磁存儲1位

① 磁儲存原理

磁存儲技術的工作原理

是通過改變磁粒子的極性來在磁性介質上記錄數據。在讀取數據時，磁頭將存儲介質上的磁粒子極性轉換成相應的電脈沖信號，並轉換成計算機可以識別的數據形式。進行寫操作的原理也是如此。要使用硬碟等介質上的數據文件，通常需要依靠操作系統所提供的文件系統功能，文件系統維護著存儲介質上所有文件的索引。因為效率等諸多方面的考慮，在我們利用操作系統提供的指令刪除數據文件的時候，磁介質上的磁粒子極性並不會被清除。操作系統只是對文件系統的索引部分進行了修改，將刪除文件的相應段落標識進行了刪除標記。同樣的，目前主流操作系統對存儲介質進行格式化操作時，也不會抹除介質上的實際數據信號。正是操作系統在處理存儲時的這種設定，為我們進行數據恢復提供了可能。

值得注意的是，這種恢復通常只能在數據文件刪除之後相應存儲位置沒有寫入新數據的情況下進行。因為一旦新的數據寫入，磁粒子極性將無可挽回的被改變從而使得舊有的數據真正意義上被清除。另外，除了磁存儲介質之外，其它一些類型存儲介質的數據恢復也遵循同樣的原理，例如U盤、CF卡、SD卡等等。因為這些存儲設備也和磁碟一樣使用類似扇區、簇這樣的方式來對數據進行管理。舉個例子來說，目前幾乎所有的數碼相機都遵循DCIM標准，該標准規定了設備以FAT形式來對存儲器上的相片文件進行處理。

② 磁性儲存與光儲存哪個儲存更久 優缺點各是什麼

僅從理論上說,光儲存能夠儲存得更久!因為磁性存儲材料的磁性會隨著時間流逝而逐漸減弱.
磁性存儲:優點是存儲特別方便,能夠很容易的將磁信號轉化為電信號進行信息計算與傳輸.缺點是此種材料必須完全密封,不能有灰塵進入,還有就是不能永久存儲.
光儲存材料:優點是在理論上能夠永久存儲,缺點是這種存儲材料極易受摩擦等外部作用而損壞.

③ U盤是半導體存儲設備還是磁存儲設備

電腦是如何工作的? --外部存儲器之半導體存儲設備篇

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在外部存儲器之中。半導體存儲設備是真正小巧和便攜的外部移動存儲器。它有著與磁存儲介質設備和光存儲設備完全不同的存儲原理，下面就讓我們一起來了解一下吧!

一、半導體存儲設備的原理

目前市面上出現了大量的攜帶型存儲設備，這些設備大部分是以半導體晶元為存儲介質。採用半導體存儲介質的優點在於可以把體積變的很小，便於攜帶；與硬碟類存儲設備不同，它沒有機械結構，所以不怕碰撞，沒有機械雜訊；與其它存儲設備相比，耗電量很小；讀寫速度也非常快。半導體存儲設備的主要缺點就是價格較高和容量有限。

現在的半導體存儲設備普遍採用了一種叫做「Flash Memory」的技術。從字面上可理解為閃速存儲器，它的擦寫速度快是相對於EPROM而言的。Flash Memory是一種非易失型存儲器，因為掉電後，晶元內的數據不會丟失，所以很適合用來作電腦的外部存儲設備。它採用電擦寫方式、可重復擦寫10萬次、擦寫速度快、耗電量小。

1.NOR型FIaSh晶元

我們知道三極體具備導通和不導通兩種狀態，這兩種狀態可以用來表示數據「0」和數據「1」，因此利用三極體作為存儲單元的三極體陣列就可作為存儲設備。Flash技術是採用特殊的浮柵場效應管作為存儲單元。這種場效應管的結構與普通場效應管有很大區別。它具有兩個柵極，一個如普通場效應管柵極一樣，用導線引出，稱為「選擇柵」；另一個則處於二氧化硅的包圍之中不與任何部分相連，這個不與任何部分相連的柵極稱為「浮柵」。通常情況下，浮柵不帶電荷，則場效應管處於不導通狀態，場效應管的漏極電平為高，則表示數據「1」。編程時，場效應管的漏極和選擇柵都加上較高的編程電壓，源極則接地。這樣大量電子從源極流向漏極，形成相當大的電流，產生大量熱電子，並從襯底的二氧化硅層俘獲電子，由於電子的密度大，有的電子就到達了襯底與浮柵之間的二氧化硅層，這時由於選擇柵加有高電壓，在電場作用下，這些電子又通過二氧化硅層到達浮柵，並在浮柵上形成電子團。浮柵上的電子團即使在掉電的情況下，仍然會存留在浮柵上，所以信息能夠長期保存(通常來說，這個時間可達10年)。由於浮柵為負，所以選擇柵為正，在存儲器電路中，源極接地，所以相當於場效應管導通，漏極電平為低，即數據「0」被寫入。擦除時，源極加上較高的編程電壓，選擇柵接地，漏極開路。根據隧道效應(即微觀粒子具有波動性的表現)和量子力學的原理，浮柵上的電子將穿過勢壘到達源極，浮柵上沒有電子後，就意味著信息被擦除了。NOR型Flash Memory的存儲原理如圖1所示。

