thiết bị lưu trữ(phương tiện lưu trữ từ tính) (Máy tính & Điện tử) – Mimir Bách khoa toàn thư
Trong số các công nghệ điện tử phát triển nhanh chóng, tốc độ tiến bộ của công nghệ bộ nhớ là nhanh nhất cùng với công nghệ bán dẫn. So sánh bộ nhớ trung bình của năm 1983 với của ENIAC khoảng 40 năm trước, tốc độ là khoảng 2 chữ số từ 10 μs đến 0,1 μs hoặc ít hơn trong thời gian truy cập và 6 chữ số từ 6 W đến vài μW hoặc ít hơn trong yêu cầu năng lượng bit. Như đã đề cập ở trên, âm lượng mỗi bit được cải thiện 10 chữ số trở lên từ 0,3 l đến 10⁻ 8 cm 3 hoặc nhỏ hơn, và dung lượng lưu trữ được cải thiện hơn 12 chữ số.
Bạn đang đọc: thiết bị lưu trữ(phương tiện lưu trữ từ tính) (Máy tính & Điện tử) – Mimir Bách khoa toàn thư
Biểu đồ về dung lượng lưu trữ điển hình và giá trị thời gian truy cập của các thiết bị lưu trữ chính và các thành phần lưu trữ 2 Được thể hiện trong. Sự phân bố này di chuyển lên phía trên bên phải cùng với sự tiến bộ của công nghệ và thời đại. Tốc độ càng nhanh thì dung lượng càng nhỏ. Mối quan hệ này không chỉ giống nhau đối với nguyên tắc hoạt động mà còn đối với những người sử dụng cùng một nguyên liệu và nguyên tắc. Do tốc độ cao trái ngược nhau và tất yếu của dung lượng lớn, nên không thực tế và kinh tế khi phủ tất cả bộ nhớ mà hệ thống yêu cầu bằng bộ nhớ có cùng nguyên lý hoạt động và vật liệu. Thông tin được sử dụng trong một khoảng thời gian ngắn của một quá trình xử lý nhất định thường là một nhóm thông tin không liên quan nhiều đến nhau. Sử dụng đặc tính này, nó được sử dụng rộng rãi như một phương tiện để chuyển thông tin của phần cần thiết từ bộ nhớ dung lượng lớn tốc độ thấp sang bộ nhớ dung lượng nhỏ tốc độ cao vào một thời điểm thích hợp và sử dụng nó để cải thiện hiệu suất tổng thể và nên kinh tê. Đã được thực hiện. Đây được gọi là cấu hình phân cấp của các thiết bị lưu trữ hoặc cấu hình nhiều bộ nhớ. Sơ đồ hóa khái niệm 3 Được hiển thị trong. Năm lớp trong hình có thể được bỏ qua tùy thuộc vào kích thước của hệ thống. Các tệp bên dưới tệp ngoại tuyến thường không được sử dụng thường xuyên và thường liên quan đến các thao tác thủ công. Hệ thống lưu trữ siêu khối lượng (viết tắt là MSS) là một nỗ lực để tự động hóa hoạt động thủ công này và đưa nó lên mạng.
