Назначение и устройство компьютера принципы организации представления внутренней и внешней памяти

Обновлено: 23.11.2024

Вторичное запоминающее устройство — это любое энергонезависимое запоминающее устройство, которое является внутренним или внешним по отношению к компьютеру. Это может быть любое устройство хранения помимо основного хранилища, которое обеспечивает постоянное хранение данных.

Вторичное запоминающее устройство также называется вспомогательным запоминающим устройством, резервным запоминающим устройством, хранилищем уровня 2 или внешним хранилищем.

Techopedia объясняет вторичное запоминающее устройство

Дополнительные устройства хранения в первую очередь относятся к устройствам хранения, которые служат дополнением к основному хранилищу, ОЗУ и кэш-памяти компьютера. Поскольку они всегда состоят из энергонезависимой памяти, они позволяют пользователю постоянно хранить на них данные.

Обычно вторичное хранилище позволяет хранить данные объемом от нескольких мегабайт до петабайт. На этих устройствах хранятся практически все программы и приложения, хранящиеся на компьютере, включая операционную систему, драйверы устройств, приложения и общие пользовательские данные.

Они используются для самых разных целей: от резервного копирования данных, используемых для восстановления в будущем или аварийного восстановления, до долгосрочного архивирования данных, к которым редко обращаются, и хранения некритических данных на менее производительных и менее дорогих дисках. .

Основными характеристиками вторичного хранилища являются высокая емкость и низкая стоимость, хотя скорость, надежность и портативность также могут быть важны. Долговечность и долгосрочная доступность также могут быть проблемой. Например, многие данные прошлых десятилетий, хранившиеся на магнитных лентах, сейчас практически непригодны для использования.

Вторично сохраненные данные могут не находиться под непосредственным контролем операционной системы. Например, многие организации хранят свои архивные данные или важные документы на дополнительных накопителях, к которым их основная сеть не может получить доступ, чтобы обеспечить их сохранность в случае утечки данных.

Поскольку эти диски не взаимодействуют напрямую с основной инфраструктурой и могут находиться в удаленном или защищенном месте, маловероятно, что хакер сможет получить доступ к этим дискам, если они не будут физически украдены.

Большинство вторичных запоминающих устройств раньше были внутренними для компьютера, например, жесткий диск, ленточный накопитель и даже оптический накопитель (CD-ROM, Blu-ray и DVD) и дисковод для гибких дисков.

Однако сегодня многие дополнительные накопители часто являются внешними, особенно после появления USB-накопителей и устройств plug-and-play. Кроме того, многие дополнительные устройства хранения теперь являются виртуальными устройствами, размещенными на сторонних облачных серверах, размещенных во многих службах, таких как Dropbox, Google Drive, Amazon Web Services (AWS) или Microsoft Azure. Облачные репозитории в основном используются компаниями, использующими модель «программное обеспечение как услуга» (SaaS).

Хотя от многих форм хранения резервных копий, таких как ленточные накопители и гибкие диски, уже давно отказались, вторичные устройства хранения включают:

Основная память имеет ограниченную емкость и является энергозависимой. Вторичная память преодолевает это ограничение, обеспечивая постоянное хранение данных в большом количестве. Вторичная память также называется внешней памятью и относится к различным носителям информации, на которых компьютер может хранить данные и программы. Вторичный носитель информации может быть фиксированным или съемным. Фиксированный носитель информации — это внутренний носитель информации, такой как жесткий диск, установленный внутри компьютера. Портативный носитель данных, который можно вынести за пределы компьютера, называется съемным носителем.

  • Постоянное хранилище. Первичная память (ОЗУ) энергозависима, т. е. вся информация теряется при отключении электричества, поэтому для постоянной защиты данных на устройстве необходимы вторичные устройства хранения.
  • Портативность. Для переноса данных с одного устройства на другое можно использовать носители данных, такие как компакт-диски и флэш-накопители.

Стационарное и съемное хранилище

Фиксированное хранилище.
Фиксированное хранилище — это внутренний носитель, который используется компьютерной системой для хранения данных, и обычно они называются фиксированными дисками или жесткими дисками.
Стационарные накопители буквально не фиксируются, очевидно, их можно удалить из системы для проведения ремонтных работ, обслуживания, а также для апгрейда и т. д. Но в целом без соответствующего инструментария этого не сделать. открыть компьютерную систему для обеспечения физического доступа, и это должен сделать инженер.
Технически почти все данные, т.е. обрабатываемые в компьютерной системе, хранятся на каком-либо встроенном стационарном запоминающем устройстве.

