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TUhjnbcbe - 2023/10/7 17:10:00

现代计算机内存储的标准是SSD或HDD:数据存储在芯片中;或旋转磁盘中。在过去的20年里一直如此。

卡片

穿孔是一种存储19世纪数据的方式。它适用于甚至不需要电力操作的机械机器。

操作原理如下:在纸板上打好孔,然后将这张卡插入读卡器。根据逻辑,洞意味着零或一,机器的任务是机械地沿着地图走,并了解哪一行有多少洞以及它们在哪里。

穿孔卡片在年开始用于织机:借助卡片上的穿孔,可以改变绣花地毯上的图案。在年用于美国的人口普查

缺点是:纸板可能会因潮湿和机械磨损而变质,要获得1KB的数据,需要22公斤的卡片。

穿孔卡片

磁记忆

存储数据的一种方法是获取可磁化的东西并将其磁化在正确的位置。然后读取磁场——这就是数据。

磁记忆就是基于这个原理的:

一根由特殊金属制成的细线缠绕在一个卷轴上。

第二个线轴正在旋转并拖动金属线移动。

一路上,金属线穿过一个强大的磁铁,当需要写入1时,磁铁靠近金属丝,需要写入0时远离。

一块磁铁也用于读取,它可以拾取磁化区域的弱磁场。

该解决方案的优点是可靠性高。金属线由难以折断或损坏的材料制成,因此*事系统中,当需要确保记录数据的最大可靠性时,仍然使用磁记忆的方式记录。

减号:信息只能按顺序读取(而不是从任意位置读取),这需要很多时间。第二个缺点是数据存储的密度低——写入一兆字节的数据需要很多金属线。

磁带存储器

后来,该行业学会了如何使塑料胶带,它足够坚固,不会在手和机械装置上撕裂。如果将磁粉涂在这种磁带的一侧,就可以用来存储数据:

每单位时间可以记录更多信息;

记录精度写入比以前更密集的数据-这意味着可以在相同长度的介质上记录倍以上的数据;

由于磁带可以比金属线拉得更快,因此读写速度也有所提高。

这种方法可以存储大量信息,但有一个限制——它也是顺序读取的,必须滚动直到你偶然发现它。假如,如果您有一台计算机,将磁带插入接收器,它会被顺序读取并加载到内存中。此外,所有的操作都在内存中,没有转向磁带。

用于Commodore家用电脑的盒式接收器

从磁带加载游戏:

IBM磁带存储系统

类似的仍然用于大量数据的长期存储,而无需经常读取。

磁鼓

60年代的一个有趣的存储解决方案:带有磁化区域的鼓。为了读取数据,将磁鼓旋转起来并将所需区域带入固定读取头。

该技术的缺点是处理数据的速度慢。由于读取磁头没有移动,因此必须等待磁鼓旋转到所需位置才能给出数据。通常延迟太长以至于干扰了程序。

磁鼓存储

延迟线上的内存

工程师一直在尝试解决这个问题:访问任意内存区域并快速完成。磁带和鼓不适合这个——太慢了。

同时解决这两个问题的一种方法是使用充汞管。它是这样工作的:

设备连接到存储系统,使其一直处于通电状态;

如果将电流施加到控制触点,那么即使控制触点与设备断开,该信号也会在管子中来回运行,直到电流流向管子本身;

要读取数据,转向另一个控制触点就可以了

但是它体积庞大

UNIVACI计算机中汞声延迟线上的内存,年(博物馆照片,来源于网络)

光盘

从年代初到年代,有了CD。操作原理类似于打孔卡:

在一个大的金属圆盘上,圆形的小空洞被挖空了。

1和0编码这些空洞的长度。

激光照射到空洞中,光敏电阻读取反射光。

它类似于黑胶唱片的工作方式,只是不接触针头。

起初,CD开始大量用于存储音乐:它是数字声音,在当时它的质量已经足够了。然后带有文件的光盘就开始使用。没有区别:到处都是1和0。

好处-在相对便宜的印版上制造突破性的数据量。

缺点——盘面怕划伤。而且越往外圈,上面写的信息越密集,使用的材料如果太差数据涂层容易脱落,所以,如果你现在找出早些年的光盘,你很可能读取不了——磁盘表面已经腐烂了.

彩虹色是光在圆盘表面的空洞中反复折射和反射的效果。

这些是空洞本身,信息被编码在其中

半导体存储

现在存储正在从硬盘驱动器顺利过渡到闪存-更快、更紧凑。但是闪存驱动器有一个缺点:单元中的电荷重写周期数是有限的:随着时间的推移,半导体会停止保持电荷。

现在有一种新方法:磁阻存储器。它的工作原理是这样的:每个电池不存储电荷,而是由两层导体形成的微型磁场。

要读取数据,只需沿磁阻单元运行电流即可,磁场会影响电流-因此您可以根据需要多次读取数据。而对于记录,只需将强大的电流通过另一条线,以改变磁阻单元中磁场的值。这种内存的写入速度是现代的RAM的10,倍。

到目前为止,该技术只有一个缺点:要写入数据,需要非常强大的电流,这在传统计算机中目前还没有。

磁阻存储器
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