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计算机革命/硬件/存储

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计算机存储类型

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在了解不同存储设备之前,我们需要了解计算机中存储的类型。 两种存储类型称为主存储和辅助存储。 在提供主存储功能的设备中,信息只是临时存储的,并且易于访问以进行处理。 这些被称为 RAM 芯片(代表“随机存取存储器”),并连接到主板以及显卡。 提供辅助存储功能的设备能够永久存储信息,尽管存储的信息不像主存储那样容易访问,但仍然可以访问。 辅助存储设备包括硬盘驱动器、CD、闪存驱动器以及不太常见的软盘。 为了区分主存储和辅助存储之间的重要区别,请想象一下你家厨房里的场景。 你正在准备一顿饭,从你放在厨房岛台上的家庭食谱中取出食谱,以及你触手可及的配料和工具。 你的厨房岛台是你的主存储器,因为它让你触手可及地获取你用来处理信息(你可以把自己想象成 CPU)的东西,但这些东西不会永久地留在那里。 你的冰箱、食品储藏室和厨房橱柜可以看作是你的辅助存储器,因为物品可以永久地保存在这些区域,但如果你想做饭,你会花费更多的时间,因为你需要在其中搜索你需要的物品。


这是一个 RAM 芯片连接到主板的示例
这是一个闪存驱动器的示例,它支持便携式永久存储


一种软磁性磁盘。 它被称为软盘,因为如果你挥动它,它会晃动(至少,5¼ 英寸的软盘会这样)。 与大多数硬盘不同,软盘(通常称为软盘或磁盘)是便携式的,因为你可以从磁盘驱动器中取出它们。 软盘的磁盘驱动器被称为软盘驱动器。 软盘比硬盘访问速度慢,存储容量也更小,但它们便宜得多。 而且最重要的是,它们是便携式的。 软盘有三种基本尺寸

8 英寸:第一种软盘设计,由 IBM 于 1960 年代后期发明,并于 1970 年代初期用作只读格式,然后用作读写格式。 典型的台式电脑/笔记本电脑不使用 8 英寸软盘。 5¼ 英寸:1987 年之前制造的个人电脑的通用尺寸,是 8 英寸软盘的前身。 此类软盘通常能够存储 100K 到 1.2MB(兆字节)的数据。 最常见的尺寸是 360K 和 1.2MB。 3½ 英寸:软盘这个名称对于这些磁盘来说有点不恰当,因为它们被封装在一个坚固的套子里。 尽管尺寸很小,但微型软盘的存储容量却比它们的同类更大——从 400K 到 1.4MB 的数据。 个人电脑最常见的尺寸是 720K(双密度)和 1.44MB(高密度)。 苹果机支持 400K、800K 和 1.2MB 的磁盘。

当时,软盘是唯一的可移动存储选择。 该磁盘的一个主要问题是它很脆弱,很容易损坏。 如果你触碰暴露区域,你的数据可能会完全丢失。 处理它时必须格外小心。

软盘发展到了一种稍微更耐用的存储介质。 它的问题是,如果移动金属片,它会将数据暴露在会破坏保存数据的元素中。

Zip 驱动器是一种中等容量的可移动磁盘存储系统,由 Iomega 于 1994 年后期推出。 最初它的容量为 100 MB,但后来的版本将其增加到 250 MB,然后是 750 MB。

该格式成为超软盘类产品中最受欢迎的格式,但从未达到取代 3.5 英寸软盘的准标准地位。 它已经被闪存驱动器系统以及可重写 CD 和 DVD 所取代,并且正在逐渐失去人气。 Zip 品牌也用于内部和外部 CD 刻录机,被称为 Zip-650 或 Zip-CD。

硬盘驱动器 (HDD,也称为硬盘或固定磁盘驱动器) 是一种数字编码的非易失性存储设备,它将数据存储在硬盘盘片的磁性表面上。

硬盘最初是为与单个计算机连接使用而开发的,或者后来是在单个计算机内部使用。 后来,为了防止硬盘故障,它们被排列成各种配置,例如 独立磁盘冗余阵列 (RAID)。 RAID 是一种将数据存储在两个或多个协同工作的硬盘上的方法。 RAID1 使用的一种常见 RAID 技术是磁盘镜像。 磁盘镜像是指将数据同时写入两个重复硬盘。 这样一来,如果一个硬盘文件,数据会自动移动到另一个硬盘,在那里你可以访问它。 此技术大大降低了数据丢失和/或服务中断的可能性。

