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本节将介绍各种辅助存储设备（介质）。对于每个设备，您应该熟悉以下详细信息
- 寻道时间 - 从请求数据到开始读取请求数据的平均时间
- 容量 - 介质上可以存储的数据量
- 写入类型 - 只读、只写或可读写
- 成本 - 每兆字节的成本
- 访问类型 - 使用随机访问还是串行访问
请特别注意具有橙色背景的设备，您需要能够准确地描述它们的运作方式！
磁性介质 通过为金属分配磁性电荷来存储数据。然后，该金属由读磁头处理，读磁头将电荷转换为 0 和 1。从历史上看，磁性介质在存储程序、数据和进行备份方面非常受欢迎。然而，固态技术正越来越多地得到应用，将程序和数据存储在移动电话和相机等新型设备上。
| 磁性介质 | ||
|---|---|---|
| 设备 | 尺寸 | |
|
硬盘 |
高达 10 太字节 | |
|
磁带 |
高达 2 太字节 | |
硬盘通常位于计算机内部，用于存储程序和数据。它们越来越便宜，越来越多的公司使用它们来备份数据。硬盘的物理尺寸各不相同，有些硬盘的尺寸小到像您的拇指一样。更紧密堆叠的磁盘、每个磁盘上更大的数据密度以允许更多磁道和柱面，以及能够写入更小的磁点，所有这些都是硬盘设计中的发展，旨在提高其存储容量。商用磁盘的容量目前高达约 4 太字节，允许用户读取和写入它们。它们由几个关键组件构成
- 磁盘 - 金属磁盘，磁盘的一面或两面都被磁化，允许存储数据。磁盘在使用时会围绕主轴连续旋转，每秒旋转约一百次。可能存在多个磁盘，数据存储在它们之间。磁盘被划分为磁道和扇区，数据由磁盘上的磁化点表示。
- 磁头 - 磁头从磁盘读取磁性数据。对于具有多个磁盘的驱动器，每个磁盘可能有两个磁头，允许从每个磁盘的顶部和底部读取数据
- 执行机构 - 用于移动读磁头进出磁盘，以便可以读取和写入特定位置的数据。它们允许您以随机方式访问数据，因此您不需要读取整个磁盘来获取特定信息，您可以直接跳转到该信息。寻道时间非常低。
- 电源连接器 - 为旋转磁盘、移动读磁头和运行电子设备提供电力
- IDE 连接器 - 允许从磁盘传输数据到磁盘
- 跳线块 - 用于以特定方式让磁盘工作，例如RAID
对于考试，您必须能够解释硬盘的工作原理
- 磁盘围绕主轴旋转
- 请求从磁盘的特定区域读取数据
- 执行机构将读磁头移动到该磁道
- 一旦所需的数据扇区旋转到读磁头下方，数据就会被读取
- 读取的数据从 IDE 连接器发送到主内存
写入数据的过程非常类似
- 磁盘围绕主轴旋转
- 使用 IDE 连接器将数据发送到硬盘
- 执行机构将写磁头移动到将要写入的磁道
- 一旦所需的数据扇区旋转到写磁头下方，数据就会写入磁盘
优点
寻道时间快随机访问可能具有高容量每兆字节成本低
缺点
非常容易受到物理冲击的损坏
SSD（固态硬盘）由一个 NAND 闪存阵列组成，该阵列带有控制器，用于管理页面和块，以及写入的复杂性。一个块由许多页面组成，当您需要覆盖页面时，必须先擦除页面才能写入它，但由于技术的局限性，必须擦除整个块。NAND 闪存基于浮栅晶体管，该晶体管捕获并存储电荷。
优点
比 HDD 快比 HDD 轻没有移动部件，这意味着它比 HDD 更坚固没有移动部件，这意味着它比 HDD 使用的功率更低没有移动部件，这意味着它比 HDD 更安静
缺点
比硬盘更贵 使用寿命有限
磁带越来越过时，它是自计算机早期以来交付软件和备份数据的媒介。如今，它们主要用于企业数据备份和归档。磁带是顺序数据存储设备，这意味着如果您在磁带末尾存储了信息，您需要遍历整个磁带才能读取它。与硬盘不同，没有随机访问功能！磁带的大小可以达到数 TB，只要您一次读取或写入连续的磁带部分，读取和写入速度就可以非常快。
优点
速度快容量大每兆字节价格便宜
缺点
串行读写功能
光学介质的工作原理是创建带有凹坑金属表面的光盘。市面上有几种不同类型的光盘，容量从 650 MB 到 128 GB 不等，对于容量更大的光盘，凹坑和凸起更靠近。它们的工作原理相同。
| 光学介质 | |||
|---|---|---|---|
| 设备 | 类型 | 尺寸 | 图像 |
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650 - 900 MB | 
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4.7 - 9.4 GB | 
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提供可重写和只读版本。使用蓝光激光，它可以识别更小的凹坑和凸起，从而使凹坑和凸起能够更紧密地排列，从而存储更多数据 |
25 - 128 GB | 
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CD-ROM 是一种嵌入塑料保护外壳中的金属光盘。每张光盘都需要“母盘”，这是创建光盘并将数据放置在光盘上的过程。光盘是 WORM（一次写入，多次读取）介质；这意味着一旦它们被母盘，就无法更改它们上的数据。
从 CD-ROM 读取
- 一条单一的轨道以螺旋形模式从光盘的中心延伸到外侧，这条轨道由表示二进制数据的凹坑和凸起组成
- 一个低功率激光照射到金属表面，反射光被光电二极管传感器捕获，凸起与凹坑的反射方式不同，这意味着它可以区分 1 和 0
