读写存储技术

① 名词解释：存储技术

卡片式存储设备
卡片式存储设备算来算去只有几种，而且都是利用半导体技术来储存资料。存储卡的原理和RAM一样，区别只在于是否使用“Volatile"或“Non-volatile"(后者在没有电源时，存储设备内的资料也能永久保存)技术。
卡片式存储器的应用领域有：
1.数字相机 要算使用存储卡最多的IT产品，数字相机绝对是头一个。由于数字相机需要有一定的容量来储存相片，而且质量越高的相片要求越大的容量，所以数字相机足以保障存储卡有一定的市场。
2.MP3随身听因特网使MP3音乐垂手可得，也使MP3随身听有可能取代MD或CD随身听。而MP3随身听想要保存MP3歌曲文件，办法就是使用存储卡。通常，一部MP3随身听内置的是32MB的存储卡(只能存放约10首歌曲)，消费者往往会多买一张64MB的存储卡来保存歌曲。这样就会增大存储卡的销售。

8mm磁带
8mm磁带：是一种由Exabyte公司开发、适合于大中型网络和多用户系统的大容量磁带。8mm磁带驱动器也采用螺旋扫描技术，而且磁带较宽，因而存储容量极高，一盒磁带的最高容量可达150GB

存储卡
这里说的存储卡是用来储存数据资料并且可以在电脑上使用的数据存储卡!
1.CF卡CF卡是最早推出的存储卡，也是大家都比较青睐的存储卡。CF卡得以普及的原因很多，其中比较重要的一点就是物美价廉。比起其他数码存储卡，CF卡单位容量的存储成本差不多是最低的，速度也比较快，而且大容量的CF卡比较容易买到。
我们可以接触的到CF卡分为CFType I/CF Type II两种类型。由于CF存储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插槽则只能使用CFType I卡，而不能使用CFType II卡，朋友们在选购和使用的时候一定要注意。
2.SD卡 SD卡体积小巧，广泛应用在数码相机上，是由日本的松下公司、东芝公司和SanDisk公司共同开发的一种全新的存储卡产品，最大的特点就是通过加密功能，保证数据资料的安全保密。SD卡在外形上同MultiMedia Card卡保持一致，并且兼容MMC卡接口规范。不过注意的是，在某些产品例如手机上，SD卡和MMS卡是不能兼容的。SD 卡在售价方面要高于同容量的MultiMedia Card卡。
3.MS卡在5年前，索尼公司生产了它自己的闪存记忆卡，就是记忆棒—MemoryStick。其应用于索尼公司出的数码产品，掌上电脑、MP3、数码相机、数码摄像机等等数码设备。由Memory Stick所衍生出来的Memory Stick PRO和Memory Stick DUO也是索尼记忆棒向高容量和小体积发展的产物。
4.SM卡SM卡最早是由东芝公司推出的，它仅仅是将存储芯片封装起来，自身不包含控制电路，所有的读写操作安全依赖于使用它的设备。尽管由于结构简单可以做得很薄，在便携性方面优于CF卡，但兼容性差是其致命之伤，一张SM卡一旦在MP3播放器上使用过，数码相机就可能不能再读写。其市场表现已呈龙钟之态，不会再有更多新的设备支持它。
5.MMC卡MMC卡是由Sandisk和西门子于1997年联手推出的，它普及还沾了点SD卡的光。后来推出的SD卡标准中保留了设备对MMC卡的兼容，就是说虽然使用MMC卡的设备无法使用SD卡，而使用SD卡的设备却可以毫无障碍地使用MMC卡，在某些时候使得MMC顺利成为SD卡的代替品。MMC卡的大小和SD基本一样，比SD卡要薄一点，不过在读取速度上还是SD强。因此价格也是MMC比较便宜。
6.xD图像卡xD图像卡是继上面几种存储卡而后生的存储卡产品，是由富士胶卷和奥林巴斯光学工业为SM卡的后续产品成功开发的产品。它的特点是集体积更小、容量更大于一身，xD图像卡设计只有一张邮票那么大，未来图像存储能力高达令人惊叹的8GB。

数字线性磁带
DLT(Digital Linear Tape，数字线性磁带)源于1/2英寸磁带机，它出现很早，主要用于数据的实时采集。DLT每盒容量高达40GB以上，成本较低，主要定位于中、高级的服务器市场与磁带库系统。

