電腦可以存儲數據的根本是什麼
『壹』 計算機是怎麼存儲數據的
數據結構為計算機存儲、組織數據的方式。數據結構指相互之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合。通常情況下,精心選擇的數據結構可以帶來更高的運行或者存儲效率。數據結構往往同高效的檢索演算法和索引技術有關。
數據存儲對象包括數據流在加工過程中產生的臨時文件或加工過程中需要查找的信息。數據以某種格式記錄在計算機內部或外部存儲介質上。數據存儲要命名,這種命名要反映信息特徵的組成含義。數據流反映了系統中流動的數據,表現出動態數據的特徵;數據存儲反映系統中靜止的數據,表現出靜態數據的特徵。
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磁碟和磁帶都是常用的存儲介質。數據存儲組織方式因存儲介質而異。在磁帶上數據僅按順序文件方式存取;在磁碟上則可按使用要求採用順序存取或直接存取方式。數據存儲方式與數據文件組織密切相關,其關鍵在於建立記錄的邏輯與物理順序間對應關系,確定存儲地址,以提高數據存取速度。
『貳』 請教電腦高手 內存存儲數據的原理是什麼
通俗的講存儲就是把信息以0和1的狀態保存起來,用電子表現的形式是高電壓和低電壓,或者是開和關。在光碟里是用凹凸來表示的,當激光頭射在光碟上的時候,光線經過凹凸的表面反射的光線也不一樣,計算機識別後用高低不同的電壓表示凹凸的表面,這樣光碟的信息就轉換成了電信號。
內存存儲信息時是需要電壓支持的,所以關機以後沒有了電,電子管恢復到了原來的狀態,信息就沒有了。而硬碟就像是一張可擦寫的光碟一樣是不需要電來保持數據狀態的,但是改變數據的時候需要電。
『叄』 電腦內的數據,存儲的文件,他們的本質是什麼
磁性儲存器內的數據的本質是特定個數的磁極子(有磁性的基本單位)的有序或無序排列!有序時表現為強磁性,代表二進制數字1;無序時表現為弱磁性,代表二進制數字0.代表二進制數字1或0的基本單位被包括在(硬碟)某個磁軌的某個扇區內。讀取時靠電磁感應,寫時靠電流的磁效應,通過磁頭進行磁與電信號的轉換。通過一定的協議,我們可以將執行程序、聲音、圖像等信息編譯成數字信號,並最終轉換為二進制信息,並按照一定的排列方式(文件系統)記錄在儲存介質上。當我們用到時再重新反編譯回去。光碟、U盤、硬碟等的記錄形式都一樣,都為二進制,只是介質和手段不同。
另外光儲存介質的記錄實質是反光面的反光與否。形式是平面或凹槽。想了解更多,你可以順著這里的線索搜索下去,一定能學到不少東西!!!
『肆』 電腦儲存是什麼原理
存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣,有很多層次,在數字系統中,只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中,一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器,如RAM、FIFO等;在系統中,具有實物形式的存儲設備也叫存儲器,如內存條、TF卡等。計算機中全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器,計算機才有記憶功能,才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等,能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件,用來存放當前正在執行的數據和程序,但僅用於暫時存放程序和數據,關閉電源或斷電,數據會丟失。
存儲器的主要功能是存儲程序和各種
數據,並能在計算機運行過程中高速、自動地完成程序或數據的存取。存儲器是具有「記憶」功能的設備,它採用具有兩種穩定狀態的物理器件來存儲信息。這些器件也稱為記憶元件。在計算機中採用只有兩個數碼「0」和「1」的二進制來表示數據。記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為「0」和「1」。日常使用的十進制數必須轉換成等值的二進制數才能存入存儲器中。計算機中處理的各種字元,例如英文字母、運算符號等,也要轉換成二進制代碼才能存儲和操作。
這里只介紹動態存儲器的工作原理。
動態存儲器每片只有一條輸入數據線,而地址引腳只有8條。為了形成64K地址,必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上,藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元,鎖存信號也靠著外部地址電路產生。
當要從DRAM晶元中讀出數據時,CPU首先將行地址加在A0-A7上,而後送出RAS鎖存信號,該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上,再送CAS鎖存信號,也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1,則在CAS有效期間數據輸出並保持。
當需要把數據寫入晶元時,行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部,然後,WE有效,加上要寫入的數據,則將該數據寫入選中的存貯單元。
由於電容不可能長期保持電荷不變,必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作,以保持電荷穩定,這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1,每隔1⒌12μs產生一次DMA請求,該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時,DMA控制器送出到刷新地址信號,對動態存儲器執行讀操作,每讀一次刷新一行。
詳情參考:網路,存儲器詞條
『伍』 電腦存儲數據是靠什麼
硬碟的內部結構
硬碟內部結構由固定面板、控制電路板、盤頭組件、介面及附件等幾大部分組成,而盤頭組件(HardDiskAssembly,HDA)是構成硬碟的核心,封裝在硬碟的凈化腔體內,包括浮動磁頭組件、磁頭驅動機構、碟片及主軸驅動機構、前置讀寫控制電路等。
1.浮動磁頭組件由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部分組成。磁頭是硬碟技術最重要和關鍵的一環,實際上是集成工藝製成的多個磁頭的組合,它採用了非接觸式頭、盤結構,加電後在高速旋轉的磁碟表面飛行,飛高間隙只有0.1~0.3um,可以獲得極高的數據傳輸率。現在轉速5400rpm的硬碟飛高都低於0.3um,以利於讀取較大的高信噪比信號,提供數據傳輸存儲的可靠性。
2.磁頭驅動機構由音圈電機和磁頭驅動小車組成,新型大容量硬碟還具有高效的防震動機構。高精度的輕型磁頭驅動機構能夠對磁頭進行正確的驅動和定位,並在很短的時間內精確定位系統指令指定的磁軌,保證數據讀寫的可靠性。
3.碟片和主軸組件碟片是硬碟存儲數據的載體,現在的碟片大都採用金屬薄膜磁碟,這種金屬薄膜較之軟磁碟的不連續顆粒載體具有更高的記錄密度,同時還具有高剩磁和高矯頑力的特點。主軸組件包括主軸部件如軸瓦和驅動電機等。隨著硬碟容量的擴大和速度的提高,主軸電機的速度也在不斷提升,有廠商開始採用精密機械工業的液態軸承電機技術。
4.前置控制電路前置放大電路控制磁頭感應的信號、主軸電機調速、磁頭驅動和伺服定位等,由於磁頭讀取的信號微弱,將放大電路密封在腔體內可減少外來信號的干擾,提高操作指令的准確性。
硬碟是計算機中最重要的部件之一,按不同的介面和外形尺寸,其種類有很多,除了現在最常見的台式機中使用的3.5英寸EIDE和SATA介面的產品外,還有其他類型的硬碟。
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現代硬碟的工作原理
現在的硬碟,無論是IDE還是SCSI,採用的都是"溫徹思特「技術,都有以下特點:1。磁頭,碟片及運動機構密封。2。固定並高速旋轉的鍍磁碟片表面平整光滑。3。磁頭沿碟片徑向移動。4。磁頭對碟片接觸式啟停,但工作時呈飛行狀態不與碟片直接接觸。
碟片:硬碟碟片是將磁粉附著在鋁合金(新材料也有用玻璃)圓碟片的表面上.這些磁粉被劃分成稱為磁軌的若干個同心圓,在每個同心圓的磁軌上就好像有無數的任 意排列的小磁鐵,它們分別代表著0和1的狀態。當這些小磁鐵受到來自磁頭的磁力影響時,其排列的方向會隨之改變。利用磁頭的磁力控制指定的一些小磁鐵方 向,使每個小磁鐵都可以用來儲存信息。
盤體:硬碟的盤體由多個碟片組成,這些碟片重疊在一起放在一個密封的盒中,它們在主軸電機的帶動下以很高的速度旋轉,其每分鍾轉速達3600,4500,5400,7200甚至以上。
磁頭:硬碟的磁頭用來讀取或者修改碟片上磁性物質的狀態,一般說來,每一個磁面都會有一個磁頭,從最上面開始,從0開始編號。磁頭在停止工作時,與磁碟是接 觸的,但是在工作時呈飛行狀態。磁頭採取在碟片的著陸區接觸式啟停的方式,著陸區不存放任何數據,磁頭在此區域啟停,不存在損傷任何數據的問題。讀取數據 時,碟片高速旋轉,由於對磁頭運動採取了精巧的空氣動力學設計,此時磁頭處於離盤面數據區0.2---0.5微米高度的」飛行狀態「。既不與盤面接觸造成 磨損,又能可靠的讀取數據。
電機:硬碟內的電機都為無刷電機,在高速軸承支撐下機械磨損很小,可以長時間連續工作。高速旋轉的盤體產生了 明顯的陀螺效應,所以工作中的硬碟不宜運動,否則將加重軸承的工作負荷。硬碟磁頭的尋道飼服電機多採用音圈式旋轉或者直線運動步進電機,在飼服跟蹤的調節 下精確地跟蹤碟片的磁軌,所以在硬碟工作時不要有沖擊碰撞,搬動時要小心輕放。
原理說到這里,大家都明白了吧?
