讀寫存儲技術

① 名詞解釋：存儲技術

卡片式存儲設備
卡片式存儲設備算來算去只有幾種，而且都是利用半導體技術來儲存資料。存儲卡的原理和RAM一樣，區別只在於是否使用「Volatile"或「Non-volatile"(後者在沒有電源時，存儲設備內的資料也能永久保存)技術。
卡片式存儲器的應用領域有：
1.數字相機 要算使用存儲卡最多的IT產品，數字相機絕對是頭一個。由於數字相機需要有一定的容量來儲存相片，而且質量越高的相片要求越大的容量，所以數字相機足以保障存儲卡有一定的市場。
2.MP3隨身聽網際網路使MP3音樂垂手可得，也使MP3隨身聽有可能取代MD或CD隨身聽。而MP3隨身聽想要保存MP3歌曲文件，辦法就是使用存儲卡。通常，一部MP3隨身聽內置的是32MB的存儲卡(只能存放約10首歌曲)，消費者往往會多買一張64MB的存儲卡來保存歌曲。這樣就會增大存儲卡的銷售。

8mm磁帶
8mm磁帶：是一種由Exabyte公司開發、適合於大中型網路和多用戶系統的大容量磁帶。8mm磁帶驅動器也採用螺旋掃描技術，而且磁帶較寬，因而存儲容量極高，一盒磁帶的最高容量可達150GB

存儲卡
這里說的存儲卡是用來儲存數據資料並且可以在電腦上使用的數據存儲卡!
1.CF卡CF卡是最早推出的存儲卡，也是大家都比較青睞的存儲卡。CF卡得以普及的原因很多，其中比較重要的一點就是物美價廉。比起其他數碼存儲卡，CF卡單位容量的存儲成本差不多是最低的，速度也比較快，而且大容量的CF卡比較容易買到。
我們可以接觸的到CF卡分為CFType I/CF Type II兩種類型。由於CF存儲卡的插槽可以向下兼容，因此TypeII插槽既可以使CF TypeII卡又可以使用CFType I卡;而Type I插槽則只能使用CFType I卡，而不能使用CFType II卡，朋友們在選購和使用的時候一定要注意。
2.SD卡 SD卡體積小巧，廣泛應用在數碼相機上，是由日本的松下公司、東芝公司和SanDisk公司共同開發的一種全新的存儲卡產品，最大的特點就是通過加密功能，保證數據資料的安全保密。SD卡在外形上同MultiMedia Card卡保持一致，並且兼容MMC卡介面規范。不過注意的是，在某些產品例如手機上，SD卡和MMS卡是不能兼容的。SD 卡在售價方面要高於同容量的MultiMedia Card卡。
3.MS卡在5年前，索尼公司生產了它自己的快閃記憶體記憶卡，就是記憶棒—MemoryStick。其應用於索尼公司出的數碼產品，掌上電腦、MP3、數碼相機、數碼攝像機等等數碼設備。由Memory Stick所衍生出來的Memory Stick PRO和Memory Stick DUO也是索尼記憶棒向高容量和小體積發展的產物。
4.SM卡SM卡最早是由東芝公司推出的，它僅僅是將存儲晶元封裝起來，自身不包含控制電路，所有的讀寫操作安全依賴於使用它的設備。盡管由於結構簡單可以做得很薄，在便攜性方面優於CF卡，但兼容性差是其致命之傷，一張SM卡一旦在MP3播放器上使用過，數碼相機就可能不能再讀寫。其市場表現已呈龍鍾之態，不會再有更多新的設備支持它。
5.MMC卡MMC卡是由Sandisk和西門子於1997年聯手推出的，它普及還沾了點SD卡的光。後來推出的SD卡標准中保留了設備對MMC卡的兼容，就是說雖然使用MMC卡的設備無法使用SD卡，而使用SD卡的設備卻可以毫無障礙地使用MMC卡，在某些時候使得MMC順利成為SD卡的代替品。MMC卡的大小和SD基本一樣，比SD卡要薄一點，不過在讀取速度上還是SD強。因此價格也是MMC比較便宜。
6.xD圖像卡xD圖像卡是繼上面幾種存儲卡而後生的存儲卡產品，是由富士膠卷和奧林巴斯光學工業為SM卡的後續產品成功開發的產品。它的特點是集體積更小、容量更大於一身，xD圖像卡設計只有一張郵票那麼大，未來圖像存儲能力高達令人驚嘆的8GB。

