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本節將介紹各種輔助儲存裝置（介質）。對於每個裝置，您應該熟悉以下詳細資訊
- 尋道時間 - 從請求資料到開始讀取請求資料的平均時間
- 容量 - 介質上可以儲存的資料量
- 寫入型別 - 只讀、只寫或可讀寫
- 成本 - 每兆位元組的成本
- 訪問型別 - 使用隨機訪問還是序列訪問
請特別注意具有橙色背景的裝置，您需要能夠準確地描述它們的運作方式！
磁性介質 透過為金屬分配磁性電荷來儲存資料。然後，該金屬由讀磁頭處理，讀磁頭將電荷轉換為 0 和 1。從歷史上看，磁性介質在儲存程式、資料和進行備份方面非常受歡迎。然而，固態技術正越來越多地得到應用，將程式和資料儲存在行動電話和相機等新型裝置上。
| 磁性介質 | ||
|---|---|---|
| 裝置 | 尺寸 | |
|
硬碟 |
高達 10 太位元組 | |
|
磁帶 |
高達 2 太位元組 | |
硬碟通常位於計算機內部，用於儲存程式和資料。它們越來越便宜，越來越多的公司使用它們來備份資料。硬碟的物理尺寸各不相同，有些硬碟的尺寸小到像您的拇指一樣。更緊密堆疊的磁碟、每個磁碟上更大的資料密度以允許更多磁軌和柱面，以及能夠寫入更小的磁點，所有這些都是硬碟設計中的發展，旨在提高其儲存容量。商用磁碟的容量目前高達約 4 太位元組，允許使用者讀取和寫入它們。它們由幾個關鍵元件構成
- 磁碟 - 金屬磁碟，磁碟的一面或兩面都被磁化，允許儲存資料。磁碟在使用時會圍繞主軸連續旋轉，每秒旋轉約一百次。可能存在多個磁碟，資料儲存在它們之間。磁碟被劃分為磁軌和扇區，資料由磁碟上的磁化點表示。
- 磁頭 - 磁頭從磁碟讀取磁性資料。對於具有多個磁碟的驅動器，每個磁碟可能有兩個磁頭，允許從每個磁碟的頂部和底部讀取資料
- 執行機構 - 用於移動讀磁頭進出磁碟，以便可以讀取和寫入特定位置的資料。它們允許您以隨機方式訪問資料，因此您不需要讀取整個磁碟來獲取特定資訊，您可以直接跳轉到該資訊。尋道時間非常低。
- 電源聯結器 - 為旋轉磁碟、移動讀磁頭和執行電子裝置提供電力
- IDE 聯結器 - 允許從磁碟傳輸資料到磁碟
- 跳線塊 - 用於以特定方式讓磁碟工作，例如RAID
對於考試，您必須能夠解釋硬碟的工作原理
- 磁碟圍繞主軸旋轉
- 請求從磁碟的特定區域讀取資料
- 執行機構將讀磁頭移動到該磁軌
- 一旦所需的資料扇區旋轉到讀磁頭下方，資料就會被讀取
- 讀取的資料從 IDE 聯結器傳送到主記憶體
寫入資料的過程非常類似
- 磁碟圍繞主軸旋轉
- 使用 IDE 聯結器將資料傳送到硬碟
- 執行機構將寫磁頭移動到將要寫入的磁軌
- 一旦所需的資料扇區旋轉到寫磁頭下方，資料就會寫入磁碟
優點
尋道時間快隨機訪問可能具有高容量每兆位元組成本低
缺點
非常容易受到物理衝擊的損壞
SSD（固態硬碟）由一個 NAND 快閃記憶體陣列組成，該陣列帶有控制器，用於管理頁面和塊，以及寫入的複雜性。一個塊由許多頁面組成，當您需要覆蓋頁面時，必須先擦除頁面才能寫入它，但由於技術的侷限性，必須擦除整個塊。NAND 快閃記憶體基於浮柵電晶體，該電晶體捕獲並存儲電荷。
優點
比 HDD 快比 HDD 輕沒有移動部件，這意味著它比 HDD 更堅固沒有移動部件，這意味著它比 HDD 使用的功率更低沒有移動部件，這意味著它比 HDD 更安靜
缺點
比硬碟更貴 使用壽命有限
