碟技術進一步向高密度發展,藍光光碟是不久將推出的下一代高密度光碟。多層多階光碟和全息存儲光碟正在實驗室研究之中,可望在5年之內推向市場。

7.存儲器設備發展之納米存儲

納米是一種長度單位,符號為nm。1納米=1毫微米,約為10個原子的長度。假設一根頭發的直徑為0.05毫米,把它徑向平均剖成5萬根,每根的厚度即約為1納米。與納米存儲有關的主要進展有如下內容。

1998年,美國明尼蘇達大學和普林斯頓大學制備成功量子磁碟,這種磁碟是由磁性納米棒組成的納米陣列體系。一個量子磁碟相當於我們現在的10萬~100萬個磁碟,而能源消耗卻降低了1萬倍。

1988年,法國人首先發現了巨磁電阻效應,到1997年,採用巨磁電阻原理的納米結構器件已在美國問世,它在磁存儲、磁記憶和計算機讀寫磁頭等方面均有廣闊的應用前景。

2002年9月,美國威斯康星州大學的科研小組宣布,他們在室溫條件下通過操縱單個原子,研製出原子級的硅記憶材料,其存儲信息的密度是目前光碟的100萬倍。這是納米存儲材料技術研究的一大進展。該小組發表在《納米技術》雜志上的研究報告稱,新的記憶材料構建在硅材料表面上。研究人員首先使金元素在硅材料表面升華,形成精確的原子軌道;然後再使硅元素升華,使其按上述原子軌道進行排列;最後,藉助於掃瞄隧道顯微鏡的探針,從這些排列整齊的硅原子中間隔抽出硅原子,被抽空的部分代表「0」,餘下的硅原子則代表「1」,這就形成了相當於計算機晶體管功能的原子級記憶材料。整個試驗研究在室溫條件下進行。研究小組負責人赫姆薩爾教授說,在室溫條件下,一次操縱一批原子進行排列並不容易。更為重要的是,記憶材料中硅原子排列線內的間隔是一個原子大小。這保證了記憶材料的原子級水平。赫姆薩爾教授說,新的硅記憶材料與目前硅存儲材料存儲功能相同,而不同之處在於,前者為原子級體積,利用其製造的計算機存儲材料體積更小、密度更大。這可使未來計算機微型化,且存儲信息的功能更為強大。

以上就是本文向大家介紹的存儲器設備發展歷程的7個關鍵時期

⑸ 常見的非易失性存儲器有哪幾種

常見的非易失性存儲器有以下幾種:

一、可編程只讀內存:PROM(Programmable read-only memory)

其內部有行列式的鎔絲,可依用戶(廠商)的需要,利用電流將其燒斷,以寫入所需的數據及程序,鎔絲一經燒斷便無法再恢復,亦即數據無法再更改。

二、電可擦可編程只讀內存:EEPROM(Electrically erasable programmable read only memory)

電子抹除式可復寫只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPROM)之運作原理類似EPROM,但是抹除的方式是使用高電場來完成,因此不需要透明窗。

三、可擦可編程只讀內存:EPROM(Erasable programmable read only memory)

可利用高電壓將數據編程寫入,但抹除時需將線路曝光於紫外線下一段時間,數據始可被清空,再供重復使用。因此,在封裝外殼上會預留一個石英玻璃所制的透明窗以便進行紫外線曝光。

四、電可改寫只讀內存:EAROM(Electrically alterable read only memory)

內部所用的晶元與寫入原理同EPROM,但是為了節省成本,封裝上不設置透明窗,因此編程寫入之後就不能再抹除改寫。

五、快閃記憶體:Flash memory

是一種電子式可清除程序化只讀存儲器的形式,允許在操作中被多次擦或寫的存儲器。這種科技主要用於一般性數據存儲,以及在電腦與其他數字產品間交換傳輸數據,如儲存卡與U盤。快閃記憶體是一種特殊的、以宏塊抹寫的EEPROM。早期的快閃記憶體進行一次抹除,就會清除掉整顆晶元上的數據。

⑹ 常見的外部存儲設備有哪些

1、軟盤

軟盤(Floppy Disk)是個人計算機(PC)中最早使用的可移介質。軟盤的讀寫是通過軟盤驅動器完成的。軟盤驅動器設計能接收可移動式軟盤,目前常用的就是容量為1.44MB的3.5英寸軟盤。