數字線性磁帶
DLT(Digital Linear Tape，數字線性磁帶)源於1/2英寸磁帶機，它出現很早，主要用於數據的實時採集。DLT每盒容量高達40GB以上，成本較低，主要定位於中、高級的伺服器市場與磁帶庫系統。

先進的智能型磁帶
AIT(先進的智能型磁帶)是SONY公司在快速訪問高密度磁帶錄制技術方面的最新創新，現已成為磁帶機工業標准。AIT使用一種磁帶盒上含有記憶體晶片的磁帶，通過在微型晶片上記錄磁帶上文件的位置，大大減少了存取時間。

數字音頻磁帶
ST(Digital Audio Tape：數字音頻磁帶)磁帶：該磁帶寬為0.15英寸(4mm)，又叫4毫米磁帶。ST磁帶盒較小，體積僅為73mm×54mm×10.5mm，比一般錄音機磁帶盒還小。但由於該磁帶存儲系統採用了螺旋掃描技術，使得該磁帶具有很高的存儲容量。

差分備份
差分備份(Differential Backup) 就是每次備份的數據是相對於上一次全備份之後新增加的和修改過的數據。差分備份無需每天都做系統完全備份，因此備份所需時間短，並節省磁帶空間，它的災難恢復也很方便，系統管理員只需兩盤磁帶，即系統全備份的磁帶與發生災難前一天的備份磁帶，就可以將系統完全恢復。

映像備份
映像備份(Image copies)不壓縮、不打包、直接COPY獨立文件(數據文件、歸檔日誌、控制文件)，類似操作系統級的文件備份。而且只能COPY到磁碟，不能到磁帶。

差異備份
復制自上一次普通備份或增量備份以來被創建或更改的文件的備份。它不將文件標記為已經備份(換句話說，沒有清除存檔屬性)。如果您要執行普通備份和差異備份的組合，則還原文件和文件夾將需要上次已執行過普通備份和差異備份。

SAN
SAN(Storage Area Network―存儲區域網路)一類專門用於提供企業商務數據或運營商數據的存儲和備份管理的網路。因為是基於網路化的存儲，SAN比傳統的存儲和備份技術擁有更大的容量和更強的性能。通過專門的存儲管理軟體，可以直接在SAN里的大型主機、伺服器或其它服務端電腦上添加硬碟和磁帶設備。現在大多數的SAN是基於光纖信道交換機和集線器的。通常SAN被配置成網路的後端部分，存在於數據中心或者伺服器場之後

Failover(故障恢復
Failover(故障恢復)：功能相當的系統組件替代故障組件的一種自動替代系統。經常使用於連接到相同存儲設備和主機計算機的智能控制器。如果其中之一的控制器故障，故障恢復開始啟用，其他正常的控制器將負擔其I/O工作。

備份記錄
備份記錄(plicated record)文件記錄的復製品。保存在文件庫中，與原文件分開存放，是為了防止關鍵性文件或數據丟失而備制的。也稱復制記錄。

備份集
備份集(Backup sets)顧名思義就是一次備份的集合，它包含本次備份的所有備份片。一個備份集根據備份的類型不同，可能構成一個完全備份或增量備份。

Backup(備份)
Backup(備份)：存儲在非易失性存儲介質上的數據集合，這些數據用來進行原始數據丟失或者不可訪問條件下的數據恢復。為了保證恢復時備份的可用性，備份必須一致性狀態下通過拷貝原始數據來實現。

