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哪个存储介质访问延迟最高

发布时间: 2022-09-24 02:28:41

① RAM,ROM,光盘和硬盘存储器中,读写速度最快的是哪个坐等答案,谢谢!

ram的读写速度最快。

rom只读不写,所以写的速度为0。同时期的ram、rom、硬盘、光盘。速度最慢的是光盘,硬盘稍快,rom和ram最快。

ram也叫主存,与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写(刷新时除外),而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质。RAM工作时可以随时从任何一个指定的地址写入(存入)或读出(取出)信息。

(1)哪个存储介质访问延迟最高扩展阅读:

当电源关闭时RAM不能保留数据。如果需要保存数据,就必须把它们写入一个长期的存储设备中(例如硬盘)。RAM和ROM相比,两者的最大区别是RAM在断电以后保存在上面的数据会自动消失,而ROM则不会。

现代的随机存取存储器几乎是所有访问设备中写入和读取速度最快的,访问延迟也和其他涉及机械运作的存储设备(如硬盘、光盘驱动器)相比,也显得微不足道。但速度仍然不如作为CPU缓存用的SRAM。

随机存取存储器依赖RAM存储数据。电容器充满电后代表1(二进制),未充电的代表0。由于电容器或多或少有漏电的情形,若不作特别处理,电荷会渐渐随时间流失而使数据发生错误。刷新是指重新为电容器充电,弥补流失了的电荷。

② 在计算机的各种存储器中,访问速度最快的是( )。

访问速度最快的是磁带存储器。

磁带存储器:以磁带为存储介质,由磁带机及其控制器组成的存储设备,是计算机的一种辅助存储器。

磁带机由磁带传动机构和磁头等组成,能驱动磁带相对磁头运动,用磁头进行电磁转换,在磁带上顺序地记录或读出数据。磁带存储器是计算机外围设备之一。

磁带控制器是中央处理器在磁带机上存取数据用的控制电路装置。磁带存储器以顺序方式存取数据。存储数据的磁带可脱机保存和互换读出。

(2)哪个存储介质访问延迟最高扩展阅读:

物理特性:

磁性材料被磁化以后,工作点总是在磁滞回线上。只要外加的正向脉冲电流(即外加磁场)幅度足够大,那么在电流消失后磁感应强度B并不等于零,而是处在+Br状态(正剩磁状态)。

反之,当外加负向脉冲电流时,磁感应强度B将处在-Br状态(负剩磁状态)。当磁性材料被磁化后,会形成两个稳定的剩磁状态,就像触发器电路有两个稳定的状态一样。

读写原理:

在磁带存储器中,利用一种称为磁头的装置来形成和判别磁层中的不同磁化状态。磁头实际上是由软磁材料做铁芯绕有读写线圈的电磁铁。

③ 关于存储介质问题,哪个时间最长

我个人觉得,保存时间最短、保存条件最苛刻的应该是软盘,其次是
磁带,U盘 ,CD ,DVD ,SAS硬盘,IDE硬盘,S-ATA硬盘,SCSI硬盘
软盘基本被淘汰了,容量小、读取慢、不易保存…… 但有的时候还是需要的,比如安装操作系统时,除IDE接口的硬盘都需要驱动,这些驱动只能通过软盘加载!
磁带一般是摄像机上用,容量按时间说,比较稳定,但摄像之后还会马上传到电脑上,容易受磁场干扰!
光盘只要不划,一般能保存好几年,但经常使用会免不了划伤光盘的!
U盘,容易物理损坏,质量稍差点的,摔一次就坏了!
SAS硬盘是一种新技术,现在还不完善;以前普通PC使用的是IDE硬盘,比较廉价,现在普通PC使用的是S-ATA硬盘,速度稍快一些,服务器使用SCSI硬盘,高速、稳定是它的主要特点!
(基本就是这样吧)

④ 在微型计算机的存储介质中,访问速度最快的是__为什么不是cache

当然是内存啊,如果内存处理速度慢于CPU缓存(Cache),那也是浪费缓存速度。原理是内存先读取外存数据,再传给CPU处理。

⑤ 在计算机中,访问速度最快的存储器是什么

在计算机的各种存储器中,访问速度最快的是磁带存储器

磁带存储器:以磁带为存储介质,由磁带机及其控制器组成的存储设备,是计算机的一种辅助存储器。磁带机由磁带传动机构和磁头等组成,能驱动磁带相对磁头运动,用磁头进行电磁转换,在磁带上顺序地记录或读出数据。磁带存储器是计算机外围设备之一。磁带控制器是中央处理器在磁带机上存取数据用的控制电路装置。磁带存储器以顺序方式存取数据。存储数据的磁带可脱机保存和互换读出。