  • Внутренняя флэш-память (редко)
  • SSD (твердотельные диски)
  • Жесткие диски (HDD)

Съемный накопитель.
Съемный накопитель — это внешний носитель, который используется компьютерной системой для хранения данных, и обычно они называются съемными дисками или внешними дисками.
Съемный накопитель — это любой тип запоминающего устройства, которое можно удалить или извлечь из компьютерной системы во время ее работы. Примеры внешних устройств включают компакт-диски, DVD-диски и дисководы Blu-ray, а также дискеты и USB-накопители. Съемное хранилище облегчает пользователю перенос данных из одной компьютерной системы в другую.
С точки зрения хранения основное преимущество съемных дисков заключается в том, что они могут обеспечить высокую скорость передачи данных, характерную для сетей хранения данных (SAN)

  • Оптические диски (CD, DVD, Blu-ray)
  • Карты памяти
  • Диски
  • Магнитные ленты
  • Пакеты дисков
  • Хранение бумаги (перфоленты, перфокарты)

Дополнительный носитель информации

Существуют следующие основные типы носителей:

<р>1. Магнитные носители:
Магнитные носители покрыты магнитным слоем, который намагничивается по часовой стрелке или против часовой стрелки. Когда диск перемещается, головка интерпретирует данные, хранящиеся в определенном месте, в виде двоичных единиц и нулей при чтении.

  • Диска. Гибкая дискета с магнитным покрытием. Он упакован в защитный пластиковый конверт. Это один из старейших типов портативных запоминающих устройств, которые могли хранить до 1,44 МБ данных, но сейчас они не используются из-за очень малого объема памяти.
  • Жесткий диск. Жесткий диск состоит из одного или нескольких круглых дисков, называемых пластинами, которые установлены на общем шпинделе. Каждая поверхность пластины покрыта магнитным материалом. Обе поверхности каждого диска способны хранить данные, за исключением верхнего и нижнего дисков, где используется только внутренняя поверхность. Информация записывается на поверхность вращающегося диска магнитными головками чтения/записи. Эти головки соединены с общим плечом, известным как плечо доступа.

  • Компакт-диск. Привод компакт-дисков (CDD) — это устройство, которое компьютер использует для считывания данных, закодированных в цифровом виде на компакт-диске (CD). CD-привод может быть установлен внутри компьютерного отсека, снабженного отверстием для облегчения доступа к лотку для диска, или может использоваться периферийным устройством, подключенным к одному из портов, предусмотренных в компьютерной системе. Компакт-диск или компакт-диск может хранить примерно от 650 до 700 мегабайт данных. Компьютер должен иметь CD-привод для чтения компакт-дисков. Существует три типа компакт-дисков:
  • DVD:
    расшифровывается как Digital Versatile Disk или Digital Video Disk. Он выглядит точно так же, как компакт-диск, и использует ту же технологию, что и компакт-диски, но позволяет размещать дорожки достаточно близко друг к другу, чтобы хранить данные, которые более чем в шесть раз превышают емкость компакт-диска. Это значительный прогресс в технологии портативных накопителей. DVD содержит от 4,7 ГБ до 17 ГБ данных.
  • Blue Ray Disk:
    это новейший оптический носитель для хранения аудио и видео высокой четкости. Он похож на CD или DVD, но может хранить до 27 ГБ данных на однослойном диске и до 54 ГБ данных на двухслойном диске. В то время как на компакт-дисках или DVD-дисках используется красный лазерный луч, на синем диске используется синий лазер для чтения и записи данных на диск.
<р>3. Твердотельные запоминающие устройства
Твердотельные запоминающие устройства основаны на электронных схемах без движущихся частей, таких как катушки с лентой, вращающиеся диски и т. д. Твердотельные запоминающие устройства используют для хранения данных специальные запоминающие устройства, называемые флэш-памятью. Твердотельный накопитель (или флэш-память) используется в основном в цифровых камерах, флеш-накопителях или USB-накопителях.

Память компьютера обычно подразделяется на внутреннюю или внешнюю память.

Внутренняя память, также называемая "основной или первичной памятью", относится к памяти, в которой хранятся небольшие объемы данных, к которым можно быстро получить доступ во время работы компьютера.