先进的智能型磁带
AIT(先进的智能型磁带)是SONY公司在快速访问高密度磁带录制技术方面的最新创新，现已成为磁带机工业标准。AIT使用一种磁带盒上含有记忆体晶片的磁带，通过在微型晶片上记录磁带上文件的位置，大大减少了存取时间。

数字音频磁带
ST(Digital Audio Tape：数字音频磁带)磁带：该磁带宽为0.15英寸(4mm)，又叫4毫米磁带。ST磁带盒较小，体积仅为73mm×54mm×10.5mm，比一般录音机磁带盒还小。但由于该磁带存储系统采用了螺旋扫描技术，使得该磁带具有很高的存储容量。

差分备份
差分备份(Differential Backup) 就是每次备份的数据是相对于上一次全备份之后新增加的和修改过的数据。差分备份无需每天都做系统完全备份，因此备份所需时间短，并节省磁带空间，它的灾难恢复也很方便，系统管理员只需两盘磁带，即系统全备份的磁带与发生灾难前一天的备份磁带，就可以将系统完全恢复。

映像备份
映像备份(Image copies)不压缩、不打包、直接COPY独立文件(数据文件、归档日志、控制文件)，类似操作系统级的文件备份。而且只能COPY到磁盘，不能到磁带。

差异备份
复制自上一次普通备份或增量备份以来被创建或更改的文件的备份。它不将文件标记为已经备份(换句话说，没有清除存档属性)。如果您要执行普通备份和差异备份的组合，则还原文件和文件夹将需要上次已执行过普通备份和差异备份。

SAN
SAN(Storage Area Network―存储区域网络)一类专门用于提供企业商务数据或运营商数据的存储和备份管理的网络。因为是基于网络化的存储，SAN比传统的存储和备份技术拥有更大的容量和更强的性能。通过专门的存储管理软件，可以直接在SAN里的大型主机、服务器或其它服务端电脑上添加硬盘和磁带设备。现在大多数的SAN是基于光纤信道交换机和集线器的。通常SAN被配置成网络的后端部分，存在于数据中心或者服务器场之后

Failover(故障恢复
Failover(故障恢复)：功能相当的系统组件替代故障组件的一种自动替代系统。经常使用于连接到相同存储设备和主机计算机的智能控制器。如果其中之一的控制器故障，故障恢复开始启用，其他正常的控制器将负担其I/O工作。

备份记录
备份记录(plicated record)文件记录的复制品。保存在文件库中，与原文件分开存放，是为了防止关键性文件或数据丢失而备制的。也称复制记录。

备份集
备份集(Backup sets)顾名思义就是一次备份的集合，它包含本次备份的所有备份片。一个备份集根据备份的类型不同，可能构成一个完全备份或增量备份。

Backup(备份)
Backup(备份)：存储在非易失性存储介质上的数据集合，这些数据用来进行原始数据丢失或者不可访问条件下的数据恢复。为了保证恢复时备份的可用性，备份必须一致性状态下通过拷贝原始数据来实现。

容错
容错：系统在其某一组件故障时仍继续正常工作的功能。容错功能一般通过冗余组件设计来实现。

iSCSI
iSCSI：连接到一个TCP/IP网络的直接寻址的存储库，通过块I/O SCSI指令对其进行访问。ISCSI是一种基于开放的工业标准，通过它可以用TCP/IP对SCSI(小型计算机系统接口--一种数据传输的公共协议)指令进行封装，这样就可以使这些指令能够通过基于IP(以太网或千兆位以太网)“网络”进行传输。这一标准的目的是允许使用现有的以太网网络传输SCSI指令和数据，而这一过程完全不依赖于地点。对这一产品的另外一种描述是，它是连接到TCP/IP网络的存储，但可以使用与DAS和SAN存储一样的I/O指令对其进行访问。

② 存储技术发展历史

最早的外置存储器可以追溯到19世纪末。为了解决人口普查的需要，霍列瑞斯首先把穿孔纸带改造成穿孔卡片。

他把每个人所有的调查项目依次排列于一张卡片，然后根据调查结果在相应项目的位置上打孔。在以后的计算机系统里，用穿孔卡片输入数据的方法一直沿用到20世纪70年代，数据处理也发展成为电脑的主要功能之一。