(5)哪个存储介质访问延迟最高扩展阅读:

磁带存储器物理特性

磁性材料被磁化以后,工作点总是在磁滞回线上。只要外加的正向脉冲电流(即外加磁场)幅度足够大,那么在电流消失后磁感应强度B并不等于零,而是处在+Br状态(正剩磁状态)。反之,当外加负向脉冲电流时,磁感应强度B将处在-Br状态(负剩磁状态)。

当磁性材料被磁化后,会形成两个稳定的剩磁状态,就像触发器电路有两个稳定的状态一样。如果规定用+Br状态表示代码1,-Br状态表示代码0,那么要使磁性材料记忆1,就要加正向脉冲电流,使磁性材料正向磁化;要使磁性材料记忆0,则要加负向脉冲电流,使磁性材料反向磁化。磁性材料上呈现剩磁状态的地方形成了一个磁化元或存储元,它是记录一个二进制信息位的最小单位。

⑥ 计算机中访问速度最快的存储器是

内存

瑞萨发布世界上速度最快的闪存存储器

目前,瑞萨科技公司宣布开发出R1FV04G13R和R1FV04G14R 4千兆位(Gbit) AG-AND*1型闪存存储器,可以提供世界上最快的10 M字节/秒编程速度,用于电影和类似应用中的大容量数据的高速记录。在2004年9月,将从日本开始样品发货,随后在12月将开始批量生产。

R1FV04G13R和R1FV04G14R分别具有´8和´16位配置,可以提供下面的主要性能。

(1) 世界上最快的4千兆位闪存存储器(芯片)

作为实现了多级单元技术*2和高速度的第二阶段AG-AND型闪存存储器,R1FV04G13R和R1FV04G14R即使在4千兆位容量下,也能达到10 M字节/秒的快速编程速度。复制一个2小时的MPEG-4格式的电影,大约需要2分钟就可以完成录制。

(2) 小型芯片尺寸

由于使用90 nm工艺和改进的AG-AND闪存存储器单元设计,实现了世界上最小的存储单元。与1千兆位AG-AND型闪存存储器相比,每千兆位的芯片面积大约缩小了三分之二。

这些新产品的发布使得电影和音乐等大容量内容的快速下载和传送成为可能。相应地,其应用领域也从过去仅局限于数码相机和个人计算机,现在可以扩展到移动终端和数字家用设备,扩大了使用闪存存储器作为存储介质的系统解决方案的应用范围。

产品背景 >

高密度闪存存储器作为一种桥接介质,正在溶入我们的生活之中,尤其是在移动应用方面,可以用作数码相机和移动电话的图像存储存储器、USB存储器用作软盘的替代物。下一代的闪存存储卡需要更高的密度和更快的编程速度以处理快速数据下载,可以为大容量、高质量的动画数据如电影提供便携性。

为满足这些需要,目前瑞萨科技大量生产130 nm工艺1千兆位AG-AND型闪存存储器,通过使用辅助门(AG)防止单元间的干扰,以及使用公司在常规AND型闪存领域开发的多级单元技术,可以提供更小的单元面积和高达10 M字节/秒的高编程速度。

为满足更高密度的需要,同时又实现高速度,在2003年12月瑞萨科技开发出了第二代AG-AND型闪存存储单元,通过改进第一代AG-AND型闪存存储器单元的设计和使用90 nm工艺,使存储器单元面积大约缩小了三分之一。现在瑞萨科技已经完成了R1FV04G13R和R1FV04G14R的商用开发,它们是世界上速度最快的 4千兆位小型AG-AND型闪存存储器,使用第二代存储器单元。

产品详情 >

使用R1FV04G13R和R1FV04G14R,可以在单个芯片上配置512M字节的记录介质,提供的存储能力大约相当于160分钟的MPEG-4电影数据,大约等同于130个磁道的MP3音乐数据,或大约500张4兆象素的数码相机相片。