磁帶越來越過時，它是自計算機早期以來交付軟體和備份資料的媒介。如今，它們主要用於企業資料備份和歸檔。磁帶是順序資料儲存裝置，這意味著如果您在磁帶末尾儲存了資訊，您需要遍歷整個磁帶才能讀取它。與硬碟不同，沒有隨機訪問功能！磁帶的大小可以達到數 TB，只要您一次讀取或寫入連續的磁帶部分，讀取和寫入速度就可以非常快。
優點
速度快容量大每兆位元組價格便宜
缺點
序列讀寫功能
光學介質的工作原理是建立帶有凹坑金屬表面的光碟。市面上有幾種不同型別的光碟，容量從 650 MB 到 128 GB 不等，對於容量更大的光碟，凹坑和凸起更靠近。它們的工作原理相同。
| 光學介質 | |||
|---|---|---|---|
| 裝置 | 型別 | 尺寸 | 影像 |
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|
650 - 900 MB | 
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4.7 - 9.4 GB | 
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提供可重寫和只讀版本。使用藍光雷射，它可以識別更小的凹坑和凸起，從而使凹坑和凸起能夠更緊密地排列，從而儲存更多資料 |
25 - 128 GB | 
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CD-ROM 是一種嵌入塑膠保護外殼中的金屬光碟。每張光碟都需要“母盤”，這是建立光碟並將資料放置在光碟上的過程。光碟是 WORM（一次寫入，多次讀取）介質；這意味著一旦它們被母盤，就無法更改它們上的資料。
從 CD-ROM 讀取
- 一條單一的軌道以螺旋形模式從光碟的中心延伸到外側，這條軌道由表示二進位制資料的凹坑和凸起組成
- 一個低功率雷射照射到金屬表面，反射光被光電二極體感測器捕獲，凸起與凹坑的反射方式不同，這意味著它可以區分 1 和 0
- 光碟旋轉，雷射沿著軌道移動
- 二進位制資料（1 和 0）被組合在一起，CD-ROM 被讀取
優點
便宜消費者無法覆蓋資料缺點
尋道時間慢資料會隨著時間的推移而降級，20 年前的光碟可能無法工作！只能用非常高功率的雷射寫入，家用電腦通常沒有這種雷射資料無法覆蓋
CD-R 由一塊反光金屬盤組成，上面覆蓋著一層（通常是綠色，不透明的）染料。
寫入 CD-R
- 一條單一的軌道以螺旋形模式從光碟的中心延伸到外側。
- 一個高功率雷射照射到 CD-R 上，永久改變上面染料的透明度。透明和不透明部分分別表示二進位制的 1 和 0
- 光碟旋轉，雷射沿著軌道移動，將二進位制資料以螺旋形軌道的形式寫入 CD-R 上
- 資料已寫入
從 CD-R 讀取
- 一條單一的軌道以螺旋形模式從光碟的中心延伸到外側。
- 一個低功率雷射照射到表面，反射光被光電二極體感測器捕獲。不透明的染料與透明染料（只會反射下面的金屬）的反射方式不同，這意味著它可以區分 1 和 0
- 光碟旋轉，雷射沿著軌道移動
- 二進位制資料（1 和 0）被組合在一起，CD-R 被讀取
優點
便宜可以使用傳統的家用電腦寫入缺點
尋道時間慢資料會隨著時間的推移而降級，20 年前的光碟可能無法工作！資料無法覆蓋
CD-RW 由一塊反光金屬盤組成，上面覆蓋著一層特殊的（“相變”）金屬。
寫入 CD-RW
- 一條單一的軌道以螺旋形模式從光碟的中心延伸到外側。
- 一個高功率雷射照射到 CD-RW 上。根據功率是否非常高或加熱溫度是否稍低，最上面一層金屬的冷卻方式不同。這將導致不同的反射率，分別表示 1 和 0。