容錯
容錯：系統在其某一組件故障時仍繼續正常工作的功能。容錯功能一般通過冗餘組件設計來實現。

iSCSI
iSCSI：連接到一個TCP/IP網路的直接定址的存儲庫，通過塊I/O SCSI指令對其進行訪問。ISCSI是一種基於開放的工業標准，通過它可以用TCP/IP對SCSI(小型計算機系統介面--一種數據傳輸的公共協議)指令進行封裝，這樣就可以使這些指令能夠通過基於IP(乙太網或千兆位乙太網)「網路」進行傳輸。這一標準的目的是允許使用現有的乙太網網路傳輸SCSI指令和數據，而這一過程完全不依賴於地點。對這一產品的另外一種描述是，它是連接到TCP/IP網路的存儲，但可以使用與DAS和SAN存儲一樣的I/O指令對其進行訪問。

② 存儲技術發展歷史

最早的外置存儲器可以追溯到19世紀末。為了解決人口普查的需要，霍列瑞斯首先把穿孔紙帶改造成穿孔卡片。

他把每個人所有的調查項目依次排列於一張卡片，然後根據調查結果在相應項目的位置上打孔。在以後的計算機系統里，用穿孔卡片輸入數據的方法一直沿用到20世紀70年代，數據處理也發展成為電腦的主要功能之一。

2、磁帶

UNIVAC-I第一次採用磁帶機作外存儲器，首先用奇偶校驗方法和雙重運算線路來提高系統的可靠性，並最先進行了自動編程的試驗。此時這個磁帶長達1200英寸、包含8個磁軌，每英寸可存儲128bits，每秒可記錄12800個字元，容量也達到史無前例的184KB。從 此之後，磁帶經歷了迅速發展，後來廣泛應用了錄音、影像領域。

3、軟盤（見過這玩意的一定是80後）

1967年 IBM公司推出世界上第一張「軟盤」，直徑32英寸。隨著技術的發展，軟盤的尺寸一直在減小，容量也在不斷提升，大小從8英寸，減到到5.25英寸軟盤，以及到後來的3.5英寸軟盤，容量卻從最早的81KB到後來的1.44MB。在80-90年代3.5英寸軟盤達到了巔峰。直到CD-ROM、USB存儲設備出現後，軟盤銷量才逐漸下滑。

4、CD

CD也就是我們常說的光碟、光碟，誕生於1982年，最早用於數字音頻存儲。1985年，飛利浦和索尼將其引入PC，當時稱之為CD-ROM（只 讀），後來又發展成CD-R（可讀）。因為聲頻CD的巨大成功，今天這種媒體的用途已經擴大到進行數據儲存，目的是數據存檔和傳遞。

5、磁碟

第一台磁碟驅動器是由IBM於1956年生產，可存儲5MB數據，總共使用了50個24英寸碟片。到1973年，IBM推出第一個現代「溫徹斯特」磁碟驅動器3340，使用了密封組件、潤滑主軸和小質量磁頭。此後磁碟的容量一度提升MB到GB再到TB。

6、DVD

數字多功能光碟，簡稱DVD，是一種光碟存儲器。起源於上世紀60年代，荷蘭飛利浦公司的研究人員開始使用激光光束進行記錄和重放信息的研究。1972年，他們的研究獲得了成功，1978年投放市場。最初的產品就是大家所熟知的激光視盤（LD，Laser Vision Disc）系統。它們的直徑多是120毫米左右。容量目前最大可到17.08GB。

7、快閃記憶體

淺談存儲器的進化歷程
快閃記憶體（Flash Memory）是一種長壽命的非易失性（在斷電情況下仍能保持所存儲的數據信+息）的存儲器。包含U盤、SD卡、CF卡、記憶棒等等種類。在1984年，東芝公司的發明人舛岡富士雄首先提出了快速快閃記憶體存儲器（此處簡稱快閃記憶體）的概念。與傳統電腦內存不同，快閃記憶體的特點是非易失性（也就是所存儲的數據在主機掉電後不會丟失），其記錄速度也非常快。Intel是世界上第一個生產快閃記憶體並將其投放市場的公司。到目前為止快閃記憶體形態多樣，存儲容量也不斷擴展到256GB甚至更高。