Thiết bị lưu trữ chính là một bộ nhớ trực tiếp ( trong 1 số ít trường hợp, trải qua thiết bị lưu trữ bộ đệm ) trao đổi thông tin với thiết bị số học / điều khiển và tinh chỉnh hoặc tựa như bằng cách chỉ định địa chỉ và còn được gọi là thiết bị lưu trữ nội bộ. Thông thường, bộ nhớ lõi từ đã được sử dụng thoáng rộng như một thiết bị lưu trữ chính trong một thời hạn dài, nhưng ngày này, thiết bị lưu trữ bán dẫn tạo thành những ô lưu trữ với mạch tích hợp bán dẫn là khuynh hướng chủ yếu. Bộ nhớ ngoài thiết bị lưu trữ chính được gọi là thiết bị lưu trữ phụ hay thiết bị lưu trữ ngoài, còn được gọi là thiết bị lưu trữ tập tin khi trách nhiệm chính là lưu trữ một lượng lớn thông tin với ngân sách thấp. Nó cũng hoàn toàn có thể được sử dụng như một thiết bị đầu vào / đầu ra hoặc một phương tiện trao đổi thông tin. Thiết bị lưu trữ bên ngoài ( phụ ) trao đổi thông tin với thiết bị lưu trữ chính mà không cần liên kết trực tiếp với thiết bị số học / tinh chỉnh và điều khiển. Các thiết bị băng từ, thiết bị đĩa từ, thiết bị đĩa mềm, vv thường được sử dụng .Hình ví dụ về thông số kỹ thuật giá thiết bị của một mạng lưới hệ thống máy tính lớn nổi bật Bốn Được biểu lộ trong. Hệ thống bộ nhớ chiếm phần đông. Trong những mạng lưới hệ thống vừa và nhỏ, số lượng thiết bị đầu vào / đầu ra tăng lên tương đối và kênh / mạng lưới hệ thống truyền thông online thu hẹp lại, nhưng mạng lưới hệ thống lưu trữ vẫn là phần chính. Tầm quan trọng của thiết bị lưu trữ đã trở nên quyết định hành động kể từ khi J. von Neumann yêu cầu giải pháp chương trình lưu trữ, nhưng nó cho thấy một cách tổng lực sự tăng trưởng của thiết bị lưu trữ đã góp phần nhiều như thế nào so với sự tăng trưởng của máy tính và mạng lưới hệ thống điện tử. Là số lượng Số năm Là. Phí sử dụng máy tính và giá thiết bị lưu trữ từng giảm vài phần nghìn trong một phần tư thế kỷ, nhưng rõ ràng từ tỷ suất cấu thành giá mà sự tân tiến và tăng trưởng của bộ nhớ đóng một vai trò quyết định hành động. Khi những thiết bị lưu trữ ngày càng trở nên phức tạp và rẻ tiền, chúng được sử dụng thoáng rộng trong những nghành nghề dịch vụ khác ngoài máy tính. Đó là, giải quyết và xử lý như nén tĩnh / di dời / băng tần của hình ảnh TV, lưu trữ chất lượng cực cao và quy đổi vận tốc giọng nói, lưu trữ / quy đổi thông tin liên lạc và giải quyết và xử lý tín hiệu kỹ thuật số, ứng dụng vào những công cụ giám sát khác nhau và ứng dụng để tạo và chỉnh sửa tài liệu. .. Các biến hóa cũng đang xảy ra trong mạng lưới hệ thống máy tính. Nói cách khác, cho đến những năm 1970, khi những thiết bị nhớ đắt tiền và có đặc tính kém, những mạng lưới hệ thống giải quyết và xử lý thông tin bị số lượng giới hạn bởi bộ nhớ, và mạng lưới hệ thống này được phong cách thiết kế tập trung chuyên sâu vào việc nâng cao hiệu suất cao sử dụng bộ nhớ. Tuy nhiên, gần đây, ngân sách tạo và bảo dưỡng ứng dụng tăng cao và giá bộ nhớ thấp hơn đã tích góp, và ngay cả khi lượng bộ nhớ được sử dụng tăng lên, gánh nặng so với ứng dụng đã biến hóa .
Vui lòng tham khảo bảng thuật ngữ để biết các thuật ngữ liên quan đến thiết bị lưu trữ.