R1FV04G13R和 R1FV04G14R的特性总结如下。

(1) 世界上编程速度最快的4千兆位闪存存储器(芯片),速度高达10 M字节/秒。

和1千兆位产品一样,使用热电子注入编程方法*3和在单个芯片内同时进行4组编程操作,通过使用多级单元技术,实现了高达10 M字节/秒的编程速度。

(2) 小型芯片尺寸

通过使用90 nm工艺和改进的第一代AG-AND型闪存存储器源-漏*4结构,实现了世界上最小的0.016 μm2存储单元面积。

与1千兆位 AG-AND型闪存存储器相比,每千兆位芯片面积大约缩小了三分之二。

* 源-漏结构的改进:

使用了一种新结构,在AG上加电压时,硅衬底上形成的逆温层*5构成了存储单元晶体管的源和漏。在常规的扩散层*6结构中,源和漏趋向于横向扩散,但是,由于逆温层仅在AG下面的衬底的极浅区域形成,因此可以缩小存储单元的面积。

(3) 支持加电读出功能(2K字节大小)

系统加电时,不需要命令或地址输入,通过控制两个控制线(/CE 针和/RE针)就可以读出多达2K字节的数据。

(4) 在编程操作过程中具有高速缓冲存储器编程功能,在擦除操作过程中,具有可编程数据输入功能。

在器件编程过程中,可以对下一步2 K字节的数据进行高速缓冲存储器编程的功能,最多可以进行两次(4 K字节)。这使得系统可以很容易地分配总线进行下一个任务。在器件擦除过程中,可以进行一次高达2 K字节的下一步数据输入的功能。

(5) NAND接口

在命令级,R1FV04G13R和R1FV04G14R与NAND型闪存存储器兼容,因此,对目前使用NAND型闪存存储器的系统进行很少的软件修改,就可以使用它们。

电源电压是3.3 V,使用的封装形式是48针TSOP 1型封装,与1千兆位AG-AND型闪存存储器的封装尺寸相同。

未来的计划包括为R1FV04G13R和R1FV04G14R开发控制器,面向高速闪存卡的应用开发,以及开发2千兆位AG-AND型闪存存储器产品和使用新型存储单元的1.8 V低压产品。

我们也计划开发具有两个层迭4千兆位AG-AND型闪存存储器的大容量8千兆位产品,使用新的封装形式(WFLGA: 超细节距栅格阵列),在2004年12月将开始高密度安装。

⑦ 通常一台计算机系统的存储介质包含有Cache、内存、磁带和硬盘,其中访问速度最慢的是( )。

由快到慢的顺序:
Cache(高速缓冲存储器)>内存>硬盘>磁带.

不过说实话,我没有见过电脑用磁带当存储介质的.以前读书的时候书上也有这样讲,我觉得太过时了.

⑧ 硬盘的秘密

Hola,我是 yes。

硬盘这东西想必我们都相当的熟悉,它存放了我们很多 学习资料 ,还经常因为访问速度慢而被诸多文章拿出来“鞭挞”。

我找了个网站(文末贴链接),这个网站展示了从 1990 开始到 2020 不同介质数据访问的延迟时间,我翻了一遍介质自身速度的数量级没有变化,内存访问延迟从 207ns 到 100ns,硬盘从 19ms 到了 2ms,但是介质之间的访问速度还是差了几个数量级。

不过上述我圈出来的是随机访问,顺序访问的话不会差这么多,想要知道为什么,那就需要了解下硬盘的构造。

当然, 我今天提到的硬盘指的是机械硬盘 ,固态硬盘本文暂不涉及。

之所以写这篇文章是因为我之前一直对磁道、柱面、扇区等一些东西存在疑惑,比如:

所以今儿咱们来理一理,按照我的习惯我们还是先简单的看下历史。

1956 年 9 月 14 号,世界第一台磁盘存储设备 IBM 305 RAMAC 诞生,这个设备用盘片来存储数据,用磁头来读写数据,不过碍于当时的技术,这体积确实有点大,大约有两个冰箱那么大,来看下图就知道了。

