存儲器系統(tǒng)(論文)-在線瀏覽
2024-08-06 15:56本頁面
【正文】 器或多或少有漏電的情形，若不作特別處理，數(shù)據(jù)會漸漸隨時間流失。需要刷新正好解釋了隨機(jī)存取存儲器的易失性。靜電會干擾存儲器內(nèi)電容器的電荷，引致數(shù)據(jù)流失，甚至燒壞電路。 存儲器分類如下所示 雙極型半導(dǎo)體存儲器 隨機(jī)存儲器（RAM） MOS存儲器（靜態(tài)、動態(tài)） 主存儲器 可擦除可編程只讀存儲器 只讀存儲器 （ROM） 掩膜型只讀存儲器 快擦型存儲器 可編程只讀存儲器 磁盤（軟盤、硬盤、盤組）存儲器 存儲器 輔助存儲器 磁帶存儲器 光盤存儲器 緩沖存儲器 第2章 存儲器的發(fā)展歷史1) 汞延遲線汞在常溫下為液態(tài)，同時又有導(dǎo)電的特性。這種汞延遲線存儲器被應(yīng)用于EDVAC—世界上第一臺具有存儲功能的計(jì)算機(jī)，但由于環(huán)境條件的限制，這種存儲方式受各種環(huán)境因素影響而不精確。磁帶機(jī)由磁帶傳動機(jī)構(gòu)和磁頭等組成，能驅(qū)動磁帶相對磁頭運(yùn)動，用磁頭進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換，在磁帶上順序地記錄或讀出數(shù)據(jù)。存儲數(shù)據(jù)的磁帶可脫機(jī)保存和互換讀出。磁帶是所有存儲器發(fā)展中單位存儲信息成本最低、容量最大、標(biāo)準(zhǔn)化最高的常用存儲介質(zhì)之一。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，磁帶庫通過SAN系統(tǒng)可形成網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)，是大型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的良好存儲設(shè)備。磁鼓存儲器是利用高速旋旋轉(zhuǎn)的圓柱體磁性表面作記錄媒體的存儲設(shè)備。它利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行數(shù)字信息的寫入與讀出，由作為信息載體的磁鼓筒，磁頭，讀寫及譯碼電路和控制電路等主要部分組成。作為電磁轉(zhuǎn)換器的磁頭與鼓筒表面保持微小而恒定的間隙(~以下)并沿鼓筒軸線均勻排列，在電子電路的控制下進(jìn)行信息的寫入和讀出。磁鼓存儲器采用飽和磁記錄，從固定磁頭發(fā)展到浮動式磁頭，從采用磁膠發(fā)展到采用電鍍的連續(xù)磁介質(zhì)，這些都為后來的磁盤存儲器打下了基礎(chǔ)。 美籍華人王安博士利用這一思想研制的“脈沖傳輸控制裝置于1949年獲得了美國專利，開創(chuàng)了磁芯存儲器時代。每個磁芯都有XY互相垂直的兩個方向的導(dǎo)線穿過，另外還有一條斜穿的讀出線，上面的照片中可以清楚地看到這些線，這些線組成陣列，XY分別做兩個不同方向的尋址。通常情況下一個存儲器的寫入總是比讀出要慢，但是磁芯存儲器恰恰相反，它是讀出比寫入慢，因?yàn)樗淖x出是破壞性的，所以讀出必須包括一個寫入的過程以恢復(fù)數(shù)據(jù)。磁場能以電子的速度來閱讀，這是交互式計(jì)算機(jī)有了可能。這套系統(tǒng)的總?cè)萘恐挥?MB，共使用了50個直徑為24英寸的磁盤。1979年，IBM發(fā)明了薄膜磁頭，進(jìn)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。1991年，使硬盤的容量首次達(dá)到了1GB，從此，硬盤容量開始進(jìn)入了GB數(shù)量級。 l 硬盤硬盤的面密度已經(jīng)達(dá)到每平方英寸100Gb以上，是容量、性價比最大的一種存儲設(shè)備。硬盤不僅用于各種計(jì)算機(jī)和服務(wù)器中，在磁盤陣列和各種網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)中，它也是基本的存儲單元。在閃存芯片難以承擔(dān)的大容量移動存儲領(lǐng)域，微硬盤可大顯身手。微硬盤廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、MP3設(shè)備和各種手持電子類設(shè)備。其中，之后出現(xiàn)過24MB、100MB、200MB的高密度過渡性軟盤和軟驅(qū)產(chǎn)品。 圖6 存儲器6) 光盤光盤主要分為只讀型光盤和讀寫型光盤。讀寫型則允許人們對光盤內(nèi)容進(jìn)行修改，可以抹去原來的內(nèi)容，寫入新的內(nèi)容。上世紀(jì)60年代，荷蘭飛利浦公司的研究人員開始使用激光光束進(jìn)行記錄和重放信息的研究。最初的產(chǎn)品就是大家所熟知的激光視盤（LD）系統(tǒng)。下面簡單介紹這三個存儲器設(shè)備發(fā)展階段性的產(chǎn)品特點(diǎn)。模擬信號的處理機(jī)制是指，模擬的電視圖像信號和模擬的聲音信號都要經(jīng)過FM頻率調(diào)制、線性疊加，然后進(jìn)行限幅放大。1982年，由飛利浦公司和索尼公司制定了CDDA激光唱盤的紅皮書（Red Book）標(biāo)準(zhǔn)。CDDA激光唱盤記錄音響的方法與LD系統(tǒng)不同，CDDA激光唱盤系統(tǒng)首先把模擬的音響信號進(jìn)行PCM（脈沖編碼調(diào)制）數(shù)字化處理，再經(jīng)過EMF（8～14位調(diào)制）編碼之后記錄到盤上。CDDA系統(tǒng)取得成功以后，使飛利浦公司和索尼公司很自然地想到利用CDDA作為計(jì)算機(jī)的大容量只讀存儲器。這個標(biāo)準(zhǔn)的核心思想是，盤上的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊的形式來組織，每塊都要有地址，這樣一來，盤上的數(shù)據(jù)就能從幾百兆字節(jié)的存儲空間上被迅速找到。錯誤檢測采用了循環(huán)冗余檢測碼，即所謂CRC，錯誤校正采用里德－索洛蒙(Reed Solomon)碼。 在上世紀(jì)80年代中期，光盤存儲器設(shè)備發(fā)展速度非?？?，先后推出了WORM光盤、磁光盤（MO）、相變光盤（Phase Change Disk，PCD）等新品種。 圖7 盤存儲器7) 納米存儲1998年，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)和普林斯頓大學(xué)成功制備量子磁盤，這種磁盤是由磁性納米棒組成的納米陣列體系。1988年，法國人首先發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng)，到1997年，采用巨磁電阻原理的納米結(jié)構(gòu)器件已在美國問世，它在磁存儲、磁記憶和計(jì)算機(jī)讀寫磁頭等方面均有廣闊的應(yīng)用前景。這是納米存儲材料技術(shù)研究的一大進(jìn)展。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；然后再使硅元素升華，使其按上述原子軌道進(jìn)行排列；最后，借助于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”，余下的硅原子則代表“1”，這就形成了相當(dāng)于計(jì)算機(jī)晶體管功能的原子級記憶材料。研究小組負(fù)責(zé)人赫姆薩爾教授說，在室溫條件下，一次操縱一批原子進(jìn)行排列并不容易。
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