- 光碟旋轉，雷射沿著軌道移動，將二進位制資料以螺旋形軌道的形式寫入光碟上
- 資料已寫入
從 CD-RW 讀取
- 一條單一的軌道以螺旋形模式從光碟的中心延伸到外側。
- 將低功率雷射照射到表面，並將反射光捕捉到光電二極體感測器中。金屬冷卻的不同方式會反射不同的數量，這意味著它可以區分 1 和 0。
- 光碟旋轉，雷射沿著軌道移動
- 將二進位制資料（1 和 0）組合在一起，CD-RW 就被讀取了。
優點
便宜可以使用傳統的家用電腦寫入資料可以在寫入後更改缺點
尋道時間慢資料會隨著時間的推移而降級，20 年前的光碟可能無法工作！ 並非所有 CD 播放器（主要是較舊的播放器）都能讀取 CD-RW，與 CD-ROM 和 CD-R 相反。
固態儲存器
[edit | edit source]| 固態儲存器 | ||
|---|---|---|
| 裝置 | 描述 | |
|
USB 快閃記憶體盤 |
高達 1 TB | |
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儲存卡 |
高達 256 GB | |
USB (儲存卡) 快閃記憶體盤
[edit | edit source]|
| |
| 1 | USB 標準 A 型插頭 |
|---|---|
| 2 | USB 大容量儲存控制器裝置 |
| 3 | 測試點 |
| 4 | 快閃記憶體晶片 |
| 5 | 晶體振盪器 |
| 6 | LED |
| 7 | 防寫 開關（可選） |
| 8 | 第二個快閃記憶體晶片的空間 |
USB 快閃記憶體盤是固態的，這意味著沒有移動部件。這對尋道時間非常有用，因為我們不必等待機械運動，這意味著尋道時間非常短，並且它允許快速隨機存取記憶體。快閃記憶體盤可以設定為只讀模式，但它們始終允許讀取和寫入。快閃記憶體盤的容量不如硬碟大，而且每兆位元組的價格通常貴得多。
- 將驅動器插入 USB 插座
- USB 驅動程式載入，為計算機提供關於如何從 USB 讀取和寫入的程式碼。
- 讀取 USB，將有關檔案和資料夾結構（檔案分配表）的資訊提供給計算機。
- [讀取] 使用者選擇開啟一個檔案，計算機將想要訪問的地址傳送到 USB 埠。
- [讀取] USB 返回請求位置的資料。
- [寫入] 計算機將資料傳送到 USB 埠，將其放置在驅動器上的空閒空間中。
- [寫入] 然後計算機請求檔案和資料夾結構的新版本。
優點
非常快的尋道時間非常便攜
缺點
容量有限 與硬碟相比，每兆位元組的價格昂貴
儲存卡
[edit | edit source]與快閃記憶體盤的工作原理基本相同，通常可以轉換為快閃記憶體盤。它們有不同的聯結器，並且通常比 USB 快閃記憶體盤小，允許它們用於相機、手機和遊戲機。
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練習：輔助儲存 為以下每種情況選擇正確的輔助儲存裝置。 一家公司需要備份一些 4 年的 HD 電影檔案。 答案
注意：不是 CD-ROM，它太小，USB 可能太貴了 你需要儲存一個大約 70 MB 的學校專案檔案，然後可以將這些檔案傳輸到學校和從學校傳輸回來。 答案
注意：不是任何 ROM！ 為什麼有些人認為藍光光碟將是最後的光碟格式？ 答案
描述硬碟如何寫入檔案。 答案
描述計算機如何從 USB 讀取資料。 答案
你會推薦以下哪種光碟格式。
答案
注意：這裡不需要 RW 或 RAM。
答案
注意：CD-ROM 可能太小了。
答案
注意：Rs 不適合，因為你必須不停地丟棄它們！ |