RAID 1

硬盘也存在于网络连接存储 (NAS) 设备中,但对于大量数据,最有效的使用方式可能是存储区域网络 (SAN)。 随着时间的推移,硬盘驱动器的应用已经扩展到计算机之外,包括录像机、音频播放器、数字记事本和数码相机。 2005 年,三星和诺基亚推出了第一款包含硬盘驱动器的手机。

硬盘的容量随着时间的推移呈指数级增长。 早期的个人电脑,容量为 20 兆字节的硬盘被认为是大的。 在 1990 年代后期,容量为 1 千兆字节及更大的硬盘开始上市。 截至 2006 年,仍在生产的“最小”台式电脑硬盘容量为 40 千兆字节,而最大容量的内部硬盘容量为 3/4 太字节(750 千兆字节),外置硬盘通过使用多个内部硬盘,其容量已达到或超过 1 太字节。 这些新的内部硬盘通过垂直记录技术提高了存储容量。

最传统的硬盘是磁性硬盘,它包含一个或多个圆形金属片,这些金属片涂有可磁化物质。 这些硬盘具有用于存储和检索数据的磁头,磁头直接连接到访问机构,访问机构帮助磁头在硬盘表面上移动。 不同类型的硬盘用于不同类型的计算机。 例如,台式电脑使用 2.5 英寸或 3.5 英寸硬盘,而手机、便携式数字媒体播放器和其他小型设备使用 1.5 英寸或更小的硬盘。 但是,无论硬盘的尺寸如何,每个硬盘都包含一个硬盘堆栈。

近年来,网络连接硬盘的发展也迅速增加,这通常被称为网络连接存储 (NAS),它最实用的形式是存储区域网络 (SAN),其中一台计算机承载多个磁盘,并通过网络共享对这些磁盘的访问(呈现),这样它们看起来像是客户端计算机的本地磁盘。 一个很好的例子见于 Building A Low Cost SAN

固态硬盘是一种新型硬盘,它不包含任何移动部件,允许数据存储在闪存技术上。 固态硬盘或 SSD 的尺寸比传统硬盘更小,为 64-256GB。 SSD 越来越受欢迎,因为它们的性能比传统 SSD 快几倍,并且在超轻薄笔记本和笔记本电脑中越来越受欢迎。 随着闪存技术不断发展并与 SATA 6Gbit/s 速度保持同步,SSD 的价格也正在下降。

HDD 和 SSD

外置硬盘

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外置硬盘

外部(便携式)硬盘通常由 USB 供电。单个磁性硬盘(内部有移动部件的典型硬盘)的当前容量限制为 500 千兆字节,但单个外部硬盘可以使用多个内部磁盘,存储空间超过 1 太字节(1,024 千兆字节)。SSD(固态硬盘)硬盘的当前容量限制为 128 千兆字节。外部驱动器可用于备份数据并确保数据安全。


混合硬盘由标准磁性硬盘和固态硬盘(参见下面的闪存)组成。这种配置可以提高驱动器的性能,即速度,同时不牺牲大小。使用闪存可以显着减少计算机启动和加载应用程序所需的时间。这些设备比标准硬盘更贵,但可能适合高级用户。




USB 闪存驱动器

USB 闪存驱动器

USB 闪存驱动器有时称为 USB 闪存驱动器、拇指驱动器或跳线驱动器,它包含集成到自包含单元中的闪存介质,通过标准 USB 端口连接到计算机或其他设备,并通过 USB 端口供电。USB 闪存驱动器旨在非常小巧便携。为了吸引各种用户,USB 闪存驱动器提供各种尺寸、颜色和外观——包括那些设计为连接到背包或戴在脖子上的,那些内置在项链、腕带或手表中的,那些薄到可以轻松放入钱包中的,以及那些制成定制形状的。当 USB 闪存驱动器内置到手表、太阳镜或瑞士军刀等消费产品中时,会使用可伸缩电线在需要时将设备连接到计算机。它们被广泛使用,与 USB 闪存驱动器相关的额外硬件正在变得可用,例如 USB 复制系统,教育工作者可以使用它来将作业或其他材料同时复制到大量 USB 闪存驱动器或从大量 USB 闪存驱动器复制到大量 USB 闪存驱动器。要读取或写入,您只需将其插入 USB 端口即可。如果 USB 闪存驱动器与计算机一起使用,则计算机会像任何其他类型的连接驱动器一样为其分配一个驱动器号,并且可以从 USB 闪存驱动器读取文件或写入 USB 闪存驱动器,直到它从 USB 端口拔出。如今大多数 USB 闪存驱动器的容量范围从 1 GB 到 64 GB。它对所有学生、员工来说最有用,可以将文件从一台计算机传输到另一台计算机,以及快速备份重要文件。