- 光盘旋转，激光沿着轨道移动
- 二进制数据（1 和 0）被组合在一起，CD-ROM 被读取
优点
便宜消费者无法覆盖数据缺点
寻道时间慢数据会随着时间的推移而降级，20 年前的光盘可能无法工作！只能用非常高功率的激光写入，家用电脑通常没有这种激光数据无法覆盖
CD-R 由一块反光金属盘组成，上面覆盖着一层（通常是绿色，不透明的）染料。
写入 CD-R
- 一条单一的轨道以螺旋形模式从光盘的中心延伸到外侧。
- 一个高功率激光照射到 CD-R 上，永久改变上面染料的透明度。透明和不透明部分分别表示二进制的 1 和 0
- 光盘旋转，激光沿着轨道移动，将二进制数据以螺旋形轨道的形式写入 CD-R 上
- 数据已写入
从 CD-R 读取
- 一条单一的轨道以螺旋形模式从光盘的中心延伸到外侧。
- 一个低功率激光照射到表面，反射光被光电二极管传感器捕获。不透明的染料与透明染料（只会反射下面的金属）的反射方式不同，这意味着它可以区分 1 和 0
- 光盘旋转，激光沿着轨道移动
- 二进制数据（1 和 0）被组合在一起，CD-R 被读取
优点
便宜可以使用传统的家用电脑写入缺点
寻道时间慢数据会随着时间的推移而降级，20 年前的光盘可能无法工作！数据无法覆盖
CD-RW 由一块反光金属盘组成，上面覆盖着一层特殊的（“相变”）金属。
写入 CD-RW
- 一条单一的轨道以螺旋形模式从光盘的中心延伸到外侧。
- 一个高功率激光照射到 CD-RW 上。根据功率是否非常高或加热温度是否稍低，最上面一层金属的冷却方式不同。这将导致不同的反射率，分别表示 1 和 0。
- 光盘旋转，激光沿着轨道移动，将二进制数据以螺旋形轨道的形式写入光盘上
- 数据已写入
从 CD-RW 读取
- 一条单一的轨道以螺旋形模式从光盘的中心延伸到外侧。
- 将低功率激光照射到表面，并将反射光捕捉到光电二极管传感器中。金属冷却的不同方式会反射不同的数量，这意味着它可以区分 1 和 0。
- 光盘旋转，激光沿着轨道移动
- 将二进制数据（1 和 0）组合在一起，CD-RW 就被读取了。
优点
便宜可以使用传统的家用电脑写入数据可以在写入后更改缺点
寻道时间慢数据会随着时间的推移而降级，20 年前的光盘可能无法工作！ 并非所有 CD 播放器（主要是较旧的播放器）都能读取 CD-RW，与 CD-ROM 和 CD-R 相反。
固态存储器
[edit | edit source]| 固态存储器 | ||
|---|---|---|
| 设备 | 描述 | |
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USB 闪存盘 |
高达 1 TB | |
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存储卡 |
高达 256 GB | |
USB (存储卡) 闪存盘
[edit | edit source]|
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| 1 | USB 标准 A 型插头 |
|---|---|
| 2 | USB 大容量存储控制器设备 |
| 3 | 测试点 |
| 4 | 闪存芯片 |
| 5 | 晶体振荡器 |
| 6 | LED |
| 7 | 写保护 开关（可选） |
| 8 | 第二个闪存芯片的空间 |
USB 闪存盘是固态的，这意味着没有移动部件。这对寻道时间非常有用，因为我们不必等待机械运动，这意味着寻道时间非常短，并且它允许快速随机存取内存。闪存盘可以设置为只读模式，但它们始终允许读取和写入。闪存盘的容量不如硬盘大，而且每兆字节的价格通常贵得多。
- 将驱动器插入 USB 插座
- USB 驱动程序加载，为计算机提供关于如何从 USB 读取和写入的代码。
- 读取 USB，将有关文件和文件夹结构（文件分配表）的信息提供给计算机。
- [读取] 用户选择打开一个文件，计算机将想要访问的地址发送到 USB 端口。
- [读取] USB 返回请求位置的数据。
- [写入] 计算机将数据发送到 USB 端口，将其放置在驱动器上的空闲空间中。
- [写入] 然后计算机请求文件和文件夹结构的新版本。
优点
非常快的寻道时间非常便携
缺点
容量有限 与硬盘相比，每兆字节的价格昂贵
存储卡
[edit | edit source]与闪存盘的工作原理基本相同，通常可以转换为闪存盘。它们有不同的连接器，并且通常比 USB 闪存盘小，允许它们用于相机、手机和游戏机。
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练习：辅助存储 为以下每种情况选择正确的辅助存储设备。 一家公司需要备份一些 4 年的 HD 电影文件。 答案
注意：不是 CD-ROM，它太小，USB 可能太贵了 你需要存储一个大约 70 MB 的学校项目文件，然后可以将这些文件传输到学校和从学校传输回来。 答案
注意：不是任何 ROM！ 为什么有些人认为蓝光光盘将是最后的光盘格式？ 答案
描述硬盘如何写入文件。 答案
描述计算机如何从 USB 读取数据。 答案
你会推荐以下哪种光盘格式。
答案
注意：这里不需要 RW 或 RAM。
答案
注意：CD-ROM 可能太小了。
答案
注意：Rs 不适合，因为你必须不停地丢弃它们！ |