2、硬碟

硬碟是計算機最為重要的存儲設備,存放著用戶所有的數據信息,這些數據的價值遠遠高於硬碟本身,同時硬碟又是計算機的主要組成部分,其性能的好壞直接影響計算機的運行速度和用戶的操作體驗。

3、光碟

光碟是以光信息做為存儲的載體並用來存儲數據的一種物品。分不可擦寫光碟,如CD-ROM、DVD-ROM等;和可擦寫光碟,如CD-RW、DVD-RAM等。

光碟是利用激光原理進行讀、寫的設備,是迅速發展的一種輔助存儲器,可以存放各種文字、聲音、圖形、圖像和動畫等多媒體數字信息。

4、U盤

U盤,全稱USB快閃記憶體檔,英文名「USB flash disk」。它是一種使用USB介面的無需物理驅動器的微型高容量移動存儲產品,通過USB介面與電腦連接,實現即插即用。

5、移動硬碟

移動硬碟(Mobile Hard disk)顧名思義是以硬碟為存儲介質,計算機之間交換大容量數據,強調便攜性的存儲產品。移動硬碟多採用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的介面,可以較高的速度與系統進行數據傳輸。

因為採用硬碟為存儲介質,因此移動硬碟在數據的讀寫模式與標准IDE硬碟是相同的。截至2015年,主流2.5英寸品牌移動硬碟的讀取速度約為50-100MB/s,寫入速度約為30-80MB/s。

⑺ 存儲器的原理是什麼

存儲器講述工作原理及作用

介紹

存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣,有很多層次,在數字系統中,只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中,一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器,如RAM、FIFO等;在系統中,具有實物形式的存儲設備也叫存儲器,如內存條、TF卡等。計算機中全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器,計算機才有記憶功能,才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等,能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件,用來存放當前正在執行的數據和程序,但僅用於暫時存放程序和數據,關閉電源或斷電,數據會丟失。

2.按存取方式分類

(1)隨機存儲器(RAM):如果存儲器中任何存儲單元的內容都能被隨機存取,且存取時間與存儲單元的物理位置無關,則這種存儲器稱為隨機存儲器(RAM)。RAM主要用來存放各種輸入/輸出的程序、數據、中間運算結果以及存放與外界交換的信息和做堆棧用。隨機存儲器主要充當高速緩沖存儲器和主存儲器。

(2)串列訪問存儲器(SAS):如果存儲器只能按某種順序來存取,也就是說,存取時間與存儲單元的物理位置有關,則這種存儲器稱為串列訪問存儲器。串列存儲器又可分為順序存取存儲器(SAM)和直接存取存儲器(DAM)。順序存取存儲器是完全的串列訪問存儲器,如磁帶,信息以順序的方式從存儲介質的始端開始寫入(或讀出);直接存取存儲器是部分串列訪問存儲器,如磁碟存儲器,它介於順序存取和隨機存取之間。

(3)只讀存儲器(ROM):只讀存儲器是一種對其內容只能讀不能寫入的存儲器,即預先一次寫入的存儲器。通常用來存放固定不變的信息。如經常用作微程序控制存儲器。目前已有可重寫的只讀存儲器。常見的有掩模ROM(MROM),可擦除可編程ROM(EPROM),電可擦除可編程ROM(EEPROM).ROM的電路比RAM的簡單、集成度高,成本低,且是一種非易失性存儲器,計算機常把一些管理、監控程序、成熟的用戶程序放在ROM中。

3.按信息的可保存性分類

非永久記憶的存儲器:斷電後信息就消失的存儲器,如半導體讀/寫存儲器RAM。

永久性記憶的存儲器:斷電後仍能保存信息的存儲器,如磁性材料做成的存儲器以及半導體ROM。

4.按在計算機系統中的作用分

根據存儲器在計算機系統中所起的作用,可分為主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。為了解決對存儲器要求容量大,速度快,成本低三者之間的矛盾,目前通常採用多級存儲器體系結構,即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器。

能力影響

從寫命令轉換到讀命令,在某個時間訪問某個地址,以及刷新數據等操作都要求數據匯流排在一定時間內保持休止狀態,這樣就不能充分利用存儲器通道。此外,寬並行匯流排和DRAM內核預取都經常導致不必要的大數據量存取。在指定的時間段內,存儲器控制器能存取的有用數據稱為有效數據速率,這很大程度上取決於系統的特定應用。有效數據速率隨著時間而變化,常低於峰值數據速率。在某些系統中,有效數據速率可下降到峰值速率的10%以下。