首先,磁頭和數據區是不會有接觸的,所以不存在磨損的問題。
其次,一開機硬碟就處於旋轉狀態,主軸電機的旋轉可以達到4500或者7200轉每分鍾,這和你是否使用FLASHGET或者ED都沒有關系,只要一通電,它們就在轉.它們的磨損也和軟體無關。
再次,尋道電機控制下的磁頭的運動,是左右來回移動的,而且幅度很小,從碟片的最內層(著陸區)啟動,慢慢移動到最外層,再慢慢移動回來,一個磁軌再到另一個磁軌來尋找數據。不會有什麼大規模跳躍的(又不是青蛙)。所以它的磨損也是可以忽略不記的。
那麼,熱量是怎麼來的呢?
首先,是主軸電機和尋道飼服電機的旋轉,硬碟的溫度主要是因為這個。
其次,高速旋轉的盤體和空氣之間的摩擦。這個也是主要因素。而硬碟的讀寫?很遺憾,它的發熱量可以忽略不記!
硬碟的讀操作,是碟片上磁場的變化影響到磁頭的電阻值,這個過程中碟片不會發熱,磁頭倒是因為電流發生變化,所以會有一點熱量產生。寫操作呢?正好反過來, 通過磁頭的電流強度不斷發生變化,影響到碟片上的磁場,這一過程因為用到電磁感應,所以磁頭發熱量較大。但是碟片本身是不會發熱的,因為碟片上的永磁體是 冷性的,不會因為磁場變化而發熱。
但是總的來說,磁頭的發熱量和前面兩個比起來,是小巫見大巫了。熱量是可以輻射傳導的,那麼高熱量對碟片上的永磁體會不會有傷害呢?其實傷害是很小的,永磁體消磁的溫度,遠遠高於硬碟正常情況下產生的溫度。當然,要是你的機箱散熱不好,那可就怪不了別人了。
這里不得不說一下某人的幾個錯誤:
一、高溫是影響到磁頭的電阻感應靈敏度,所以才會產生讀寫錯誤,和永磁體沒有關系。
二、所謂的熱膨脹,不會拉近盤體和磁頭的距離,因為磁頭的飛行是空氣動力學原理,在正常情況下始終和碟片保持一定距離。當然要是你大力打擊硬碟,那麼這個震動……
三、所謂尋道是指硬碟從初使位置移動到指定磁軌。所謂的復位動作,並不是經常發生的。因為磁軌的物理位置是存放在CMOS裡面,硬碟並不需要移動回0磁軌再重新出發。只要磁頭一啟動,所謂的復位動作就完成了,除非你重新啟動電腦,不然復位動作就不會再發生。
四、IDE硬碟和SCSI硬碟的盤體結構是差不多的。只是SCSI硬碟的介面帶寬比同時代的IDE硬碟要大,而且往往SCSI卡往往都會有一個類似CPU的東西來減緩主CPU的佔用率。僅此而已,所以希捷才會把它的SCSI硬碟的技術用在IDE硬碟上。
五、 硬碟的讀寫是以柱面的扇區為單位的。柱面也就是整個盤體中所有磁面的半徑相同的同心磁軌,而把每個磁軌劃分為若干個區就是所謂的扇區了。硬碟的寫操作,是 先寫滿一個扇區,再寫同一柱面的下一個扇區的,在一個柱面完全寫滿前,磁頭是不會移動到別的磁軌上的。所以文件在硬碟上的存儲,並不是像一般人的認為,是 連續存放在一起的(從使用者來看是一起,但是從操作系統底層來看,其存放不是連續的)。所以FLASHGET或者ED開了再多的線程,磁頭的尋道一般都不 會比你一邊玩游戲一邊聽歌大。當然,這種情況只是單純的下載或者上傳而已,但是其實在這個過程中,誰能保證自己不會啟動其它需要讀寫硬碟的軟體?可能很多 人都喜歡一邊下載一邊玩游戲或者聽歌吧?更不用說WINDOWS本身就需要頻繁讀寫虛擬內存文件了。所以,用FG下載也好,ED也好,對硬碟的折磨和平時 相比不會太厲害的。
六、再說說FLASHGET為什麼開太多線程會不好和ED為什麼硬碟讀寫頻繁。首先,線程一多,cpu的佔用率就高, 換頁動作也就頻繁,從而虛擬內存讀寫頻繁,至於為什麼,學過操作系統原理的應該都知道,我這里就不說了。ED呢?同時從幾個人那裡下載一個文件,還有幾個 人同時在下載你的文件,這和FG開多線程是類似的。所以硬碟燈猛閃。但是,現在的硬碟是有緩存的,數據不是馬上就寫到硬碟上,而是先存放在緩存裡面,,然 後到一定量了再一次性寫入硬碟。在FG裡面再怎麼設置都好,其實是先寫到緩存裡面的。但是這個過程也是需要CPU干預的,所以設置時間太短,CPU佔用率 也高,所以硬碟燈也還是猛閃的,因為虛擬文件在讀寫。