→ Thiết bị lưu trữ quang học → Thiết bị lưu trữ từ tính → Thiết bị lưu trữ bán dẫn
[Thuật ngữ thiết bị lưu trữ] Lưu trữ bộ nhớ lưu trữ bộ nhớ Một thiết bị lưu trữ nhằm mục đích lưu trữ một lượng lớn thông tin như tài liệu chính thức và dữ liệu lịch sử trong một khoảng thời gian dài. Lưu trữ lâu dài tính ổn định của thông tin và hiệu quả của lưu trữ được theo đuổi và việc viết lại thông tin nói chung là không cần thiết. Nghiên cứu đang được tiến hành trên các màng mỏng kim loại có các lỗ nhỏ được tạo ra bởi chùm điện tử và các màng sử dụng công nghệ chụp ảnh, nhưng các màng mỏng vẫn chưa được phát triển và nhu cầu chưa chắc đã thành hiện thực. Truy cập thời gian truy cập thời gian Làm cho một thiết bị lưu trữ hoặc một thành phần lưu trữ có thể đọc và ghi được bởi một lệnh hoạt động được đưa ra từ một chương trình được gọi là gần, gọi hoặc truy cập, và thời gian từ khi nhận lệnh hoạt động đến khi nhập trạng thái bắt đầu trả về thông tin được gọi. Thời gian truy cập hoặc thời gian đổ chuông là một giá trị đặc trưng quan trọng cho biết tốc độ của thiết bị / thành phần lưu trữ. Bộ nhớ tương tự bộ nhớ tương tự Một tín hiệu tương tự có thể được lưu trữ trong một thời gian dài và giá trị được lưu trữ có thể được đọc ra mà không bị phá hủy. Có bộ nhớ điểm lưu một điểm mẫu, bộ nhớ dạng sóng lưu tín hiệu một chiều và bộ nhớ bề mặt lưu tín hiệu hai chiều. Ghi thông thường bằng băng từ là một loại bộ nhớ dạng sóng. Bộ nhớ kỹ thuật số đã trở nên phổ biến vì về cơ bản không thể tránh khỏi nhiễu và biến dạng sẽ tăng lên do lưu trữ và phát lại nhiều lần. Gần đây, ngày càng có nhiều trường hợp chuyển đổi AD được thực hiện, lưu trữ kỹ thuật số và tái tạo thông qua chuyển đổi DA. Bộ nhớ dễ bay hơi Bộ nhớ dễ bay hơi Còn được gọi là thiết bị lưu trữ không bền, một thiết bị lưu trữ mất thông tin được lưu trữ khi tắt nguồn. Ví dụ như thiết bị lưu trữ bán dẫn sử dụng mạch lật và thiết bị lưu trữ động (bộ nhớ động) lưu trữ sự có mặt hoặc không có điện tích của điện dung ký sinh. Bộ nhớ bong bóng từ tính Thông tin được lưu trữ khi có hoặc không có các miền từ tính hình trụ ổn định (bong bóng) với đường kính khoảng 1 μm được tạo ra trong màng mỏng garnet từ tính, và các bong bóng di chuyển dọc theo đường truyền được hình thành bởi mẫu màng mỏng cố định bởi từ trường quay động lực. Điều này tạo thành một bộ nhớ tròn. Mặc dù nó có ưu điểm là bộ nhớ sống không biến động, tốc độ hoạt động của nó nằm ở khoảng giữa giữa bộ nhớ lưu trữ bán dẫn và bộ nhớ dựa trên lưu trữ từ tính, và nó được sử dụng như một thiết bị lưu trữ ngoại vi. Bộ nhớ CCD sạc cùng bộ nhớ thiết bị Một loại phần tử bộ nhớ bán dẫn. Các khoản phí tương ứng với thông tin được lưu trữ được lưu trữ trong điện thế được hình thành dưới điện cực chuyển, và điện áp đặt vào điện cực chuyển được di chuyển để tạo thành bộ nhớ kiểu thanh ghi dịch chuyển. Vì lượng phí được truyền có thể được thiết lập tự do, nó cũng có thể được sử dụng như một bộ nhớ tương tự. Nó nhỏ hơn và rẻ hơn so với RAM của các phần tử loại MOS, nhưng nó chỉ là bộ nhớ loại tuần hoàn. Bộ nhớ lõi từ tính Một thiết bị lưu trữ sử dụng hai hướng của từ hóa dư của lõi từ ferit có đặc tính từ trễ vuông. Nó còn được gọi là bộ nhớ lõi. Thông thường, một ma trận bao gồm một lõi từ hình xuyến nhỏ có đường kính khoảng 0,5 mm và dây bện, và dây bện được tạo thành. Viết thông tin bằng cách lựa chọn loại đối sánh hiện tại. Tốc độ hoạt động bị giới hạn bởi tốc độ đảo ngược từ hóa của lõi từ, nhưng lõi đan có nhiều bước là một nhược điểm, với kích thước khoảng 1 bit trên 10⁻ 3 cm 3, kiểu truy cập ngẫu nhiên và bộ nhớ không thay đổi ， Hiệu suất là thiết bị lưu trữ ổn định và tuyệt vời. Trong 20 năm kể từ khi được phát triển vào năm 1953, bộ nhớ chính của hệ thống máy tính chủ yếu được cấu tạo từ bộ nhớ lõi từ, vốn là công nghệ chủ đạo, nhưng gần đây nó đã được thay thế bằng bộ nhớ bán dẫn chỉ dành cho các ứng dụng đặc biệt. Bộ nhớ màng mỏng từ tính Nhiều công nghệ khác nhau đã được phát triển để cải thiện những nhược điểm của thiết bị lưu trữ lõi từ, nhưng công nghệ đã thành công ở một mức độ nào đó là bộ nhớ màng mỏng từ tính. Vì một màng mỏng từ tính dị hướng được sử dụng thay cho lõi từ hình xuyến, nên nó hoạt động ở tốc độ cao, có thể đọc không bị phá hủy, không có quá trình bện và có năng suất cao, nhưng rất khó để sử dụng cấu trúc mạch từ khép kín. điện áp thấp, và nó dễ bị nhiễu. Là một nhược điểm. Bộ nhớ ngoại vi Khi một hệ thống yêu cầu dung lượng lưu trữ lớn hoặc phương tiện ghi thông tin được sử dụng như một gói thông tin đầu vào / đầu ra, thì rất khó để thiết lập về mặt kinh tế và hoạt động chỉ với thiết bị lưu trữ chính. Do đó, các thiết bị phụ trợ như đĩa từ, thiết bị lưu trữ dung lượng cực lớn (hệ thống lưu trữ khối), băng từ, thẻ từ, bong bóng từ, đĩa mềm và băng cassette kỹ thuật số được sử dụng thông qua các thiết bị kênh hoặc bus dữ liệu theo cách tương tự như thiết bị đầu vào / đầu ra (Bên ngoài) thiết bị lưu trữ đôi khi được gọi là thiết bị lưu trữ ngoại vi. Josephson bộ nhớ Josephson bộ nhớ Nó còn được gọi là bộ nhớ siêu dẫn và nhiều loại khác nhau đã được nghiên cứu, nhưng loại con thoi giữ từ thông trong đường giao nhau Josephson, và từ thông được truyền tuần tự bởi một tín hiệu điều khiển bên ngoài theo cách giống như một thanh ghi dịch chuyển. Ở đằng trước. Là một thiết bị lưu trữ loại tuần hoàn tương tự như bong bóng từ tính thời gian hoạt động rất nhanh vài chục ps, tiêu thụ điện năng, 10⁻ 1 9 J / là bit thứ tự của hứa hẹn vô cùng nhỏ nhưng thực tế sử dụng vẫn chưa được. Bộ nhớ động Bộ nhớ động Ở trạng thái ổn định, không có khả năng lưu giữ thông tin và trạng thái tương ứng với thông