隨著存儲器的更新換代，存儲容量越來越大，讀寫速度也越來越快，企業級硬碟單盤容量已經達到10TB以上，目前使用的SSD固態硬碟，讀速度達：3000+MB/s，寫速度達：1700MB/s，用起來美滋滋啊。

③ RAM和ROM的區別

區別如下：

1、概念

RAM（random access memory）即隨機存儲內存，這種存儲器在斷電時將丟失其存儲內容，故主要用於存儲短時間使用的程序。ROM（Read-Only Memory）即只讀內存，是一種只能讀出事先所存數據的固態半導體存儲器。

(3)讀寫存儲技術擴展閱讀：

運行內存

運行內存是指手機運行程序時的內存，也叫RAM（簡稱運存）。而另一個內存是用來存儲東西的內存,就像8G的MP4一樣,它擁有8G的存儲空間,這種內存為一般叫的手機內存。

用電腦比較的話手機的運行內存就是電腦的內存，是不可以作為儲存數據的介質的。

手機的「內存」通常指「運行內存」及「非運行內存」。手機的「運行內存」相當於電腦的內存，即RAM。而手機的「非運行內存」，相當於電腦的硬碟，廠家常直接稱其為手機內存，也就是所謂的ROM。RAM越大，手機能運行多個程序且流暢；ROM越大，就像硬碟越大，能存放更多的數據。

擁有更大的運行內存的話手機可以打開更多的程序，如果本身容量足夠的話並不能提升多少運行程序的速度，只能說更大的運行內存能更好的保證手機的正常運行。

手機的運行內存是指運行程序時存儲或者暫時存儲的地方，而CPU是用來計算的。

④ 存儲器的讀寫過程是什麼樣的

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5.1 存儲器系統基本知識

作者： 時間： 2008-04-10 來源：

5.1.1存儲器的分類

按照存儲介質不同，可以將存儲器分為半導體存儲器、磁存儲器、激光存儲器。

這里我們只討論構成內存的半導體存儲器。

按照存儲器的存取功能不同，半導體存儲器可分為只讀存儲器（Read Only Memory簡稱ROM）和隨機存儲器（Random Access Memory簡稱RAM）

1.只讀存儲器（ROM）

ROM的特點是把信息寫入存儲器以後，能長期保存，不會因電源斷電而丟失信息。計算機在運行過程中，只能讀出只讀存儲器中的信息，不能再寫入信息。一般地，只讀存儲器用來存放固定的程序和數據，如微機的監控程序、匯編程序、用戶程序、數據表格等。根據編程方式的不同，ROM共分為以下5種：

(1)掩模工藝ROM

這種ROM是晶元製造廠根據ROM要存貯的信息，設計固定的半導體掩模版進行生產的。一旦制出成品之後，其存貯的信息即可讀出使用，但不能改變。這種ROM常用於批量生產，生產成本比較低。微型機中一些固定不變的程序或數據常採用這種ROM存貯。

(2)可一次性編程ROM（PROM）

為了使用戶能夠根據自己的需要來寫ROM，廠家生產了一種PROM。允許用戶對其進行一次編程──寫入數據或程序。一旦編程之後，信息就永久性地固定下來。用戶可以讀出和使用，但再也無法改變其內容。