七、硬碟讀寫頻繁,磁頭臂在尋道伺服電機的驅動下移動頻繁,但是對機械來說這點耗損 雖有,其實不大。除非你的硬碟本身就有機械故障比如力臂變形之類的(水貨最常見的故障)。真正耗損在於磁頭,不斷變化的電流會造成它的老化,但是和它的壽 命相比。。。。。應該也是在合理范圍內的。除非因為震動,磁頭撞擊到了盤體。
八、受高溫影響的最嚴重的是機械的電路,特別是硬碟外面的那塊電路板,上面的集成塊在高溫下會加速老化的。所以IBM的某款玻璃硬碟,雖然有壞道,但是一用某個軟體,馬上就不見了。再嚴重點的,換塊線路板,也就正常了。就是這個原因。
總 之,硬碟會因為環境不好和保養不當而影響壽命,但是這絕對不是軟體的錯。FLASHGET也好,ED也好,FTP也好,它們雖然對硬碟的讀寫頻繁,但是還 不至於比你一般玩游戲一般聽歌對硬碟傷害大.說得更加明白的話,它們對硬碟的所謂耗損,其實可以忽略不記.不要因為看見硬碟燈猛閃,就在那裡瞎擔心.不然 那些提供WEB服務和FTP服務的伺服器,它們的硬碟讀寫之大,可絕非平常玩游戲,下軟體的硬碟可比的。
硬碟有一個參數叫做連續無故障時間。它是指硬碟從開始運行到出現故障的最長時間,單位是小時,英文簡寫是MTBF。一般硬碟的MTBF至少在30000或40000小時。具體情況可以看 硬碟廠商的參數說明。這個連續無故障時間,大家可以自己除一下,看看是多少年。然後大家自己想想,自己的硬碟平時連續工作最久是多長時間。
目前我使用的機器,已經連續開機1年了,除了中途有幾次關機十幾分鍾來清理灰塵外,從來沒有停過(使用金轉6代40G)。另外還有三台使用SCSI硬碟的服 務器,是連續兩年沒有停過了,硬碟的發熱量絕非平常IDE硬碟可比(1萬轉的硬碟啊)。在這方面,我想我是有發言權的。
最後補充一下若干點:
一、硬碟最好不要買水貨或者返修貨。水貨在運輸過程中是非常不安全的,雖然從表面上看來似乎無損傷,但是有可能在運輸過程中因為各種因素而對機械體造成損傷。返修貨就更加不用說了。老實說,那些埋怨硬碟容易損壞的人,你們應該自己先看看,自己的硬碟是否就是這些貨色。
二、硬碟的工作環境是需要整潔的,特別是注意不要在頻繁斷電和灰塵很多的環境下使用硬碟。機箱要每隔一兩個月清理一下灰塵。
三、硬碟的機械最怕震動和高溫。所以環境要好,特別是機箱要牢固,以免共震太大。電腦桌也不要搖搖晃晃的。
四、 要經常整理硬碟碎片。這里有一個大多數人的誤解,一般人都以為硬碟碎片會加大硬碟耗損,其實不是這樣的。硬碟碎片的增多本身只是會讓硬碟讀寫所花時間比碎 片少的時候多而已,對硬碟的耗損是可以忽略的(我在這里只說一個事實,目前網路上的伺服器,它們用得最多的操作系統是UNIX,但是在UNIX下面是沒有 磁碟碎片整理軟體的。就連微軟的NT4,本身也是沒有的)。不過,因為磁頭頻繁的移動,造成讀寫時間的加大,所以CPU的換頁動作也就頻繁了,而造成虛擬 文件(在這里其實准確的說法是換頁文件)讀寫頻繁,從而加重硬碟磁頭尋道的負荷。這才是硬碟碎片的壞處。
五、在硬碟讀寫時盡量避免忽然斷電,冷啟動和做其他加重CPU負荷的事情(比如在玩游戲時聽歌,或者在下載時玩大型3D游戲),這些對硬碟的傷害比一般人想像中還要大。
總之,只要平常注意使用硬碟,硬碟是不會那麼快就和我們說BYEBYE的。當然,如果是硬碟本身的質量就不行,那我就無話可說了。
『陸』 電腦是用什麼來存儲信息的以什麼方式存儲