通常,這些系統受益於那些能產生更高有效數據速率的存儲器技術的變化。在CPU方面存在類似的現象,最近幾年諸如AMD和 TRANSMETA等公司已經指出,在測量基於CPU的系統的性能時,時鍾頻率不是唯一的要素。存儲器技術已經很成熟,峰值速率和有效數據速率或許並不比以前匹配的更好。盡管峰值速率依然是存儲器技術最重要的參數之一,但其他結構參數也可以極大地影響存儲器系統的性能。

影響有效數據速率的參數

有幾類影響有效數據速率的參數,其一是導致數據匯流排進入若干周期的停止狀態。在這類參數中,匯流排轉換、行周期時間、CAS延時以及RAS到CAS的延時(tRCD)引發系統結構中的大部分延遲問題。

匯流排轉換本身會在數據通道上產生非常長的停止時間。以GDDR3系統為例,該系統對存儲器的開放頁不斷寫入數據。在這期間,存儲器系統的有效數據速率與其峰值速率相當。不過,假設100個時鍾周期中,存儲器控制器從讀轉換到寫。由於這個轉換需要6個時鍾周期,有效的數據速率下降到峰值速率的 94%。在這100個時鍾周期中,如果存儲器控制器將匯流排從寫轉換到讀的話,將會丟失更多的時鍾周期。這種存儲器技術在從寫轉換到讀時需要15個空閑周期,這會將有效數據速率進一步降低到峰值速率的79%。表1顯示出針幾種高性能存儲器技術類似的計算結果。

顯然,所有的存儲器技術並不相同。需要很多匯流排轉換的系統設計師可以選用諸如XDR、RDRAM或者DDR2這些更高效的技術來提升性能。另一方面,如果系統能將處理事務分組成非常長的讀寫序列,那麼匯流排轉換對有效帶寬的影響最小。不過,其他的增加延遲現象,例如庫(bank)沖突會降低有效帶寬,對性能產生負面影響。

DRAM技術要求庫的頁或行在存取之前開放。一旦開放,在一個最小周期時間,即行周期時間(tRC)結束之前,同一個庫中的不同頁不能開放。對存儲器開放庫的不同頁存取被稱為分頁遺漏,這會導致與任何tRC間隔未滿足部分相關的延遲。對於還沒有開放足夠周期以滿足tRC間隙的庫而言,分頁遺漏被稱為庫沖突。而tRC決定了庫沖突延遲時間的長短,在給定的DRAM上可用的庫數量直接影響庫沖突產生的頻率。

大多數存儲器技術有4個或者8個庫,在數十個時鍾周期具有tRC值。在隨機負載情況下,那些具有8個庫的內核比具有4個庫的內核所發生的庫沖突更少。盡管tRC與庫數量之間的相互影響很復雜,但是其累計影響可用多種方法量化。

存儲器讀事務處理

考慮三種簡單的存儲器讀事務處理情況。第一種情況,存儲器控制器發出每個事務處理,該事務處理與前一個事務處理產生一個庫沖突。控制器必須在打開一個頁和打開後續頁之間等待一個tRC時間,這樣增加了與頁循環相關的最大延遲時間。在這種情況下的有效數據速率很大程度上決定於I/O,並主要受限於DRAM內核電路。最大的庫沖突頻率將有效帶寬削減到當前最高端存儲器技術峰值的20%到30%。

在第二種情況下,每個事務處理都以隨機產生的地址為目標。此時,產生庫沖突的機會取決於很多因素,包括tRC和存儲器內核中庫數量之間的相互作用。tRC值越小,開放頁循環地越快,導致庫沖突的損失越小。此外,存儲器技術具有的庫越多,隨機地址存取庫沖突的機率就越小。

第三種情況,每個事務處理就是一次頁命中,在開放頁中定址不同的列地址。控制器不必訪問關閉頁,允許完全利用匯流排,這樣就得到一種理想的情況,即有效數據速率等於峰值速率。

第一種和第三種情況都涉及到簡單的計算,隨機情況受其他的特性影響,這些特性沒有包括在DRAM或者存儲器介面中。存儲器控制器仲裁和排隊會極大地改善庫沖突頻率,因為更有可能出現不產生沖突的事務處理,而不是那些導致庫沖突的事務處理。

然而,增加存儲器隊列深度未必增加不同存儲器技術之間的相對有效數據速率。例如,即使增加存儲器控制隊列深度,XDR的有效數據速率也比 GDDR3高20%。存在這種增量主要是因為XDR具有更高的庫數量以及更低的tRC值。一般而言,更短的tRC間隔、更多的庫數量以及更大的控制器隊列能產生更高的有效帶寬。