(3)紫外線擦除可改寫ROM（EPROM）

可改寫ROM晶元的內容也由用戶寫入，但允許反復擦除重新寫入。EPROM是用電信號編程而用紫外線擦除的只讀存儲器晶元。在晶元外殼上方的中央有一個圓形窗口，通過這個窗口照射紫外線就可以擦除原有的信息。由於陽光中有紫外線的成分，所以程序寫好後要用不透明的標簽封窗口，以避免因陽光照射而破壞程序。EPROM的典型晶元是Intel公司的27系列產品，按存儲容量不同有多種型號，例如2716（2KB′8）、2732（4KB′8）、2764（8KB′8）、27128（16KB′8）、27256（32KB′8）等，型號名稱後的數字表示其存儲容量。

(4)電擦除可改寫ROM（EEPROM或E2PROM）

這是一種用電信號編程也用電信號擦除的ROM晶元，它可以通過讀寫操作進行逐個存儲單元讀出和寫入，且讀寫操作與RAM存儲器幾乎沒有什麼差別，所不同的只是寫入速度慢一些。但斷電後卻能保存信息。典型E2PROM晶元有28C16、28C17、2817A等。

(5)快擦寫ROM（flash ROM）

E2PROM雖然具有既可讀又可寫的特點，但寫入的速度較慢，使用起來不太方便。而flash ROM是在EPROM和E2PROM的基礎上發展起來的一種只讀存儲器，讀寫速度都很快，存取時間可達70ns，存儲容量可達16MB~128MB。這種晶元可改寫次數可從1萬次到100萬次。典型flash ROM晶元有28F256、28F516、AT89等。

2.隨機存儲器RAM（也叫讀寫存儲器）

讀寫存儲器RAM按其製造工藝又可以分為雙極型RAM和金屬氧化物RAM。

(1) 雙極型RAM
雙極型RAM的主要特點是存取時間短，通常為幾到幾十納秒（ns）。與下面提到的MOS型RAM相比，其集成度低、功耗大，而且價格也較高。因此，雙極型RAM主要用於要求存取時間短的微型計算機中。

(2) 金屬氧化物（MOS）RAM
用MOS器件構成的RAM又分為靜態讀寫存儲器（SRAM）和動態讀寫存儲器（DRAM）。

j靜態RAM（SRAM）

靜態RAM的基本存儲單元是MOS雙穩態觸發器。一個觸發器可以存儲一個二進制信息。靜態RAM的主要特點是，其存取時間為幾十到幾百納秒（ns），集成度比較高。目前經常使用的靜態存儲器每片的容量為幾KB到幾十KB。SRAM的功耗比雙極型RAM低，價格也比較便宜。

k動態RAM（DRAM）

動態RAM的存取速度與SRAM的存取速度差不多。其最大的特點是集成度特別高。其功耗比SRAM低，價格也比SRAM便宜。DRAM在使用中需特別注意的是，它是靠晶元內部的電容來存貯信息的。由於存貯在電容上的信息總是要泄漏的，所以，每隔2ms到4ms，DRAM要求對其存貯的信息刷新一次。

l集成RAM（i RAM）

集成RAM――Integrated RAM，縮寫為i RAM，這是一種帶刷新邏輯電路的DRAM。由於它自帶刷新邏輯，因而簡化與微處理器的連接電路，使用它和使用SRAM一樣方便。

m非易失性RAM（NVRAM）

非易失性RAM――Non-Volatile RAM，縮寫為NVRAM，其存儲體由SRAM和EEPROM兩部分組合而成。正常讀寫時，SRAM工作；當要保存信息時（如電源掉電），控制電路將SRAM的內容復制到EEPROM中保存。存入EEPROM中的信息又能夠恢復到SRAM中。

NVRAM既能隨機存取，又具有非易失性，適合用於需要掉電保護的場合。

5.1.2存儲器的主要性能指標
1.存貯容量
不同的存儲器晶元，其容量不一樣。通常用某一晶元有多少個存貯單元，每個存貯單元存貯若干位來表示。例如，靜態RAM6264的容量為8KB′8bit，即它有8K個單元（1K＝1024），每個單元存貯8位（一個位元組）數據。