由於熱電子的速度快，所以編程時間短，並且數據保存的效果好，但是耗電量比較大。

每個場效應管為一個獨立的存儲單元。一組場效應管的漏極連接在一起組成位線，場效應管的柵極連接在一起組成選擇線，可以直接訪問每一個存儲單元，也就是說可以以位元組或字為單位進行定址，屬於並行方式(圖2)。因此可以實現快速的隨機訪問，但是這種方式使得存儲密度降低，相同容量時耗費的矽片面積比較大，因而這種類型的Flash晶元的價格比較高。

特點：數據線和地址線分離、以位元組或字為單位編程、以塊為單位擦除、編程和擦除的速度慢、耗電量大和價格高。

2.NAND型FlaSh晶元

NAND型Flash晶元的存儲原理(圖3)與NOR型稍有不同，編程時，它不是利用熱電子效應，而是利用了量子的隧道效應。在選擇柵加上較高的編程電壓，源極和漏極接地，使電子穿越勢壘到達浮柵，並聚集在浮柵上，存儲信息。擦除時仍利用隧道效應，不過把電壓反過來，從而消除浮柵上的電子，達到清除信息的結果。

利用隧道效應，編程速度比較慢，數據保存效果稍差，但是很省電。

一組場效應管為一個基本存儲單元(通常為8位、16位等)。一組場效應管串列連接在一起，一組場效應管只有一根位線，屬於串列方式，隨機訪問速度比較慢。但是存儲密度很高，可以在很小的晶元上做到很大的容量(圖4)。

特點：讀寫操作是以頁為單位的，擦除是以塊為單位的， 因此編程和擦除的速度都非常快；數據線和地址線共用，採用串列方式，隨機讀取速度慢，不能按位元組隨機編程。體積小，價格低。晶元內存在失效塊，需要查錯和效驗功能。

3.AND型FlaSh晶元

AND技術是Hitachi公司的專利技術。AND是一種結合了NOR和NAND的優點的串列Flash晶元，它結合了Intel公司的MLC技術(見注)，加上0.18μm的生產工藝，使生產出的晶元容量更大、功耗更低、體積更小，且因為採用單一操作電壓、塊比較小。並且由於內部包含與塊一樣大的RAM緩沖區，所以克服了因採用MLc技術帶來的性能降低。

特點：功耗特別低，讀電流為2mA，待機電流僅為1μA。晶元內部有RAM緩沖區，寫入速度快。

注:MLC(Multi-level Cell)技術,這是Intel提出的一種旨在提高存儲密度的新技術,通常數據存儲中存在一個闕值電壓，低於這個電壓表示數據「0」，高於這個電壓表示數據「1」，所以一個基本存儲單元(即一個場效應管)可存儲一位數據(「0」或者「1」)。現在將闕值電壓變為4種，則一個基本存儲單元可以輔出四種不同的電壓，令這四種電壓分別對應二進制數據00、0l、10、ll，則可以看出，每個基本存儲單元一次可存儲兩位數據(00、0l、10或者11)。如果闕值電壓變為8種，則一個基本存儲單元一次可存儲3位數據。闕值電壓越多，則一個基本存儲單元可存儲的數據位數也越多。這樣一來，存儲密度大大增加，同樣面積的矽片上就可以做到更大的存儲容量。不過闕值電壓越多，干擾也就越嚴重。

二、各種各樣的半導體存儲卡

1.ATA FIaSh卡

這種存儲卡是基於Flash技術(通常採用NAND型)的ATA介面的PC卡。在電源管理方面，具備休眠、待命、運行和閑置等4種模式，整體功耗比較小。具有I／0、內存和ATA三種介面方式。由於體積比較大，所以可以使用更多的存儲晶元，因而也可以做到更大的容量。主要用於筆記本電腦、數碼相機和台式PC機。

ATA Flash卡由控制晶元和存儲模塊兩部分組成。智能化的控制晶元有兩個作用，一是對Flash晶元的控制，另外就是完成PC卡的ATA(lDE)介面功能。由於介面支持IDE模式，所以可以通過簡單的轉接到PC機的IDE介面。它支持扇區方式讀寫，可以像操作硬碟一樣對它進行各種操作。介面有68個引腳。因為引腳中的電源和地兩個引腳比其它引腳要長，保證了信號腳先分離，最後斷電，所以支持熱插拔。