tin và phần tử có hiện tượng phân rã theo thời gian được sử dụng làm ô lưu trữ, nhưng ô lưu giữ thông tin bằng cách viết lại định kỳ được gọi là bộ nhớ động hay bộ nhớ động. .. Một ví dụ là bộ nhớ bán dẫn loại 3 bóng bán dẫn hoặc loại 1 bóng bán dẫn, có ưu điểm là đơn giản hóa cấu trúc tế bào và cho phép tích hợp và kinh tế cao. Bộ nhớ có khả năng lưu giữ thông tin ở trạng thái ổn định được gọi là bộ nhớ tĩnh hay bộ nhớ tĩnh. Bộ nhớ đệm bộ nhớ đệm Nó tạm thời lưu trữ thông tin để điều chỉnh tốc độ hoạt động, độ rộng dữ liệu, định dạng dữ liệu, thời gian,… và còn được gọi là thiết bị lưu trữ bộ đệm. Cụ thể, một bộ nhớ đệm hoặc bộ nhớ bàn di chuột hoạt động với tốc độ cực cao bên trong một đơn vị số học và hoạt động như một bản ngã thay thế của thiết bị lưu trữ chính đôi khi được gọi. Đọc ra không phá hủy Đọc thông tin được lưu trữ mà không thay đổi trạng thái của ô lưu trữ. Viết tắt là NDRO. Khi thông tin mới được ghi, thông tin được giữ lại sẽ được thiết lập lại, do đó không cần phải xóa nó, nhưng một số ký ức sử dụng nguyên tắc thông tin được lưu trữ sẽ bị phá hủy bởi thao tác đọc. Định dạng này ngay lập tức viết lại cùng một thông tin khi cần thiết. Một thiết bị lưu trữ lõi từ là một ví dụ. PROM (bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình) Một thiết bị lưu trữ chỉ đọc mất nhiều thời gian hơn so với ghi bộ nhớ trực tiếp, nhưng có thể đặt thông tin lưu trữ bằng thao tác ghi. Loại cầu chì không thể xóa hoặc viết lại khi ghi thông tin, loại đứt gãy khớp nối, loại FAMOS có thể xóa và viết lại bằng cách chiếu tia cực tím, loại cổng 2 lớp, loại MNOS có thể viết lại bằng điện, loại 2 lớp Có một PROM chẳng hạn như một loại cổng. Bộ nhớ không bay hơi Bộ nhớ không bay hơi Một thiết bị lưu trữ có thể giữ lại thông tin đã lưu trữ mà không tiêu tốn năng lượng, tức là ngay cả khi tắt nguồn. Còn được gọi là lưu trữ độ bền. Ví dụ như thiết bị lưu trữ lõi từ, đĩa từ và thiết bị lưu trữ băng từ. Bộ nhớ đẩy xuống đẩy bộ nhớ xuống Nói chung, thiết bị lưu trữ thực hiện thao tác lưu trữ bằng cách sử dụng địa chỉ làm trung gian, nhưng đây là định dạng lưu trữ chỉ điều chỉnh thứ tự lưu trữ theo chuỗi thời gian. Còn được gọi là ngăn xếp đẩy xuống, cửa hàng đẩy xuống, bộ nhớ vào cuối, bộ nhớ đầu ra, bộ nhớ địa chỉ số 0, v.v., nó được sử dụng để phân nhánh và quay trở lại các chương trình con. Bộ nhớ thông thường thường được sử dụng cho hoạt động của con trỏ. Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên Còn được gọi tắt là RAM hoặc thiết bị lưu trữ cuộc gọi tốc độ không đổi, một thiết bị lưu trữ trong đó thời gian truy cập gần như không đổi bất kể vị trí lưu trữ hoặc thứ tự cuộc gọi khi truy cập (gọi) một vị trí lưu trữ tùy ý. Thiết bị lưu trữ bán dẫn và bộ nhớ lõi là điển hình của các thiết bị lưu trữ chính. Trong thiết bị lưu trữ phụ, thiết bị đĩa từ được gọi là tệp truy cập ngẫu nhiên trái ngược với thiết bị băng từ. Khi sử dụng chữ viết tắt của RAM, nó được sử dụng ngược lại với ROM. ROM nói chung là một cuộc gọi vận tốc không đổi (RAM). Mặt khác, các bộ nhớ như trống từ, băng từ và CCD lưu trữ thông tin lưu trữ và phương tiện lưu trữ bằng cách luân chuyển chúng theo phương thức điện tử hoặc cơ học, do đó, cơ chế truy cập có thể được chia sẻ bởi một số lượng lớn các bit, do đó chúng không tốn kém để cấu hình. Nó có thể được thực hiện, nhưng thời gian truy cập lâu và không liên tục. Loại bộ nhớ này được gọi là thiết bị lưu trữ cuộc gọi tròn hoặc bộ nhớ tròn. Bộ nhớ chỉ đọc Bộ nhớ chỉ đọc / bộ nhớ cố định / bộ nhớ vĩnh viễn Còn được gọi tắt là ROM. Bộ nhớ có các chức năng và chuyển động đọc, ghi như nhau và bộ nhớ còn trống được gọi là bộ nhớ sống. Với đặc điểm ghi, có các bộ nhớ chỉ đọc, thiết bị lưu trữ cố định và bộ nhớ chết nhằm mục đích tạo ra các đặc tính lưu giữ thông tin, khả năng đọc tốc độ cao và tính kinh tế. Nhiều loại đã được phát triển và sử dụng, chẳng hạn như loại khó thay đổi thông tin được lưu trữ, loại được thực hiện thủ công và loại có thể thực hiện được bằng lệnh. Nó được sử dụng để chứa các chương trình cần được ngăn chặn khỏi bị phá hủy và để chứa thông tin với một số lượng nhỏ được viết lại. Nói chung, nó là một bộ nhớ không thay đổi và cần phải có một thiết bị ngoại tuyến chuyên dụng để ghi và xóa. Bộ nhớ liên kết / bộ nhớ định địa chỉ nội dung / bộ nhớ định địa chỉ nội dung Còn được gọi tắt là CAM. Thiết bị lưu trữ chung đọc thông tin được lưu trữ theo địa chỉ là vị trí lưu trữ, nhưng thiết bị lưu trữ có thể lập chỉ mục và đọc thông tin được lưu trữ bằng cách chỉ định nội dung thông tin. Sử dụng trường tham chiếu thay vì địa chỉ và đọc nó bằng cách đối sánh thông tin tham chiếu. Trường tham chiếu cũng có thể được thay đổi tự do với bộ nhớ trực tiếp. Nó được thực hiện bởi một hàm logic đơn giản khác với hàm và khả năng liên kết của con người. Lưu ý rằng việc tạo bộ nhớ liên kết của toàn bộ thiết bị lưu trữ sẽ rất tốn kém, vì vậy người ta thường áp dụng ý tưởng này cho một số bộ phận. Bộ nhớ dây bộ nhớ dây từ tính Hay còn gọi là thiết bị lưu trữ dây từ. Một dạng thiết bị lưu trữ màng mỏng từ tính, trong đó một dây dẫn từ trong đó một màng mỏng từ tính dị hướng một trục theo hướng chu vi được gắn vào bề mặt của một dây dẫn phi từ tính có đường kính khoảng 0,1 mm bằng phương pháp mạ điện là trực giao với dòng từ. Được sắp xếp với số lượng lớn trong một ma trận. Một dòng điện chạy qua mỗi dây từ và dây từ, từ hóa tại giao điểm có chiều ngược và viết. Khoang lưu trữ trở thành một đường dẫn từ khép kín và có thể kết hợp với một dây từ cũng đóng vai trò là dây giác nên có khả năng chống nhiễu. Akira Kawamata
Akira Kawamata
Source: https://dvn.com.vn
Category: Điện Tử