實際上,很多效率限制現象是與行存取粒度相關的問題。tRC約束本質上要求存儲器控制器從新開放的行中存取一定量的數據,以確保數據管線保持充滿。事實上,為保持數據匯流排無中斷地運行,在開放一個行之後,只須讀取很少量的數據,即使不需要額外的數據。

另外一種減少存儲器系統有效帶寬的主要特性被歸類到列存取粒度范疇,它規定了每次讀寫操作必須傳輸的數據量。與之相反,行存取粒度規定每個行激活(一般指每個RAS的CAS操作)需要多少單獨的讀寫操作。列存取粒度對有效數據速率具有不易於量化的巨大影響。因為它規定一個讀或寫操作中需要傳輸的最小數據量,列存取粒度給那些一次只需要很少數據量的系統帶來了問題。例如,一個需要來自兩列各8位元組的16位元組存取粒度系統,必須讀取總共32位元組以存取兩個位置。因為只需要32個位元組中的16個位元組,系統的有效數據速率降低到峰值速率的50%。匯流排帶寬和脈沖時間長度這兩個結構參數規定了存儲器系統的存取粒度。

匯流排帶寬是指連接存儲器控制器和存儲器件之間的數據線數量。它設定最小的存取粒度,因為對於一個指定的存儲器事務處理,每條數據線必須至少傳遞一個數據位。而脈沖時間長度則規定對於指定的事務處理,每條數據線必須傳遞的位數量。每個事務處理中的每條數據線只傳一個數據位的存儲技術,其脈沖時間長度為1。總的列存取粒度很簡單:列存取粒度=匯流排寬度×脈沖時間長度。

很多系統架構僅僅通過增加DRAM器件和存儲匯流排帶寬就能增加存儲系統的可用帶寬。畢竟,如果4個400MHz數據速率的連接可實現 1.6GHz的總峰值帶寬,那麼8個連接將得到3.2GHz。增加一個DRAM器件,電路板上的連線以及ASIC的管腳就會增多,總峰值帶寬相應地倍增。

首要的是,架構師希望完全利用峰值帶寬,這已經達到他們通過物理設計存儲器匯流排所能達到的最大值。具有256位甚或512位存儲匯流排的圖形控制器已並不鮮見,這種控制器需要1,000個,甚至更多的管腳。封裝設計師、ASIC底層規劃工程師以及電路板設計工程師不能找到採用便宜的、商業上可行的方法來對這么多信號進行布線的矽片區域。僅僅增加匯流排寬度來獲得更高的峰值數據速率,會導致因為列存取粒度限制而降低有效帶寬。

假設某個特定存儲技術的脈沖時間長度等於1,對於一個存儲器處理,512位寬系統的存取粒度為512位(或者64位元組)。如果控制器只需要一小段數據,那麼剩下的數據就被浪費掉,這就降低了系統的有效數據速率。例如,只需要存儲系統32位元組數據的控制器將浪費剩餘的32位元組,進而導致有效的數據速率等於50%的峰值速率。這些計算都假定脈沖時間長度為1。隨著存儲器介面數據速率增加的趨勢,大多數新技術的最低脈沖時間長度都大於1。

選擇技巧

存儲器的類型將決定整個嵌入式系統的操作和性能,因此存儲器的選擇是一個非常重要的決策。無論系統是採用電池供電還是由市電供電,應用需求將決定存儲器的類型(易失性或非易失性)以及使用目的(存儲代碼、數據或者兩者兼有)。另外,在選擇過程中,存儲器的尺寸和成本也是需要考慮的重要因素。對於較小的系統,微控制器自帶的存儲器就有可能滿足系統要求,而較大的系統可能要求增加外部存儲器。為嵌入式系統選擇存儲器類型時,需要考慮一些設計參數,包括微控制器的選擇、電壓范圍、電池壽命、讀寫速度、存儲器尺寸、存儲器的特性、擦除/寫入的耐久性以及系統總成本。