USB 密钥

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USB 密钥是新型移动存储单元。它是一个闪存盘,带有外壳,可以完美地滑入计算机的 USB 端口进行数据传输。USB 密钥的大小各不相同,最小的是 32 MB,最大的是目前为 4 GB。它可以携带任何类型的数据,例如您的音乐文件、文字应用程序,甚至 PowerPoint 演示文稿,几乎没有问题。USB 密钥比其前身软盘驱动器和 Zip 驱动器更安全,实际上一些 USB 密钥甚至经受住了洗衣机的考验!USB 密钥与 Windows 98 或更高版本兼容。它们也与 Mac 和 Linux 兼容。

磁带驱动器

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IBM 于 1949 年开始磁带驱动器研究。整个过程是为了找到打孔卡的合适替代品。必要条件是替代品应该是紧凑、更快、更便宜且可重复使用的。磁带驱动器和音频卡式磁带之间的主要区别在于机械。驱动器本身比家用卡式磁带播放器快得多,也更准确。磁带以连续的位串存储数据,也称为顺序数据,需要查找正在搜索的信息的特定部分,需要机械效率高且准确的机器。它们能够快速向前和向后快进到磁带上的特定位置,速度快且精度高。这是在老式电视和电影中看到的巨型卷轴到卷轴机器的图像,如今仍然因为其备份成本效益而被使用。备份是指将计算机硬盘驱动器中的数据记录到另一个辅助存储设备。虽然光盘越来越受欢迎,但磁带驱动器仍然广泛可用。自磁带驱动器问世以来,其改进一直是巨大的。最初的磁带驱动器 IBM 701 磁带驱动器可以存储 100 bpi(每英寸位数),以 70 ips(每秒英寸)的速度运行,长度可达 1400 英尺。从那时起,磁带发展到可以运行 200、556、800、1600,甚至 6250 bpi。它们运行速度比最初更快,长度可达 3600 英尺。磁带驱动器在 20 世纪 90 年代达到顶峰。然后,硬盘驱动器的灵活性和速度以及存储能力超过了磁带驱动器。如前所述,磁带驱动器仍然可用,但现在只用于大量数据的廉价备份。

智能卡

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智能卡是一种口袋大小的卡片,其中嵌入一个芯片。这些卡片有很多用途,从打印应用程序、身份识别、存储内存、信用卡和银行到其他用途。智能卡也用于手机的 SIM 卡、付费电视的授权卡、高安全识别和访问控制卡以及公共交通支付卡。

最近,智能卡开始用作电子钱包。智能卡芯片可以加载资金,这些资金可以在停车计费器和自动售货机或各种商家处使用。智能卡在上面列出的所有应用程序中都非常有效,因为它们成本低,但却是处理数据的非常有效的解决方案。

智能卡存储少量数据或用于身份识别。技术的进步极大地提高了智能卡的功能。它们可以用来增强办公室大楼等地方的安全。智能卡也用于世界各地的学生证。在一些智能卡中,甚至还有生物识别数据,以确保更高的安全级别。生物识别数据用于在智能卡释放任何数据给用户之前验证卡用户的真实性。

要使用智能卡,您必须将智能卡插入读卡器或将其放在读卡器附近。验证智能卡后,用户将能够完成他们想要进行的任何交易。


闪存是指一种内存芯片,它在没有电源的情况下也能保持其内容,并且可以被电子擦除和重新编程而无需从电路板中取出,通常用于传真机。之所以称为闪存,是因为微芯片的组织方式是,一块内存单元在一次操作或“闪存”中被擦除。闪存用于数字手机、数码相机、局域网交换机、笔记本电脑的 PC 卡、数字机顶盒、嵌入式控制器和其他设备。