主要特點：存儲容量大(可達1GB)、即插即用、支持熱插拔和傳輸速率約10MB／s。

ATA FLASH卡需要專用的，讀寫設備，通常筆記本電腦內置了這種讀寫器。

2．CF卡

CF(Compact Flash)卡是一種小型移動存儲設備。這種標準是在1994年由ScanDisk公司提出的。CF卡兼容PCMCIA-ATA、TRUEIDE和ATA／ATAPI—4標准。其體積為 43mm X 36mm x 3.3mm，有50條引腳。主要用於數碼相機、MP3播放器和PDA等攜帶型產品。

CF卡的內部結構與ATA Flash卡類似，也是由控制晶元和存儲模塊組成。智能化的控制晶元提供一個連接到計算機的高電平介面，這個介面運行計算機發布命令對存儲卡以塊為單位進行讀寫操作。塊的大小為16K，有ECC效驗。控制晶元管理著介面協議、數據存儲、通過ECC效驗修復數據、錯誤診斷、電源管理和時鍾控制，一旦CF卡通過計算機的設置，它將以一個標準的 ATA硬碟驅動器出現，你可以像對其它硬碟一樣對它進行操作。

CF卡需要專用的讀寫設備。但是因為它兼容PCMCIA—ATA標准，所以可以通過一個轉接卡當做PCMCIA設備來使用。

3.SM卡

Smart Media Card簡稱SM卡，它是基於NAND型Flash晶元的存儲卡。它的最大特點是體積小(45.0mm x 37.0mm x 0.76mm)、重量輕(2克)。主要用於數碼相機、PDA、電子音樂設備、數碼錄音機、列印機、掃描儀以及攜帶型終端設備等。

從結構上講， SM卡非常簡單，卡的內部沒有任何控制電路，僅僅是一個Flash存儲器晶元而已，晶元被封裝到一個塑料卡片中，引腳與卡片表面的銅箔相連。

SM卡採用NAND型的Flash晶元，因而與其它存儲卡相比具有較低的價格。但因為它只用了一個存儲晶元，所以受到了很大的限制，不容易做到大容量。

SM卡可以採用專用的讀寫器進行讀寫，也可以通過一個轉接卡當做PC卡來讀寫。

主要特點：NAND結構適合於文件存儲；高速的讀寫操作；價格低廉，

4.Memory StiCk

Memory Stick(記憶棒)是SONY公司推出的一種小體積的存儲卡。它可用於各種消費類電子設備：數碼攝像機、攜帶型音頻播放設備、掌上電腦和行動電話等。對於音樂等一些收保護的內容具備數字版權保護功能。

SONY的Memory Stick具有防寫開關，採用10個引腳的串列連接方式，具有很高的可靠性。通過一個PC卡適配器，它也可作為一個PC卡在各種PC卡讀寫設備上使用。

Memory stick內部包括控制器和存儲模塊，控制晶元負責控制各種不同類型的Flash存儲晶元，並將負責並行數據和串列數據之間的相互轉換。另外 Memory Stick採用了一種專用的串列介面，發送數據時附加了一位效驗碼，最高工作頻率為20MHz。

5.MultiMedia卡(MMC)

MultiMedia卡(MMC)是由美國SanDisk公司和德國西門子公司共同開發的一種通用的低價位的可用於數據存儲和數據交換的多功能存儲卡。作為一種低價位、小體積、大容量的存儲卡，它的應用范圍很廣。可用於數碼相機、數碼攝像機、PDA、數碼錄音機、MP3和行動電話等設備。

MMC卡的數據通訊是基於一種可工作在低電壓范圍下的串列匯流排，它有7條引線。它支持MMC匯流排和SPI匯流排。MMC卡的結構。

特點：由於工作電壓低，耗電量很小；體積小，與一張郵票差不多大小；可對數據實行密碼保護；內置防寫功能。

6.Secure Digital Memory卡

SD卡是由Panasonic、Toshiba及美國SanDisk公司於1999年8月共同開發研製的一種基於NAND技術的Flash存儲卡。它的體積非常小，僅有一張郵票大小，但是容量卻很大。SD卡的另一個特點是具有非常好的數據安全性和版權保護功能。

7．UDISK

優遞卡，也稱郵遞卡。這是台灣八達創新科技開發的一種存儲卡，它的存儲部分仍是普通的Flash Memory。不同的是，它的內部具有兩種介面：一個是與電腦相連的USB介面，這是由專用的USB介面晶元來完成；另一方面有單片機構建了一個Device Interface(設備介面)，這個介面可支持Serial Mode、 Byte Mode及Word Mode(圖20)。

優遞卡的一個優點是它可以支持各種類型的 Flash存儲晶元，例如：串列或並行Flash——NAND、 AND、NOR、Gate Flash及Mask ROM等。

編者按

電腦的外部存儲器包含磁存儲介質、光存儲設備和半導體存儲設備幾個方面的內容，對它們的介紹到本期就暫告一段落。下期我們將為大家介紹電腦的BIOS，這是電腦內部重要的信息儲存器，敬請期待!