選擇存儲器時應遵循的基本原則

1、內部存儲器與外部存儲器

一般情況下,當確定了存儲程序代碼和數據所需要的存儲空間之後,設計工程師將決定是採用內部存儲器還是外部存儲器。通常情況下,內部存儲器的性價比最高但靈活性最低,因此設計工程師必須確定對存儲的需求將來是否會增長,以及是否有某種途徑可以升級到代碼空間更大的微控制器。基於成本考慮,人們通常選擇能滿足應用要求的存儲器容量最小的微控制器,因此在預測代碼規模的時候要必須特別小心,因為代碼規模增大可能要求更換微控制器。目前市場上存在各種規模的外部存儲器器件,我們很容易通過增加存儲器來適應代碼規模的增加。有時這意味著以封裝尺寸相同但容量更大的存儲器替代現有的存儲器,或者在匯流排上增加存儲器。即使微控制器帶有內部存儲器,也可以通過增加外部串列EEPROM或快閃記憶體來滿足系統對非易失性存儲器的需求。

2、引導存儲器

在較大的微控制器系統或基於處理器的系統中,設計工程師可以利用引導代碼進行初始化。應用本身通常決定了是否需要引導代碼,以及是否需要專門的引導存儲器。例如,如果沒有外部的定址匯流排或串列引導介面,通常使用內部存儲器,而不需要專門的引導器件。但在一些沒有內部程序存儲器的系統中,初始化是操作代碼的一部分,因此所有代碼都將駐留在同一個外部程序存儲器中。某些微控制器既有內部存儲器也有外部定址匯流排,在這種情況下,引導代碼將駐留在內部存儲器中,而操作代碼在外部存儲器中。這很可能是最安全的方法,因為改變操作代碼時不會出現意外地修改引導代碼。在所有情況下,引導存儲器都必須是非易失性存儲器。

可以使用任何類型的存儲器來滿足嵌入式系統的要求,但終端應用和總成本要求通常是影響我們做出決策的主要因素。有時,把幾個類型的存儲器結合起來使用能更好地滿足應用系統的要求。例如,一些PDA設計同時使用易失性存儲器和非易失性存儲器作為程序存儲器和數據存儲器。把永久的程序保存在非易失性ROM中,而把由用戶下載的程序和數據存儲在有電池支持的易失性DRAM中。不管選擇哪種存儲器類型,在確定將被用於最終應用系統的存儲器之前,設計工程師必須仔細折中考慮各種設計因素。

⑻ 存儲設備主要有哪幾種

硬碟:

硬碟是用來存儲數據的倉庫。看到「硬碟」這個名字,有的同學可能會問,硬碟外面看起明明是個盒子為什麼叫個「盤」呢?這是因為傳統的機械硬碟(HDD)盒子般的外表下藏著一張(或者幾張)盤子的「心」。我們存在電腦上的數據都在這些盤子里,這些盤子的學名叫「磁碟」。磁碟上方有一個名叫「磁頭」的部件,當電腦從磁碟上存讀數據的時候,「磁頭」就會與「磁碟」摩擦摩擦,魔鬼般的步伐…當然不是真的「摩擦」,它們之間是通過「心靈(電磁)感應」實現交流的。傳統的機械硬碟容量已經從G時代步入了T時代,它的量價比(存儲容量/價格)是最大的(嗯,給日本大姐姐們安家很合適)。

固態硬碟(SSD)是近幾年漸漸被普及的新產品,相比HDD來說,固態硬碟的這個「盤」字就有點名不副實了。SSD用快閃記憶體替代了HDD的「磁碟」來作為存儲介質,直接通過電流來寫入、讀取數據,摒棄了HDD中的機械操作過程,並且SSD的讀和寫可以將一個完整數據拆成多份,在主控的控制下並行操作,這樣就大大提高了讀寫的吞吐量。一般來說固態硬碟的隨機存取速度(讀取大量小文件)比HDD快幾十倍甚至上百倍,持續存取速度(一次讀取一個大文件)也比HDD快一倍以上。不過相對HDD來說,SSD還是硬碟界的高富帥,相同容量的SSD的售價可以買十幾塊同容量的HDD。

U盤、SD卡、MiniSD卡和各種卡:

這幾類產品都是用快閃記憶體作為存儲介質的常用存儲設備,不過相比SSD而言,存儲容量較小(人家身材好嘛),也沒有復雜的主控電路實現數據的並行寫入,所以存取速度上比SSD慢不少。 U盤的英文名是「USB flash disk」,名字中有個「USB」,顧名思義,這種「盤」經常與電腦上的USB介面插來插去,一般用來做數據中轉站。