中间的历史我看了看对我们没啥用,咱们就快进到 1973 年,那年 IBM 推出了一个代号称为 “温切斯特”的硬盘。

这种硬盘的特点就是磁头和磁片装在一个密闭空间里,当磁片高速自传之后磁头会因为空气动力而悬浮起来,然后磁头臂会操作磁头沿着盘片划圆弧状移动。

咱们现在的机械硬盘就是这样运行的,这么多年过去了,还是典型的“温切斯特”结构,也称为温盘。

至于为什么取这个代号,是因为当时研究出来的那个硬盘拥有两个 30MB 的存储单元,而“温切斯特来福枪”的口径和装药也刚好都是 30 ,所以代号就为 “温切斯特”。

历史咱们就了解到这一步差不多了,接下来看看硬盘的内部结构。

先来看看硬盘的真实样子,我就标注了一些重点部位。

我先简述一下硬盘是怎么运行的。

通电之后主轴带动盘片开始旋转,到达一定转速之后磁头就会悬浮在盘片上方,然后磁头臂就可以控制磁头做圆弧形的移动,通过盘片的旋转和磁头的移动就可能访问到盘片上任意地方的数据。

首先磁头和盘片触碰的话就会有摩擦,摩擦久了之后肯定会有磨损,磨损了之后数据不就没了?

其次有摩擦力之后转速肯定就慢了,那磁盘的访问速度也就慢了。

所以悬浮很关键,而磁头悬浮的高度比头发丝还细,约 0.1微米,如果有灰尘进去可能会导致磁头和盘片磨损,这也是硬盘需要密封的原因。

是的,你说的没错,所以人们就想了个法子,也就是磁头停靠点,也就是上面图中画的地方。

当通电之后等达到一定转速磁头才会移动到盘片上,等断电之后靠着电容剩余的电量会把磁头移到停靠处,这样每次启动就不会磨损啦!

还有一种停靠方式是在盘片内圈搞了个不存数据的地方,材质都不一样,专门给磁头停靠。

为了在公众号插入视频,我还在腾讯视频上传了个视频,来自维基网络的硬盘运行视频,这个视频硬盘的停靠应该就是第二种方式。

来看下这个视频

https://v.qq.com/x/page/w3222s68yv5.html

大致清晰硬盘是如何运行之后,我们再来深入一下。

这里我本来想自己画图的,但是个人画画水平有限,人家画的太好了...所以就搬来了,哈哈哈。

先来看下盘面。

A 就是磁道,盘面就是由磁道这样的一组同心圆构成,注意是标红部位,是个环,有横截面的,有些参考书标记到线上去了....

B 是扇面,C 就是扇区,每个磁道都会被划分成一组扇区,每个扇区包含相等数量的数据位,一般为 512 字节,是硬盘存储数据最基本的单位。

D 是簇,即多个扇区组成的,像 DOS 就是以簇为单位为文件分配磁盘空间的。

从图中看,扇区好像是连续着的,其实不然,扇区之间其实有间隙,这些间隙是用来标识扇区的格式化位的,不会存储数据。

不知看到这大家是否有点疑惑,每个扇区包含相等的数据位,那 明显距离圆心更近的同心圆扇区看起来能存的数据比最外围的扇区小很多 ,那岂不是外围的数据位要迁就最内部的?

是的。为了让每个磁道都有相等的扇区数,外圈磁道的扇区之间间隔很大,不过以前硬盘的数据存储密度很低,所以还能接受。

而随着硬盘存储密度的上升这样就造成了极大的浪费,因此就搞了个 zoned-bit recording 技术,目的就是在外圈磁道上放置比内圈磁道更多的扇区,看下这个图就明白了。

具体怎么实现我就不展开了,这不重要。

重要的是解惑, 并不是像有些书上说的,死板的按照最内圈的扇区数来确定所有磁道的扇区数

硬盘通常由一个或者多个盘片组成。

例如下图就有三个盘片,每个盘片有上下两个盘面,对应的会有六个磁头。

磁头号从上到下以 0 开始计数,由磁头臂带领着磁头做圆弧形运动。每个盘面的磁道也由 0 开始计数,相同编号的磁道组成的区域称之为柱面,发挥下想象力应该可以 get 到,我再贴个图助力一下。

因为几个磁头其实都是依靠同一个磁头臂运动的,所以要转就一起转,并且都是一个角度。

因此想要数据读取的快,那么数据就应该在统一柱面上顺序存储,比如最上面的盘面的第 1 个磁道上写不下了,那继续写到背部的第二个盘面上,这样磁头臂只要寻道一次即可,读数据的时候也只要寻道一次即可。