2.存取時間
存取時間即存取晶元中某一個單元的數據所需要的時間。在計算機工作時，CPU在讀寫RAM時，它所提供的讀寫時間必須比RAM晶元所需要的存取時間長。如果不能滿足這一點，微型機則無法正常工作。

3.可靠性
微型計算機要正確地運行，必然要求存儲器系統具有很高的可靠性。內存的任何錯誤就足以使計算機無法工作。而存儲器的可靠性直接與構成它的晶元有關。目前所用的半導體存儲器晶元的平均故障間隔時間（MTBF）大概是（5′106∽1′108）小時左右。

4.功耗
使用功耗低的存儲器晶元構成存儲器系統，不僅可以減少對電源容量的要求，而且還可以提高存貯系統的可靠性。

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⑤ 讀寫最快的存儲器

通常來說，內存速度最快，但不排除特殊情況，比如nvme固態硬碟要比幾年前ddr2內存還快，不過nvme固態延遲ms級，內存延遲是nm級，固態還是不能取代內存的。但是最快的要屬CPU中的緩存，一級緩存最快，比內存還快幾百上千倍，其次是二級緩存，三級緩存。也有部分CPU設計了四級緩存，速度類推。

儲存卡讀寫速度的快慢是有差異的，對於內存卡來說，讀寫速度是以class做標志的，市面上比較常見的有三種，分別是C4、C6、C10。分別表示最低寫入速度為4M/s、6M/s、10M。C4等級為最常見的內存卡，C6/C8為高速卡，通常能良好滿足相機等設備高速連拍、高清攝像。

資料拓展：

存儲器單元實際上是時序邏輯電路的一種。按存儲器的使用類型可分為只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)，兩者的功能有較大的區別，因此在描述上也有所不同。
存儲器是許多存儲單元的集合，按單元號順序排列。每個單元由若干三進制位構成，以表示存儲單元中存放的數值，這種結構和數組的結構非常相似，故在VHDL語言中，通常由數組描述存儲器。

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。

⑥ 單片機裡面CPU讀寫存儲器的步驟過程

1)存儲器的讀操作。例如，若要將存儲器40H中的內容50H讀出，其過程如下：

①CPU將地址碼40H送到地址匯流排上，經存儲器地址解碼器選通地址為40H的存儲單元：
②CPU發出「瀆」信號，存儲器讀/寫控制開關將數據傳輸方向撥向「讀」；

③存儲器將地址為40H的存儲單元中的內容50H送到數據匯流排上；

④CPU將數據匯流排上的數據50H讀人指定的某一寄存器。
對存儲單元的讀操作，不會破壞其原來的內容。相當於復制。

2)存儲器的寫操作。例如，若要將數據ABH寫入存儲器地址為CDH的存儲單元中，其過程如下： 內容來自單片機之家www.dpj100.com
①CPU將地址碼CDH送到地址匯流排上，經存儲器地址解碼器選通地址為CDH的存儲單元；
②CPU將數據ABH送到數據匯流排上；

③CPU發出「寫」信號，存儲器讀／寫控制開關將數據傳送方向撥向「寫」；
④存儲器將數據匯流排上的數據ABH送人已被選中的地址為CDH的存儲單元中。

⑦ 按存儲器的讀寫功能分類，半導體存儲器可分為幾類各有何特點

按存儲器的讀寫功能分類，半導體存儲器可分為兩類：1.靜態 SRAM ，2.動態 DRAM
簡單說特點:靜態耗時稍長但信息穩定；動態快速但信息易流失。

⑧ 計算機如何對存儲器進行讀寫操作

計算機先把存儲器地址寫到地址匯流排上，在把數據放到數據匯流排上，這樣就可以把數據寫到正確的存儲單元。

計算機先把存儲器地址寫到地址匯流排上，存儲器在把數據放到數據匯流排上，這樣計算機就可以從數據匯流排上讀取數據了。

⑨ 存儲器有哪些主要的技術指目前達到什麼水平

摘要 存儲容量和存取時間