Внешняя память, также называемая «вторичной памятью», относится к устройству хранения, которое может сохранять или сохранять данные на постоянной основе. Это могут быть встроенные или съемные запоминающие устройства. Примеры включают жесткие диски или твердотельные накопители, флэш-накопители USB и компакт-диски.

Какие существуют типы внутренней памяти?

В основном существует два вида внутренней памяти: ПЗУ и ОЗУ.

ROM означает постоянную память. Он энергонезависимый, что означает, что он может сохранять данные даже без питания. Он используется в основном для запуска или загрузки компьютера.

После загрузки операционной системы компьютер использует ОЗУ , что означает оперативную память, в которой временно хранятся данные, пока центральный процессор (ЦП) выполняет другие задачи.Чем больше оперативной памяти на компьютере, тем меньше процессору приходится считывать данные из внешней или вторичной памяти (устройства хранения), что позволяет компьютеру работать быстрее. Оперативная память быстрая, но энергозависимая, что означает, что она не сохранит данные, если нет питания. Поэтому важно сохранять данные на запоминающее устройство до выключения системы.

Какие существуют типы оперативной памяти?

Существует два основных типа ОЗУ: динамическое ОЗУ (DRAM) и статическое ОЗУ (SRAM).

  • DRAM (произносится как DEE-RAM) широко используется в качестве основной памяти компьютера. Каждая ячейка памяти DRAM состоит из транзистора и конденсатора в интегральной схеме, а бит данных хранится в конденсаторе. Поскольку транзисторы всегда имеют небольшую утечку, конденсаторы будут медленно разряжаться, что приведет к утечке хранящейся в них информации; следовательно, DRAM необходимо обновлять (с новым электронным зарядом) каждые несколько миллисекунд, чтобы сохранить данные.
  • SRAM (произносится как ES-RAM) состоит из четырех-шести транзисторов. Он хранит данные в памяти до тех пор, пока в систему подается питание, в отличие от DRAM, которую необходимо периодически обновлять. Таким образом, SRAM быстрее, но и дороже, что делает DRAM более распространенной памятью в компьютерных системах.
Какие распространенные типы DRAM?

Synchronous DRAM (SDRAM) «синхронизирует» скорость памяти с тактовой частотой ЦП, чтобы контроллер памяти знал точный такт, когда запрошенные данные будут готовы. Это позволяет ЦП выполнять больше инструкций в данный момент времени. Типичная SDRAM передает данные со скоростью до 133 МГц.

Rambus DRAM (RDRAM) получил свое название от компании Rambus, которая его создала. Он был популярен в начале 2000-х годов и в основном использовался для игровых устройств и видеокарт со скоростью передачи данных до 1 ГГц.

SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM) – это тип синхронной памяти, пропускная способность которого почти вдвое превышает пропускную способность SDRAM с одинарной скоростью передачи данных (SDR), работающей на той же тактовой частоте, благодаря использованию метода, называемого "двойной накачкой", который позволяет передавать данных о переднем и заднем фронтах тактового сигнала без увеличения тактовой частоты.

На смену DDR1 SDRAM пришли DDR2 , DDR3 и, совсем недавно, DDR4 SDRAM. Хотя модули работают по одним и тем же принципам, они не имеют обратной совместимости. Каждое поколение обеспечивает более высокую скорость передачи и более высокую производительность. Например, новейшие модули DDR4 обеспечивают высокую скорость передачи данных 2133/2400/2666 и даже 3200 МТ/с.


Рисунок 1. Типы компьютерной памяти.

Какие существуют типы пакетов DRAM?

Однорядный модуль памяти (SIMM)
Модули SIMM широко использовались с конца 1980-х по 1990-е годы и в настоящее время устарели. Обычно они имели 32-разрядную шину данных и были доступны в двух физических типах — 30- и 72-контактном.

Какие распространенные типы модулей DIMM?

Существует несколько архитектур DIMM. Разные платформы могут поддерживать разные типы памяти, поэтому лучше проверить, какие модули поддерживаются материнской платой. Вот наиболее распространенные стандартные модули DIMM со стандартной длиной 133,35 мм и высотой 30 мм.

Тип модуля DIMM

Описание

Небуферизованные модули DIMM
(UDIMM)

Используется в основном на настольных и портативных компьютерах. Они работают быстрее и стоят меньше, но не так стабильны, как регистровая память. Команды поступают непосредственно от контроллера памяти, находящегося в ЦП, к модулю памяти.