闪存有三种形式:1)闪存卡,2)闪存盘和 3)闪存驱动器。首先,闪存卡也称为闪存 RAM。它可以插入数码相机、手持 PC 或其他移动设备的内存端口。此外,这种闪存卡是可移动存储器,没有处理器。第二种闪存是闪存盘,它体积小巧,可以容纳超过 1 千兆字节的数据。它插入不同设备的内存盘端口,如数码相机、摄像机、笔记本电脑、PC 等。最后一种形式是闪存驱动器,也称为 USB 闪存卡。它通常小巧轻便,可移动且可重写。它也可以容纳更多数据,并且可能更可靠。存储容量高达 2 千兆字节,因此人们不必携带笔记本电脑,这种闪存卡可以插入计算机的 USB 端口或 USB 集线器

在线辅助存储

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您知道除了压缩驱动器、存储棒和软盘之外,还有其他存储信息的方式吗?这就是在线二级存储。人们也可以使用互联网上的此服务备份信息。这种方式被公司用来保存其信息作为备份。过去,公司在遭遇洪水和火灾时丢失了大量信息。一些服务是免费的,但另一些则需要付费。一些在线存储公司提供在线互联网备份服务。这些公司包括 Driveway、Magical Desk 和 Backup 等。在线存储意味着公司可以安全地将机密信息存储在互联网上,并在丢失原始信息时拥有副本。此外,此信息可以与身处世界各地的员工共享,并可以在任何地方更新。一些公司决定存储信息,因为他们由于病毒、硬件被盗或软件无法正常工作而丢失了非常重要的信息。这种存储是可靠的,互联网备份如何工作?首先,人们需要购买软件并将其安装到其硬盘驱动器中 - 功能 - 在线备份,通过互联网进行远程异地数据备份:PerfectBackup 英国 -

全息存储

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全息存储正如您所想象的那样。一种 3D 存储系统,它将图像/数据记录在全息磁盘或盒带上。除了听起来很棒,您为什么要使用它?它速度快得令人难以置信,并且可以容纳大量空间。这是因为这种类型的存储使用光来发送数据。一次闪光可以容纳超过一百万位数据。这就是它速度快且可以容纳大量数据的缘故。全息图也存储在介质的厚度中。例如,磁盘具有一个螺旋轨道来存储其数据。另一方面,全息图几乎像一片片切好的奶酪一样叠加在一起,只是更微小。那么这是如何完成的呢?全息驱动器将它接收的光分成两束。参考光束的角度决定了数据的存储位置。另一束称为信号光束通过一个设备(空间光调制器)并将光中的数据转换为 3D 模型。

图像描述了此过程。

全息图制作 (1)
  1. 用于写入或读取数据的激光束
  2. 这是光束被分裂的地方
  3. 这是参考光束的路径。
  4. 这是信号光束通过空间光调制器并转换数据的路径
  5. 这是数据被读取并投射到探测器上以重建的地方


云存储

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云存储是通过互联网访问的远程存储设备。此存储可以按需访问,因此给您带来便利。有一些应用程序,例如 Google Docs 和 Flickr,您可以在其中存储内容并进行访问。通常,这类网站的用户会创建一个受密码保护的帐户,并选择文件是私有的还是与特定个人共享的。这种类型的存储用户正在增加,因为他们的文件可用性。他们可以登录任何计算机或移动设备来访问他们的文件,这确保了无论您身在何处,您的重要文件都在您的身边。在线存储也很方便,因为您可以定期备份您的文件,因此即使您的计算机崩溃,也能保护您的文件。大多数这些网站免费提供这种类型的存储。

部署

也有不同类型的云部署。公共云是指提供商将存储提供给公众使用,无论免费还是付费。私有云由单个组织使用,并且只能由该组织中被授予访问权限的用户访问。私有云由组织内部或外部运营,具体取决于组织的需求和能力。社区云由多个具有共同关注点(如安全、合规性等)的组织的用户使用。混合模型由 2 或 3 种不同类型的云组成,但仍保持其自身独特的操作方式,但可在不同类型之间进行通信,而不会丢失其原始完整性。

进一步阅读

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华夏公益教科书