存储设备的类型及其工作原理

存储设备的类型及其工作原理

存储有不同类型:主存储、辅助存储和云存储。设备根据其技术分类:磁性、光学、电子。云存储提供可访问性和可扩展性。由于速度和效率,SSD 正在取代 HDD。

存储、检索和保护数据是使用现代技术的重要部分。 无论是简单的家庭照片,还是关键的业务数据集,都需要物理或数字介质来存储。但并非所有存储设备都生来平等。

在本指南中,我们将解释所有可用的存储设备类型、它们的工作原理、用途以及每种设备的优点和局限性。 从传统系统到云存储等更现代的解决方案,您将清楚地了解根据您的需求选择哪一个。

什么是存储设备?存储设备允许您临时或永久保存数据。. 可集成于设备内,也可外置便携。 这些设备对于计算机系统正常运行至关重要,因为它们存储操作系统、程序、用户文件和任何数字内容。

数据存储方式因所使用的技术而异。:磁控、光学、电子,以及这些技术的组合。它们还可以分为一次、二次、外部或串联。

存储设备的主要分类根据其与 CPU 的接近程度基本的: 它们拥有超快的访问速度,包括RAM和缓存。它们具有易失性,这意味着计算机关闭后数据会丢失。次级: 它们以非易失性方式存储数据。例如硬盘、SSD、USB 闪存盘和 SD 卡。根据其技术磁的: 它们利用磁场来记录信息,包括硬盘、磁带和软盘。配镜师: 它们使用激光束工作,就像 CD、DVD 和蓝光一样。电子(或闪光): 它们使用内存芯片来存储数据。这类设备包括固态硬盘 (SSD)、内存卡和闪存盘。取决于它们是否可拆卸不可拆卸: 它们保留在计算机内部,就像焊接到主板上的内部硬盘或 SSD 一样。可拆卸的: 您可以断开它们并将它们传输到其他设备,例如 CD、SD 卡或 USB 驱动器。物理存储设备的类型硬盘 (HDD)它们是将信息存储在涂有铁磁材料的旋转磁盘上的磁性设备。 读写操作由在磁盘磁道上机械移动的磁头完成。

优点: 大容量和 每 GB 价格低廉. 缺点: 速度比SSD低,机械故障的可能性更大,能耗更高。

固态硬盘 (SSD)SSD 使用闪存来存储数据,没有移动部件。 这使得它们速度更快、更安静、更高效、抗震性更强。它们使用 NAND 和 NOR 逻辑门进行操作,允许以电子方式读取和写入数据。

优点: 出色的读/写速度, 低功耗,身体抵抗力。 缺点: 与 HDD 相比,每 GB 的价格更高,并且使用寿命受写入次数的限制。

USB 闪存驱动器这些便携式设备也称为闪存驱动器,使用电子存储器来存储数据。 它们通过标准 USB 端口连接,可用于传输中小型文件。

优点: 便携性和 易于使用. 缺点: 速度比 SSD 低,并且容易受到物理丢失或损坏。

存储卡它们是用于数码相机、手机和平板电脑的非常小且轻的存储设备。 它们有 SD、microSD、CompactFlash 和 Memory Stick 等格式。虽然它们的容量随着时间的推移有了显著提升,但它们仍然更适合多媒体文件。

光盘这些设备利用金属表面上的微槽来存储数据,并通过激光束读取。 CD、DVD 和蓝光光盘被广泛使用。尽管它们的使用量已急剧下降,但它们仍然存在于软件、电影和音乐发行中。

优点: 成本低,长期备份稳定。 缺点: 容量较低,访问速度较慢,并且需要特定的硬件来读取它们。

磁带由于每 GB 的成本效益,该旧系统仍在基础设施中用于大规模备份。 它们按顺序访问信息,因此在进行局部文件检索时速度较慢。如今,它们采用 LTO(线性磁带开放)技术,单个磁带盒最多可容纳 18 TB 的存储空间。

已经过时的设备现在有许多设备被认为 过时的尽管它们对于存储技术的发展至关重要:

软盘驱动器和3软盘: 它们在 90 世纪 1,44 年代成为标准,允许存储 XNUMX MB 的数据。现在它们已经完全过时了。CD-R/RW 和 DVD-R/RW: 它们允许记录或重新记录内容,但被更快、更强大的技术所取代。穿孔带和穿孔卡: 在早期的计算中用于编程和二进制存储。Zip 驱动器: 失败的竞争对手,其容量比软盘更大,但输给了闪存。磁鼓: 硬盘的前身,在早期计算机中使用直至 20 世纪中叶。云存储云存储彻底改变了我们存储和访问信息的方式。 该方法不依赖于个人物理设备,而是使用通过互联网访问的远程服务器。

主要优势:

辅助功能: 您可以从任何连接的设备访问您的文件。可扩展性: 允许您根据需要增加或减少容量。自动化: 执行自动备份并提供设备之间的同步。协作: 通过允许同时编辑文件来促进团队合作。安全性: 服务提供商,例如 Google Drive, Dropbox o 亚马逊AWS 他们提供两步加密和身份验证。大型公司使用云存储的示例:

美国Netflix 亚马逊网络服务 分发您的流媒体内容。Spotify 存储用户数据并通过 谷歌云平台.Under Armour 进行协作并将文档存储在其中。Adobe Creative Cloud 允许创意团队在线保存项目。Zoom 管理视频通话和数据 Oracle云.ROM 存储器:设备启动和运行的关键

根据访问类型划分的设备对存储类型进行分类的另一个重要标准是信息访问:

顺序访问: 你必须扫描所有信息,直到找到所需的数据。这是磁带的典型特征。随机访问: 它允许直接访问媒体的任何部分。硬盘、SSD、USB 驱动器和光盘均使用它。存储层次结构在技术领域,我们经常谈论 存储层次结构,从最快和最昂贵的存储器到最慢和最便宜的存储器:

快取: 集成到处理器中,速度超快但体积小(几MB)。RAM: 易失性、临时性且比缓存慢,但容量更大(GB)。二级存储: HDD 或 SSD。高容量,耐用。外部存储: 例如 USB 闪存驱动器或便携式硬盘。云储存: 可从任何地方访问,非常适合备份或协作。这些方案的选择取决于所需的速度、数据量和使用类型。

选择设备时要考虑的因素容量: 您需要存储多少数据?速度: 您需要多快访问它们?可移植性: 您要将设备从一个地方移动到另一个地方吗?杜比利达德: 它的实际用途有多大?价格: 您每 GB 的预算是多少?安全性: 您的数据需要什么级别的保护?结合不同的选项是一种常见的做法:SSD 用于操作系统,外部硬盘作为物理备份,云用于远程访问。

数字存储领域已发生显著变化,并将继续快速发展。从20世纪中期的穿孔卡片到新兴的分子存储系统,其首要任务始终如一:以可靠、可访问且安全的方式保存信息。

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