Полностью буферизованные модули DIMM
(FB-DIMM)

Обычно используемые в качестве основной памяти в системах, требующих большой емкости, таких как серверы и рабочие станции, FB-DIMM используют чипы расширенного буфера памяти (AMB) для повышения надежности, поддержания целостности сигнала и улучшения методов обнаружения ошибок для уменьшения программных ошибок. Шина AMB разделена на 14-битную шину чтения и 10-битную шину записи. Благодаря выделенной шине чтения/записи операции чтения и записи могут выполняться одновременно, что повышает производительность. Меньшее количество контактов (69 контактов на последовательный канал по сравнению с 240 контактами на параллельных каналах) приводит к меньшей сложности разводки и позволяет создавать платы меньшего размера для компактных систем с малым форм-фактором.

Зарегистрированные модули DIMM
(RDIMM)

Также известная как "буферизованная" память, часто используется в серверах и других приложениях, требующих стабильности и надежности. RDIMM имеют встроенные регистры памяти (отсюда и название «зарегистрированные»), расположенные между памятью и контроллером памяти. Контроллер памяти буферизует команды, адресацию и тактовый цикл, направляя инструкции в выделенные регистры памяти вместо прямого доступа к DRAM. В результате инструкции могут выполняться примерно на один такт ЦП дольше, но буферизация снижает нагрузку на контроллер памяти ЦП.

Загрузка модулей DIMM с уменьшенным объемом
(LR-DIMM)

Используйте технологию Isolation Memory Buffer (iMB), которая снижает нагрузку на контроллер памяти за счет буферизации каналов данных и адресов. В отличие от регистра модулей RDIMM, которые буферизуют только команды, адресацию и тактовый цикл, микросхема iMB также буферизует сигналы данных. Чип iMB изолирует всю электрическую нагрузку, включая сигналы данных чипов DRAM на модулях DIMM, от контроллера памяти, поэтому контроллер памяти видит только iMB, а не чипы DRAM. Затем буфер памяти обрабатывает все операции чтения и записи в чипы DRAM, повышая как емкость, так и скорость. (Источник: изолирующий буфер памяти)

Таблица 1. Распространенные типы модулей DIMM.

Помимо модулей DIMM стандартного размера, существуют ли модули DIMM малого форм-фактора для систем с ограниченным пространством?

Малоразмерные модули DIMM (SO-DIMM) представляют собой альтернативу модулям DIMM меньшего размера. В то время как стандартный модуль DIMM DDR4 имеет длину около 133,35 мм, модули SO-DIMM почти вдвое меньше обычных модулей DIMM и имеют длину 69,6 мм, что делает их идеальными для ультрапортативных устройств. Оба обычно имеют высоту 30 мм, но могут быть доступны в формате очень низкого профиля (VLP) с высотой 20,3 мм или сверхнизкого профиля (ULP) с высотой от 17,8 до 18,2 мм. Другим типом модулей DIMM малого форм-фактора является Mini-RDIMM, длина которого составляет всего 82 мм по сравнению со 133 мм обычных модулей RDIMM.

Продукты ATP DRAM

ATP предлагает промышленные модули памяти различной архитектуры, емкости и форм-фактора. Модули ATP DRAM обычно используются в промышленных ПК и встроенных системах. Устойчивые к вибрации, ударам, пыли и другим сложным условиям, модули ATP DRAM хорошо работают даже при самых ресурсоемких рабочих нагрузках и приложениях, а также в различных операционных средах.

Стремясь обеспечить долговечность продуктов, ATP также продолжает предлагать устаревшие модули DRAM в определенных форм-факторах в соответствии с лицензионным соглашением с Micron Technology, Inc. Для получения информации об устаревших продуктах SDRAM ATP посетите сайт Legacy SDRAM .

Чтобы обеспечить высокую надежность, ATP проводит тщательное тестирование и проверку от уровня ИС до уровня модуля и продукта, используя автоматическое испытательное оборудование (ATE) для различных электрических параметров, таких как предельное напряжение, частота сигнала, тактовая частота, синхронизация команд и синхронизация данных. непрерывные термические циклы. Испытание во время прожига (TDBI) использует специальную мини-термокамеру, в которой модули подвергаются низким и повышенным температурным испытаниям, чтобы отсеять дефектные компоненты и свести к минимуму младенческую смертность IC, тем самым обеспечивая более высокое качество производства и уменьшая фактические отказы в полевых условиях.