从这里我们也可以知道如果 一个硬盘的盘片越多,速度就越快

从上文我们已经知道硬盘是以扇区为基本单位的,所以硬盘的访问就是要找到对应的扇区。

盘片的表面是磁性的,盘片随着主轴旋转而转动,当要访问某个扇区的时候首先要转动磁头臂找到对应的磁道,这叫 寻道时间

这时盘片还是在旋转中的,磁头可以感知到下方数据位上的值,等旋转到目标扇区的时候就晓得该读/写数据了,这个时间称为 旋转时间 ,所以我们买硬盘的时候会看到 7200RPM、15000RPM 啥的,转的越快磁盘找到扇区的时间就越短。

最后就是读取数据的 传送时间了

所以硬盘数据访问延迟就是这三个时间相加,而最慢的就是寻道时间,我给下 CSAPP 提供的数据:

当然不同的硬盘总延时肯定不一样,反正知道寻道时间最慢就行了。

从上述的物理结构我们已经知道需要找到盘面,再找到磁道,最后找到扇区才能读取数据,有点复杂。

没必要把这么不友好的访问姿势暴露给操作系统,所以就搞了个逻辑磁盘块,屏蔽了底层访问的细节,提供编号 0 、1、2.....n 这样的逻辑块序列来对应具体的物理块。

这样操作系统要访问磁盘就很舒服了,不过最终还是要找到对应的扇区的,而 磁盘控制器 就维护了逻辑块和实际物理扇区的映射关系。

磁盘控制器属于硬盘里面的一个硬件,它会将逻辑块翻译成:盘面、磁道、扇区这么一个三元组

至此平时我们说的逻辑块与硬盘的物理访问也对应上了。

身为普通程序员我觉得对硬盘的了解到这个地步就差不多了,该知道的都知道了。

如果有什么纰漏指出欢迎指正!

我是 yes,从一点点到亿点点,欢迎在看、转发、留言,我们下篇见。

https://colin-scott.github.io/personal_website/research/interactive_latency.html (各介质延迟的网站)
https://en.wikipedia.org/wiki/Zone_bit_recording
https://en.wikipedia.org/wiki/Hard_disk_drive
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A1%AC%E7%9B%98
《深入理解计算机系统》

⑨ 在目前计算机存储系统中,以下选项相比较访问速度最快的是( )。

A
1级高速缓存在CPU内部,而且最靠近CPU的运算单元和控制单元,所以访问速度最快,延迟最小!

⑩ 在计算机的各种存储器中,访问速度最快的是( )。

选择D,磁带存储器。

磁带存储器的记录方式主要以形成不同写入电流波形的方式记录,所以访问速度最快。而且能驱动磁带相对磁头运动,用磁头进行电磁转换,在磁带上顺序地记录或读出数据。

磁带存储器可以通过磁带控制器模型大型机所共享。磁带存储器可以处理最多4Gbps传输速度的光纤连接装置——这是大型机光纤连通道连接专利。磁带存储器控制器也能够支持磁盘驱动或者是光纤通道交换机多达4个标准的8 Gbps传输速度的光纤通道连接。

如果磁带存储器没有足够的FICON与合适长度和类型的光纤通道布线,各驱动、大型机以及存储网络之间的连通性将不能实现。磁带存储器以及控制器也需要软件升级和许可支持。这取决于数据中心当前的操作系统和许可模式。

(10)哪个存储介质访问延迟最高扩展阅读:

磁带机结构原理:

普遍使用的磁带机是快启停式磁带机。它由主动轮和带盘驱动机构、磁带导向和缓冲机构、磁头、读写和驱动控制电路等组成。

磁带传动:以真空缓冲箱式磁带机为例,磁带由供带盘经右缓冲箱、磁头、主动轮、左缓冲箱到卷带盘。

磁带读写:磁带运动时与磁头接触。磁头线圈中通有电流时,磁头间隙附近产生磁场,将磁带上一个很小区域磁化。

数据组织:一盘磁带有始端标记(BOT)和尾端标记(EOT),中间可记若干个文件。每个文件由1至若干个数据块组成,两个文件之间有带标隔开。

磁带控制器:一个磁带控制器可联数台磁带机,控制磁带机执行写、读、进退文件、进退数据块等操作。

参考资料来源:网络-磁带存储器