2、磁带

UNIVAC-I第一次采用磁带机作外存储器，首先用奇偶校验方法和双重运算线路来提高系统的可靠性，并最先进行了自动编程的试验。此时这个磁带长达1200英寸、包含8个磁道，每英寸可存储128bits，每秒可记录12800个字符，容量也达到史无前例的184KB。从 此之后，磁带经历了迅速发展，后来广泛应用了录音、影像领域。

3、软盘（见过这玩意的一定是80后）

1967年 IBM公司推出世界上第一张“软盘”，直径32英寸。随着技术的发展，软盘的尺寸一直在减小，容量也在不断提升，大小从8英寸，减到到5.25英寸软盘，以及到后来的3.5英寸软盘，容量却从最早的81KB到后来的1.44MB。在80-90年代3.5英寸软盘达到了巅峰。直到CD-ROM、USB存储设备出现后，软盘销量才逐渐下滑。

4、CD

CD也就是我们常说的光盘、光盘，诞生于1982年，最早用于数字音频存储。1985年，飞利浦和索尼将其引入PC，当时称之为CD-ROM（只 读），后来又发展成CD-R（可读）。因为声频CD的巨大成功，今天这种媒体的用途已经扩大到进行数据储存，目的是数据存档和传递。

5、磁盘

第一台磁盘驱动器是由IBM于1956年生产，可存储5MB数据，总共使用了50个24英寸盘片。到1973年，IBM推出第一个现代“温彻斯特”磁盘驱动器3340，使用了密封组件、润滑主轴和小质量磁头。此后磁盘的容量一度提升MB到GB再到TB。

6、DVD

数字多功能光盘，简称DVD，是一种光盘存储器。起源于上世纪60年代，荷兰飞利浦公司的研究人员开始使用激光光束进行记录和重放信息的研究。1972年，他们的研究获得了成功，1978年投放市场。最初的产品就是大家所熟知的激光视盘（LD，Laser Vision Disc）系统。它们的直径多是120毫米左右。容量目前最大可到17.08GB。

7、闪存

浅谈存储器的进化历程
闪存（Flash Memory）是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信+息）的存储器。包含U盘、SD卡、CF卡、记忆棒等等种类。在1984年，东芝公司的发明人舛冈富士雄首先提出了快速闪存存储器（此处简称闪存）的概念。与传统电脑内存不同，闪存的特点是非易失性（也就是所存储的数据在主机掉电后不会丢失），其记录速度也非常快。Intel是世界上第一个生产闪存并将其投放市场的公司。到目前为止闪存形态多样，存储容量也不断扩展到256GB甚至更高。

随着存储器的更新换代，存储容量越来越大，读写速度也越来越快，企业级硬盘单盘容量已经达到10TB以上，目前使用的SSD固态硬盘，读速度达：3000+MB/s，写速度达：1700MB/s，用起来美滋滋啊。

③ RAM和ROM的区别

区别如下：

1、概念

RAM（random access memory）即随机存储内存，这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。ROM（Read-Only Memory）即只读内存，是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。

(3)读写存储技术扩展阅读：

运行内存

运行内存是指手机运行程序时的内存，也叫RAM（简称运存）。而另一个内存是用来存储东西的内存,就像8G的MP4一样,它拥有8G的存储空间,这种内存为一般叫的手机内存。

用电脑比较的话手机的运行内存就是电脑的内存，是不可以作为储存数据的介质的。

手机的“内存”通常指“运行内存”及“非运行内存”。手机的“运行内存”相当于电脑的内存，即RAM。而手机的“非运行内存”，相当于电脑的硬盘，厂家常直接称其为手机内存，也就是所谓的ROM。RAM越大，手机能运行多个程序且流畅；ROM越大，就像硬盘越大，能存放更多的数据。

拥有更大的运行内存的话手机可以打开更多的程序，如果本身容量足够的话并不能提升多少运行程序的速度，只能说更大的运行内存能更好的保证手机的正常运行。

手机的运行内存是指运行程序时存储或者暂时存储的地方，而CPU是用来计算的。

④ 存储器的读写过程是什么样的

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5.1 存储器系统基本知识

作者： 时间： 2008-04-10 来源：

5.1.1存储器的分类

按照存储介质不同，可以将存储器分为半导体存储器、磁存储器、激光存储器。

这里我们只讨论构成内存的半导体存储器。

按照存储器的存取功能不同，半导体存储器可分为只读存储器（Read Only Memory简称ROM）和随机存储器（Random Access Memory简称RAM）