В таблице ниже представлены продукты DDR4 DRAM компании ATP.

Тип модуля DIMM

Размер (Д x В мм) / Изображение

DDR4
RDIMM ECC

Стандартный: 133,35 x 31,25

Очень низкий профиль (VLP): 133,35 x 18,75

DDR4
UDIMM ECC

133,35 x 31,25

DDR4
SO-DIMM ECC

69,6 x 30

DDR4
Mini-DIMM
Небуферизованный ECC

Очень низкий профиль (VLP): 80 x 18,75

Таблица 2. Продукты ATP DDR4 DRAM. (Также доступны версии без ECC.)

В таблице ниже показано сравнение размеров различных типов модулей DRAM.

Тип модуля DIMM

Размер (Д x В мм)

DDR4

VLP (очень низкий профиль)

DDR3

133,35 x 18,28–18,79

ULP (сверхнизкий профиль)

133,35 x 17,78–18,28

DDR2

133,35 x 18,28–18,79

ГДР

133,35 x 18,28–18,79

SDRAM

133,35 x 25,4–43,18

Таблица 3. Сравнение размеров DDR4/DDR3/DDR2/DDR.

Для получения подробного списка, спецификаций и описаний продуктов DRAM компании ATP посетите веб-сайт ATP или обратитесь к дистрибьютору/представителю ATP в вашем регионе.

JavaScript отключен.
Включите JavaScript для просмотра этого контента.

Устройство для хранения данных

Компьютеры обрабатывают информацию, хранящуюся в их памяти, которая состоит из единиц хранения данных.Устройства хранения данных, такие как дисководы CD и DVD, называются внешними или вспомогательными запоминающими устройствами, тогда как основные запоминающие устройства, напрямую доступные с компьютеров, называются внутренними или основными запоминающими устройствами, которые основаны на полупроводниковых микросхемах памяти.
В основном существует два типа полупроводниковой памяти: оперативная память (ОЗУ) и постоянная память (ПЗУ). RAM — это домен временного хранения данных, тогда как ROM служит доменом полупостоянного хранения. Если оперативную память можно сравнить с ноутбуками или блокнотами, то ПЗУ можно сравнить со словарями и учебниками.

ОЗУ — запоминающее устройство для чтения/записи данных

Поскольку оперативная память (ОЗУ) в основном используется в качестве временного хранилища для операционной системы и приложений, не имеет большого значения, что некоторые типы ОЗУ теряют данные при отключении питания. Гораздо важнее стоимость и скорость чтения/записи. В основном существует два типа ОЗУ: один — DRAM (динамическая ОЗУ), а другой — SRAM (статическая ОЗУ). DRAM хранит информацию в конденсаторах, и, поскольку конденсаторы медленно разряжаются, информация исчезает, если заряд конденсатора периодически не обновляется. На практике данные в DRAM необходимо считывать и перезаписывать (т. е. обновлять) десятки раз в секунду. В отличие от этого, SRAM не нуждается в обновлении, поскольку для сохранения данных в ней используются триггерные схемы*. SRAM дороже DRAM из-за сложной схемы, но и быстрее.

* Триггерная схема: электронная схема, в которой хранится один бит данных, представляющий либо 0, либо 1.

ПЗУ — постоянное запоминающее устройство

Постоянная память (ПЗУ) используется для извлечения сохраненных данных, которые постоянно фиксируются и не могут быть перезаписаны. Многие бытовые приборы, такие как стиральные машины и рисоварки, используют устройства ПЗУ для хранения предварительно установленных программ.
ПЗУ является энергонезависимой памятью, что означает, что данные, хранящиеся в ПЗУ, не теряются даже при отключении питания. ПЗУ предназначено специально для чтения данных. Возможно стереть или записать данные в ПЗУ, но это занимает слишком много времени. Чтобы исправить этот недостаток, в последние годы появились новые типы устройств, представляющие собой нечто среднее между ПЗУ и ОЗУ, включая флэш-память и СППЗУ.

Изучите множество устройств, предназначенных для увеличения емкости вашего цифрового хранилища, и узнайте, как они работают.