⑼ 存儲技術發展歷史

最早的外置存儲器可以追溯到19世紀末。為了解決人口普查的需要,霍列瑞斯首先把穿孔紙帶改造成穿孔卡片。

他把每個人所有的調查項目依次排列於一張卡片,然後根據調查結果在相應項目的位置上打孔。在以後的計算機系統里,用穿孔卡片輸入數據的方法一直沿用到20世紀70年代,數據處理也發展成為電腦的主要功能之一。

2、磁帶

UNIVAC-I第一次採用磁帶機作外存儲器,首先用奇偶校驗方法和雙重運算線路來提高系統的可靠性,並最先進行了自動編程的試驗。此時這個磁帶長達1200英寸、包含8個磁軌,每英寸可存儲128bits,每秒可記錄12800個字元,容量也達到史無前例的184KB。從 此之後,磁帶經歷了迅速發展,後來廣泛應用了錄音、影像領域。

3、軟盤(見過這玩意的一定是80後)

1967年 IBM公司推出世界上第一張「軟盤」,直徑32英寸。隨著技術的發展,軟盤的尺寸一直在減小,容量也在不斷提升,大小從8英寸,減到到5.25英寸軟盤,以及到後來的3.5英寸軟盤,容量卻從最早的81KB到後來的1.44MB。在80-90年代3.5英寸軟盤達到了巔峰。直到CD-ROM、USB存儲設備出現後,軟盤銷量才逐漸下滑。

4、CD

CD也就是我們常說的光碟、光碟,誕生於1982年,最早用於數字音頻存儲。1985年,飛利浦和索尼將其引入PC,當時稱之為CD-ROM(只 讀),後來又發展成CD-R(可讀)。因為聲頻CD的巨大成功,今天這種媒體的用途已經擴大到進行數據儲存,目的是數據存檔和傳遞。

5、磁碟

第一台磁碟驅動器是由IBM於1956年生產,可存儲5MB數據,總共使用了50個24英寸碟片。到1973年,IBM推出第一個現代「溫徹斯特」磁碟驅動器3340,使用了密封組件、潤滑主軸和小質量磁頭。此後磁碟的容量一度提升MB到GB再到TB。

6、DVD

數字多功能光碟,簡稱DVD,是一種光碟存儲器。起源於上世紀60年代,荷蘭飛利浦公司的研究人員開始使用激光光束進行記錄和重放信息的研究。1972年,他們的研究獲得了成功,1978年投放市場。最初的產品就是大家所熟知的激光視盤(LD,Laser Vision Disc)系統。它們的直徑多是120毫米左右。容量目前最大可到17.08GB。

7、快閃記憶體

淺談存儲器的進化歷程
快閃記憶體(Flash Memory)是一種長壽命的非易失性(在斷電情況下仍能保持所存儲的數據信+息)的存儲器。包含U盤、SD卡、CF卡、記憶棒等等種類。在1984年,東芝公司的發明人舛岡富士雄首先提出了快速快閃記憶體存儲器(此處簡稱快閃記憶體)的概念。與傳統電腦內存不同,快閃記憶體的特點是非易失性(也就是所存儲的數據在主機掉電後不會丟失),其記錄速度也非常快。Intel是世界上第一個生產快閃記憶體並將其投放市場的公司。到目前為止快閃記憶體形態多樣,存儲容量也不斷擴展到256GB甚至更高。

隨著存儲器的更新換代,存儲容量越來越大,讀寫速度也越來越快,企業級硬碟單盤容量已經達到10TB以上,目前使用的SSD固態硬碟,讀速度達:3000+MB/s,寫速度達:1700MB/s,用起來美滋滋啊。

⑽ 美國科學家研製出迄今最小的存儲設備,這設備有多小

美國科學家研製出迄今最小的存儲設備,這設備橫截面積僅1平方納米,容量約為25兆比特每平方厘米,與目前的商用快閃記憶體設備相比,每層的存儲密度提高了100倍。 雖然說存儲設備變得很小,但是它的存儲能力已經大大改變了,不能小看一個小小的設備,它的作用可是沒有限量。

相關研究人員表示,最新研究有助於科學家研製出更快、更小、更智能、更節能的晶元,應用於從消費電子到類腦計算機等多個領域。

這項研究獲得的結果為下一代應用超高密度存儲、神經形態計算系統、射頻通信系統等鋪平了道路。 盡管最新研究使用二硫化鉬作為主要納米材料,該發現可能適用於數百種相關的原子厚度的纖薄材料。對於科技領域,又是人類在歷史進程中的一大創造,希望將來能夠有更多的發現與創造來豐富我們的日常生活!