1.只读存储器（ROM）

ROM的特点是把信息写入存储器以后，能长期保存，不会因电源断电而丢失信息。计算机在运行过程中，只能读出只读存储器中的信息，不能再写入信息。一般地，只读存储器用来存放固定的程序和数据，如微机的监控程序、汇编程序、用户程序、数据表格等。根据编程方式的不同，ROM共分为以下5种：

(1)掩模工艺ROM

这种ROM是芯片制造厂根据ROM要存贮的信息，设计固定的半导体掩模版进行生产的。一旦制出成品之后，其存贮的信息即可读出使用，但不能改变。这种ROM常用于批量生产，生产成本比较低。微型机中一些固定不变的程序或数据常采用这种ROM存贮。

(2)可一次性编程ROM（PROM）

为了使用户能够根据自己的需要来写ROM，厂家生产了一种PROM。允许用户对其进行一次编程──写入数据或程序。一旦编程之后，信息就永久性地固定下来。用户可以读出和使用，但再也无法改变其内容。

(3)紫外线擦除可改写ROM（EPROM）

可改写ROM芯片的内容也由用户写入，但允许反复擦除重新写入。EPROM是用电信号编程而用紫外线擦除的只读存储器芯片。在芯片外壳上方的中央有一个圆形窗口，通过这个窗口照射紫外线就可以擦除原有的信息。由于阳光中有紫外线的成分，所以程序写好后要用不透明的标签封窗口，以避免因阳光照射而破坏程序。EPROM的典型芯片是Intel公司的27系列产品，按存储容量不同有多种型号，例如2716（2KB′8）、2732（4KB′8）、2764（8KB′8）、27128（16KB′8）、27256（32KB′8）等，型号名称后的数字表示其存储容量。

(4)电擦除可改写ROM（EEPROM或E2PROM）

这是一种用电信号编程也用电信号擦除的ROM芯片，它可以通过读写操作进行逐个存储单元读出和写入，且读写操作与RAM存储器几乎没有什么差别，所不同的只是写入速度慢一些。但断电后却能保存信息。典型E2PROM芯片有28C16、28C17、2817A等。

(5)快擦写ROM（flash ROM）

E2PROM虽然具有既可读又可写的特点，但写入的速度较慢，使用起来不太方便。而flash ROM是在EPROM和E2PROM的基础上发展起来的一种只读存储器，读写速度都很快，存取时间可达70ns，存储容量可达16MB~128MB。这种芯片可改写次数可从1万次到100万次。典型flash ROM芯片有28F256、28F516、AT89等。

2.随机存储器RAM（也叫读写存储器）

读写存储器RAM按其制造工艺又可以分为双极型RAM和金属氧化物RAM。

(1) 双极型RAM
双极型RAM的主要特点是存取时间短，通常为几到几十纳秒（ns）。与下面提到的MOS型RAM相比，其集成度低、功耗大，而且价格也较高。因此，双极型RAM主要用于要求存取时间短的微型计算机中。

(2) 金属氧化物（MOS）RAM
用MOS器件构成的RAM又分为静态读写存储器（SRAM）和动态读写存储器（DRAM）。

j静态RAM（SRAM）

静态RAM的基本存储单元是MOS双稳态触发器。一个触发器可以存储一个二进制信息。静态RAM的主要特点是，其存取时间为几十到几百纳秒（ns），集成度比较高。目前经常使用的静态存储器每片的容量为几KB到几十KB。SRAM的功耗比双极型RAM低，价格也比较便宜。

k动态RAM（DRAM）

动态RAM的存取速度与SRAM的存取速度差不多。其最大的特点是集成度特别高。其功耗比SRAM低，价格也比SRAM便宜。DRAM在使用中需特别注意的是，它是靠芯片内部的电容来存贮信息的。由于存贮在电容上的信息总是要泄漏的，所以，每隔2ms到4ms，DRAM要求对其存贮的信息刷新一次。

l集成RAM（i RAM）

集成RAM――Integrated RAM，缩写为i RAM，这是一种带刷新逻辑电路的DRAM。由于它自带刷新逻辑，因而简化与微处理器的连接电路，使用它和使用SRAM一样方便。

m非易失性RAM（NVRAM）

非易失性RAM――Non-Volatile RAM，缩写为NVRAM，其存储体由SRAM和EEPROM两部分组合而成。正常读写时，SRAM工作；当要保存信息时（如电源掉电），控制电路将SRAM的内容复制到EEPROM中保存。存入EEPROM中的信息又能够恢复到SRAM中。

NVRAM既能随机存取，又具有非易失性，适合用于需要掉电保护的场合。

5.1.2存储器的主要性能指标
1.存贮容量
不同的存储器芯片，其容量不一样。通常用某一芯片有多少个存贮单元，每个存贮单元存贮若干位来表示。例如，静态RAM6264的容量为8KB′8bit，即它有8K个单元（1K＝1024），每个单元存贮8位（一个字节）数据。

2.存取时间
存取时间即存取芯片中某一个单元的数据所需要的时间。在计算机工作时，CPU在读写RAM时，它所提供的读写时间必须比RAM芯片所需要的存取时间长。如果不能满足这一点，微型机则无法正常工作。

3.可靠性
微型计算机要正确地运行，必然要求存储器系统具有很高的可靠性。内存的任何错误就足以使计算机无法工作。而存储器的可靠性直接与构成它的芯片有关。目前所用的半导体存储器芯片的平均故障间隔时间（MTBF）大概是（5′106∽1′108）小时左右。

4.功耗
使用功耗低的存储器芯片构成存储器系统，不仅可以减少对电源容量的要求，而且还可以提高存贮系统的可靠性。

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⑤ 读写最快的存储器

通常来说，内存速度最快，但不排除特殊情况，比如nvme固态硬盘要比几年前ddr2内存还快，不过nvme固态延迟ms级，内存延迟是nm级，固态还是不能取代内存的。但是最快的要属CPU中的缓存，一级缓存最快，比内存还快几百上千倍，其次是二级缓存，三级缓存。也有部分CPU设计了四级缓存，速度类推。

储存卡读写速度的快慢是有差异的，对于内存卡来说，读写速度是以class做标志的，市面上比较常见的有三种，分别是C4、C6、C10。分别表示最低写入速度为4M/s、6M/s、10M。C4等级为最常见的内存卡，C6/C8为高速卡，通常能良好满足相机等设备高速连拍、高清摄像。

资料拓展：

存储器单元实际上是时序逻辑电路的一种。按存储器的使用类型可分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)，两者的功能有较大的区别，因此在描述上也有所不同。
存储器是许多存储单元的集合，按单元号顺序排列。每个单元由若干三进制位构成，以表示存储单元中存放的数值，这种结构和数组的结构非常相似，故在VHDL语言中，通常由数组描述存储器。

存储器的主要功能是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备，它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。

⑥ 单片机里面CPU读写存储器的步骤过程

1)存储器的读操作。例如，若要将存储器40H中的内容50H读出，其过程如下：

①CPU将地址码40H送到地址总线上，经存储器地址译码器选通地址为40H的存储单元：
②CPU发出“渎”信号，存储器读/写控制开关将数据传输方向拨向“读”；

③存储器将地址为40H的存储单元中的内容50H送到数据总线上；

④CPU将数据总线上的数据50H读人指定的某一寄存器。
对存储单元的读操作，不会破坏其原来的内容。相当于复制。

2)存储器的写操作。例如，若要将数据ABH写入存储器地址为CDH的存储单元中，其过程如下： 内容来自单片机之家www.dpj100.com
①CPU将地址码CDH送到地址总线上，经存储器地址译码器选通地址为CDH的存储单元；
②CPU将数据ABH送到数据总线上；

③CPU发出“写”信号，存储器读／写控制开关将数据传送方向拨向“写”；
④存储器将数据总线上的数据ABH送人已被选中的地址为CDH的存储单元中。

⑦ 按存储器的读写功能分类，半导体存储器可分为几类各有何特点

按存储器的读写功能分类，半导体存储器可分为两类：1.静态 SRAM ，2.动态 DRAM
简单说特点:静态耗时稍长但信息稳定；动态快速但信息易流失。

⑧ 计算机如何对存储器进行读写操作

计算机先把存储器地址写到地址总线上，在把数据放到数据总线上，这样就可以把数据写到正确的存储单元。

计算机先把存储器地址写到地址总线上，存储器在把数据放到数据总线上，这样计算机就可以从数据总线上读取数据了。

⑨ 存储器有哪些主要的技术指目前达到什么水平

摘要 存储容量和存取时间