Емкость хранилища больше не зависит от физической емкости вашего компьютера. Существует множество вариантов хранения ваших файлов при сохранении места на вашем компьютере, телефоне или планшете. Если ваши устройства работают медленно и на них не хватает места, вы можете выгрузить файлы на физическое устройство хранения. Или, что еще лучше, используйте лучшие технологии хранения и сохраняйте файлы в облаке.

Облачное хранилище

Хотя облачное хранилище не является устройством как таковым, оно является новейшим и наиболее универсальным типом хранилища для компьютеров. «Облако» — это не одно место или объект, а огромная коллекция серверов, размещенных в центрах обработки данных по всему миру. Когда вы сохраняете документ в облаке, вы сохраняете его на этих серверах.

Поскольку облачное хранилище хранит все в Интернете, оно не использует дополнительное хранилище вашего компьютера, что позволяет вам экономить место.

Облачное хранилище обеспечивает значительно большую емкость по сравнению с USB-накопителями и другими физическими устройствами. Это избавляет вас от необходимости просматривать каждое устройство в поисках нужного файла.

Хотя внешние жесткие диски и твердотельные накопители когда-то пользовались популярностью из-за их портативности, они также уступают облачным хранилищам. Не так много карманных внешних жестких дисков. Хотя они меньше и легче, чем внутренний накопитель компьютера, они все же являются осязаемыми устройствами. Облако, с другой стороны, может быть с вами где угодно, не занимая физического места и не подвергаясь физическим уязвимостям внешнего диска.

Внешние устройства хранения также были популярны как быстрое решение для передачи файлов, но они полезны только в том случае, если у вас есть доступ к каждому физическому устройству. Облачные вычисления процветают, поскольку многие предприятия теперь работают удаленно. Вполне вероятно, что вы не стали бы отправлять USB-накопитель за границу, чтобы отправить коллеге большой файл. Облачное хранилище действует как мост между удаленными работниками, что упрощает совместную работу на расстоянии.

Если вы забудете принести на встречу жесткий диск с важными документами, вы ничего не сможете сделать, кроме как вернуться и взять его. Если вы вообще сломаете или потеряете жесткий диск, маловероятно, что вы когда-нибудь вернете эти данные. Этих рисков не существует для облачного хранилища — ваши данные зарезервированы и доступны в любое время и в любом месте, если у вас есть доступ к Интернету.

Благодаря онлайн-файлам Dropbox вы можете получить доступ к любому файлу в своем аккаунте с рабочего стола, не занимая место на жестком диске.Это похоже на локальное хранение ваших файлов — только они не занимают место на вашем диске. Сохранение всех ваших файлов в Dropbox означает, что они всегда доступны в один клик. Вы можете получить к ним доступ с любого устройства с подключением к Интернету и мгновенно поделиться ими.

Внешние устройства хранения

Помимо носителей данных, содержащихся в компьютере, существуют также цифровые устройства хранения, которые являются внешними по отношению к компьютерам. Они обычно используются для увеличения емкости хранилища на компьютере, на котором мало места, обеспечения большей мобильности или упрощения передачи файлов с одного устройства на другое.

А если вы хотите перенести файлы с внешних дисков в облако, вы можете использовать резервное копирование на внешний диск и получать доступ к своим файлам из любого места.

Внешние жесткие и твердотельные диски

В качестве внешних дисков можно использовать как жесткие диски, так и твердотельные накопители. Как правило, они предлагают наибольшую емкость среди внешних вариантов: внешние жесткие диски предлагают до 20 ТБ хранилища и (по разумной цене) внешние твердотельные накопители предлагают до 8 ТБ хранилища.

Внешние жесткие и твердотельные диски работают точно так же, как и их внутренние аналоги. Большинство внешних накопителей можно подключить к любому компьютеру; они не привязаны к одному устройству, поэтому являются достойным решением для передачи файлов между устройствами.

Устройства флэш-памяти

Мы упоминали флэш-память ранее при обсуждении твердотельных накопителей. Устройство флэш-памяти содержит триллионы взаимосвязанных ячеек флэш-памяти, в которых хранятся данные. Эти ячейки содержат миллионы транзисторов, которые при включении и выключении представляют 1 и 0 в двоичном коде, что позволяет компьютеру считывать и записывать информацию.

Одним из наиболее узнаваемых типов устройств флэш-памяти является USB-накопитель. Эти небольшие портативные запоминающие устройства, также известные как флэш-накопители или карты памяти, долгое время были популярным выбором в качестве дополнительного хранилища данных на компьютере. Прежде чем обмениваться файлами в Интернете стало легко и быстро, USB-накопители были необходимы для простого перемещения файлов с одного устройства на другое. Однако их можно использовать только на устройствах с портом USB. Большинство старых компьютеров имеют USB-порт, но для новых может потребоваться адаптер.