④ 為什麼磁性材料可以用來作為存儲器

磁性材料可以具有有磁和失磁兩種狀態，對應二進制的1和0，故所以能用來做存儲介質。

• 磁表面存儲器是利用塗覆在載體表面的磁性材料具有兩種不同的磁化狀態來表示二進制信息的「0」和「1」。將磁性材料均勻地塗覆在圓形的鋁合金或塑料的載體上就成為磁碟，塗覆在聚酯塑料帶上就成為磁帶。

• 計算機的外存儲器又稱磁表面存儲設備。所謂磁表面存儲，是用某些磁性材料薄薄地塗在金屬鋁或塑料表面作載磁體來存儲信息。磁碟存儲器、磁帶存儲器均屬於磁表面存儲器。

• 磁表面存儲器的優點為存儲容量大、單位價格低、記錄介質可以重復使用、記錄信息可以長期保存而不丟失，甚至可以離線存檔、非破壞性讀出，讀出時不需要再生信息。

⑤ 為什麼設置磁表面存儲器的六種記錄方式,以及它們的不同

、所謂磁表面存儲，是用某些磁性材料薄薄地塗在金屬鋁或塑料表面作載磁體來存儲信息。
在磁表面存儲器中，利用一種稱為磁頭的裝置來形成和判別磁層中的不同磁化狀態。磁頭實際上是由軟磁材料做鐵芯繞有讀寫線圈的電磁鐵。
寫操作：當寫線圈中通過一定方向的脈沖電流時，鐵芯內就產生一定方向的磁通。
讀操作：當磁頭經過載磁體的磁化元時，由於磁頭鐵芯是良好的導磁材料，磁化元的磁力線很容易通過磁頭而形成閉合磁通迴路。不同極性的磁化元在鐵芯里的方向是不同的。
通過電磁變換，利用磁頭寫線圈中的脈沖電流，可把一位二進制代碼轉換成載磁體存儲元的不同剩磁狀態；反之，通過磁電變換，利用磁頭讀出線圈，可將由存儲元的不同剩磁狀態表示的二進制代碼轉換成電信號輸出。這就是磁表面存儲器存取信息的原理。
磁層上的存儲元被磁化後，它可以供多次讀出而不被破壞。當不需要這批信息時，可通過磁頭把磁層上所記錄的信息全部抹去，稱之為寫「0」。通常，寫入和讀出是合用一個磁頭，故稱之為讀寫磁頭。每個讀寫磁頭對應著一個信息記錄磁軌。
磁表面存儲器的優點：
①存儲容量大，位價格低；
②記錄介質可以重復使用；
③記錄信息可以長期保存而不丟失，甚至可以離線存檔；
④非破壞性讀出，讀出時不需要再生信息。
磁表面存儲器的缺點
存取速度較慢，機械結構復雜，對工作環境要求較高。
2、光碟存儲器是一種採用光存儲技術存儲信息的存儲器，它採用聚焦激光束在盤式介質上非接觸地記錄高密度信息，以介質材料的光學性質(如反射率、偏振方向)的變化來表示所存儲信息的「1」或「0」

⑥ 用容量為16K x 1位存儲器晶元構成一個32K x 8 位的存儲系統，需要多少根地址線多少根數據線

需要5根地址線和2根數據線。而且需要2*8個16K x1存儲器。

16Kx1到32Kx8，字數和字長都變化了，也就是綜合兩種拓展方法拓展。16K到32K是兩倍，使用非門作為解碼器（1線-2線），故需要兩個存儲晶元。

構成存儲器的存儲介質主要採用半導體器件和磁性材料。存儲器中最小的存儲單位就是一個雙穩態半導體電路或一個CMOS晶體管或磁性材料的存儲元，它可存儲一個二進制代碼。由若干個存儲元組成一個存儲單元，然後再由許多存儲單元組成一個存儲器。

注意事項：

分類：

cf快閃記憶體卡：一種袖珍快閃記憶體卡。像pc卡那樣插入數碼相機，它可用適配器，使之適應標準的pc卡閱讀器或其他的pc卡設備。

sd快閃記憶體卡：存儲的速度快，非常小巧，外觀和MMC一樣，市面上較多數數碼相機使用這種格式的存儲卡。

數字膠卷：一種數碼相機的存儲介質，同日立的sm卡、松下的sd卡、索尼的memorystick屬同類的數字存儲媒體。