儲存器: 儲存器具有記憶功能,用來保存信息,如數據,指令和運算結果等等。 它可以分為外儲存器和內儲存器兩種。下面進行詳細說明。 1) 內儲存器(內存) 內儲存器直接與CPU相連接,儲存容量較小,但速度快,用來存放當前運行程序的指令和數據,並直接與CPU交換信息。內儲存器由許多儲存單元組成,每個單元能存放一個二進制數或一條由二進制編碼表示的指令。內儲存器是由隨機儲存器和只讀儲存器構成的. 內存,即RAM(Random access memory)通過使用二進制數據儲存單元和直接與CPU聯系,大大減少了讀取數據的時間。RAM上所存數據在關機或計算機異常是會自動清除,所以人們才需要將數據保存在硬碟等外存上。 2) 外儲存器(外存) 外儲存器是內儲存器的擴充。它儲存容量大,價格低,但儲存速度慢,一般用來存放大量暫時不用的程序,數據和中間結果,需要時,可成批的與內存進行信息交換。外存只能與內存交換信息,不能被計算機系統的其他部件直接訪問。常用的外存有磁碟,磁帶,光碟等。 外存分為很多種類,例如硬碟(Hard drive)軟盤(Floppy disk)CD光碟、CD-R可拷貝光碟、CD-ROM只讀光碟、CD-RW讀寫光碟、有些大型計算機(Mainframe computer)會用讀寫磁帶來儲存網路進程的龐大數據。
求採納
『柒』 電腦是怎麼儲存東西的,所謂的儲存硬碟是什麼原理儲存的
硬碟是在硬質碟片(一般是鋁合金,以前
IBM
也嘗試過使用玻璃)上塗敷薄薄的一層鐵磁性材料。硬碟儲存數據的原理和盒式磁帶類似,只不過盒式磁帶上存儲是模擬格式的音樂,而硬碟上存儲的是數字格式的數據。寫入時,磁頭線圈上加電,在周圍產生磁場,磁化其下的磁性材料;電流的方向不同,所以磁場的方向也不同,可以表示
0
和
1
的區別。讀取時,磁頭線圈切割磁場線產生感應電流,磁性材料的磁場方向不同,所以產生的感應電流方向也不同。
不論是什麼計算機文件,歌曲,視頻,圖片,文檔等等都是以一個二進制的序列存在的,也就是很多個"10010001110011......"這樣的東西,硬碟上的存儲的文件實際上就是存儲著這些0和1的序列.硬碟的磁頭能夠按照指令讀取相應位置的信號,並且能夠改變指定位置的磁場方向,這就是數據的讀和寫.
『捌』 電腦是用什麼來存儲信息的,以什麼方式存儲
簡單地說:
以二進制形式存儲信息,
在內存中以高電平和低電平存儲0和1
在外存儲器,例如磁碟中,類似錄音機的原理,只是存儲的是數據資料;
在光碟中,以有無反射區分是0還是1。
這樣計算機就能存儲大量的數據了。
『玖』 計算機是如何儲存數據的
計算機通過存儲系統來完成信息的保存和提取。
存儲系統是指計算機中由存放程序和數據的各種存儲設備、控制部件及管理信息調度的設備(硬體)和演算法(軟體)所組成的系統。計算機的主存儲器不能同時滿足存取速度快、存儲容量大和成本低的要求,在計算機中必須有速度由慢到快、容量由大到小的多級層次存儲器,以最優的控制調度演算法和合理的成本,構成具有性能可接受的存儲系統。
在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。輔助存儲器用於擴大存儲空間。信息存取過程中,存儲系統必須完成邏輯地址空間和物理地址空間之間的變換,並且合理地管理存儲系統資源。邏輯地址是指程序員編制的程序地址,由它構成邏輯地址空間。程序主存儲器中的實際地址稱為物理地址,由它構成物理地址空間。存儲映像基本上分為兩種情況:一種是邏輯地址空間小於物理地址空間,映像要求可以訪問所有的物理存儲器;另一種是邏輯地址空間大於物理地址空間,映像要確定每個邏輯地址實際所對應的物理地址。