В наши дни флэш-накопитель USB может вмещать до 2 ТБ. Они обходятся дороже за гигабайт, чем внешний жесткий диск, но преобладают как простое и удобное решение для хранения и передачи небольших файлов.

Помимо USB-накопителей, устройства флэш-памяти также включают SD и карты памяти, которые вы узнаете как носитель данных, используемый в цифровых камерах.

Оптические запоминающие устройства

Компакт-диски, DVD-диски и диски Blu-Ray используются не только для воспроизведения музыки и видео — они также служат устройствами хранения данных. В совокупности они называются оптическими запоминающими устройствами или оптическими носителями.

Двоичный код хранится на этих дисках в виде крошечных выпуклостей вдоль дорожки, которая по спирали идет наружу от центра диска. Когда диск работает, он вращается с постоянной скоростью, а лазер внутри дисковода сканирует неровности на диске. То, как лазер отражает или отскакивает от удара, определяет, представляет ли он 0 или 1 в двоичном формате.

DVD имеет более плотную спиральную дорожку, чем компакт-диск, что позволяет хранить на нем больше данных, несмотря на тот же размер, а в приводах DVD используется более тонкий красный лазер, чем в приводах компакт-дисков. DVD-диски также позволяют использовать двойной слой для дальнейшего увеличения их емкости. Blu-Ray вывел вещи на новый уровень, сохраняя данные на нескольких слоях с еще меньшими выпуклостями, которые требуют еще более тонкого синего лазера для их чтения.

  • CD-ROM, DVD-ROM и BD-ROM относятся к оптическим дискам, предназначенным только для чтения. Данные, записанные на них, являются постоянными и не могут быть удалены или перезаписаны. Вот почему их нельзя использовать в качестве личного хранилища. Вместо этого они обычно используются для программ установки программного обеспечения.
  • Диски формата CD-R, DVD-R и BD-R можно записывать, но нельзя перезаписывать. Любые данные, которые вы сохраните на чистом записываемом диске, будут постоянно храниться на этом диске. Таким образом, они могут хранить данные, но не так гибки, как другие устройства хранения.
  • CD-RW, DVD-RW и BD-RE можно перезаписывать. Это позволяет вам записывать на них новые данные и стирать с них ненужные данные сколько угодно. Их обогнали более новые технологии, такие как флэш-память, но CD-RW когда-то были лучшим выбором для внешнего хранилища. Большинство настольных компьютеров и многие ноутбуки оснащены дисководами для компакт-дисков или DVD-дисков.

CD может хранить до 700 МБ данных, DVD-DL — до 8,5 ГБ, а Blu-Ray — от 25 до 128 ГБ данных.

Диски

Хотя на данный момент они могут быть устаревшими, мы не можем обсуждать устройства хранения, не упомянув хотя бы скромную дискету, также известную как дискета. Дискеты были первыми широко доступными портативными съемными запоминающими устройствами. Вот почему большинство значков «Сохранить» выглядят именно так: они созданы по образцу дискеты. Они работают так же, как жесткие диски, но в гораздо меньших масштабах.

Емкость гибких дисков никогда не превышала 200 МБ до того, как CD-RW и флэш-накопители стали предпочтительными носителями информации. iMac был первым персональным компьютером, выпущенным без дисковода для гибких дисков в 1998 году. С этого момента более чем 30-летнее господство гибких дисков очень быстро пошло на убыль.

Хранение в компьютерных системах

Запоминающее устройство – это устройство, которое в основном используется для хранения данных. В каждом настольном компьютере, ноутбуке, планшете и смартфоне есть какое-то запоминающее устройство. Существуют также автономные внешние накопители, которые можно использовать на разных устройствах.

Хранилище необходимо не только для хранения файлов, но и для выполнения задач и приложений. Любой файл, который вы создаете или сохраняете на своем компьютере, сохраняется на запоминающем устройстве вашего компьютера. На этом устройстве хранения также хранятся все приложения и операционная система вашего компьютера.

По мере развития технологий устройства хранения данных также претерпели значительные изменения. В настоящее время устройства хранения данных бывают самых разных форм и размеров, и существует несколько различных типов устройств хранения данных, предназначенных для различных устройств и функций.

Запоминающее устройство также известно как носитель данных или носитель данных. Объем цифрового хранилища измеряется в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ) и, в наши дни, в терабайтах (ТБ).

Некоторые компьютерные запоминающие устройства могут хранить информацию постоянно, а другие — только временно. На каждом компьютере есть как первичная, так и вторичная память, при этом первичная память действует как кратковременная память компьютера, а вторичная — как долговременная память компьютера.

Основное хранилище: оперативная память (ОЗУ)

Оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ, — это основное хранилище компьютера.

Когда вы работаете с файлом на своем компьютере, он временно сохраняет данные в вашей оперативной памяти. Оперативная память позволяет выполнять повседневные задачи, такие как открытие приложений, загрузка веб-страниц, редактирование документа или игра в игры. Это также позволяет вам переходить от одной задачи к другой, не теряя прогресса. По сути, чем больше объем оперативной памяти вашего компьютера, тем плавнее и быстрее вы сможете выполнять многозадачные задачи.

ОЗУ — это энергозависимая память, то есть в ней не может храниться информация после выключения системы. Например, если вы скопируете блок текста, перезагрузите компьютер, а затем попытаетесь вставить этот блок текста в документ, вы обнаружите, что ваш компьютер забыл скопированный текст. Это потому, что он был временно сохранен в вашей оперативной памяти.

Оперативная память позволяет компьютеру получать доступ к данным в случайном порядке и, таким образом, считывает и записывает их намного быстрее, чем дополнительная память компьютера.

Вторичное хранилище: жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD)

Помимо оперативной памяти, на каждом компьютере есть еще один накопитель, который используется для долговременного хранения информации. Это вторичное хранилище. Любой файл, который вы создаете или загружаете, сохраняется во вторичном хранилище компьютера. В качестве вторичного хранилища в компьютерах используются два типа запоминающих устройств: HDD и SSD. В то время как жесткие диски являются более традиционными из двух, твердотельные накопители быстро обгоняют жесткие диски в качестве предпочтительной технологии для вторичного хранения.

Дополнительные устройства хранения часто являются съемными, поэтому вы можете заменить или обновить хранилище вашего компьютера или перенести свой накопитель на другой компьютер. Есть заметные исключения, например MacBook, в которых нет съемных носителей.

Жесткие диски (HDD)

Жесткий диск (HDD) — это исходный жесткий диск. Это магнитные запоминающие устройства, которые существуют с 1950-х годов, хотя со временем они совершенствовались.

Жесткий диск состоит из стопки вращающихся металлических дисков, известных как пластины. Каждый вращающийся диск состоит из триллионов крошечных фрагментов, которые можно намагничивать для представления битов (1 и 0 в двоичном коде). Приводной рычаг с головкой чтения/записи сканирует вращающиеся пластины и намагничивает фрагменты для записи цифровой информации на жесткий диск или обнаруживает магнитные заряды для считывания информации с него.

Жесткие диски используются для телерекордеров, серверов, а также для хранения данных на ноутбуках и ПК.

Твердотельные накопители (SSD)

Твердотельные накопители появились совсем недавно, в 90-х годах. SSD не полагаются на магниты и диски, вместо этого они используют тип флэш-памяти, называемый NAND. В SSD полупроводники хранят информацию, изменяя электрический ток цепей, содержащихся в накопителе. Это означает, что, в отличие от жестких дисков, для работы твердотельных накопителей не требуются движущиеся части.

Из-за этого твердотельные накопители не только работают быстрее и плавнее, чем жесткие диски (жестким дискам требуется больше времени для сбора информации из-за механической природы их пластин и головок), но и, как правило, служат дольше, чем жесткие диски (с таким количеством сложных движущихся частей, Жесткие диски уязвимы к повреждению и износу).

Помимо новых ПК и ноутбуков высокого класса, твердотельные накопители можно найти в смартфонах, планшетах и ​​иногда в видеокамерах.

Лучший способ хранения больших объемов данных

Если на ваших устройствах заканчивается свободное место, пора поискать альтернативное запоминающее устройство. Даже на внешних запоминающих устройствах, таких как флэш-накопители, может закончиться свободное место, они могут сломаться или потеряться. Вот почему лучший способ хранить все ваши файлы — в облаке. Это безопаснее, быстрее и проще.

Читайте также: