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移动端

1.3.3 闪存驱动器

《计算机科学概论(第12版)》第1章数据存储,在本章中,我们学习有关计算机中数据表示和数据存储的内容。我们要研究的数据类型包括文本、数值、图像、音频和视频。除了传统计算外,本章的很多内容还涉及数字摄影、音频/视频录制和复制,以及远程通信等领域。本节为大家介绍闪存驱动器。

作者:刘艺/吴英/毛倩倩 译来源:人民邮电出版社|2018-01-28 20:11

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1.3.3 闪存驱动器

基于磁技术或光技术的海量存储系统的一个普遍特征是,通过物理运动来存储和读取信息,例如,旋转磁盘、移动读/写磁头和扫描激光束。这就意味着,其数据的存储和读取速度比电子电路的要慢。闪存(flash memory)技术有克服这个缺点的潜力。在闪存系统里,二进制位是由电子信号直接发送到存储介质中的,电子信号使得该介质中二氧化硅的微小晶格截获电子,从而转换微电子电路的性质。因为这些微小晶格能够在没有外力的情况下保持截获的电子很多年,所以闪存技术非常适合存储可移植的、非易失性数据。

尽管存储在闪存系统里的数据能够像在RAM应用中一样,以小字节单元存取,但是现代技术规定存储的数据应批量擦除。不过,反复的擦除会逐渐损坏二氧化硅的晶格,这就意味着,现今的闪存技术不适合一般的主存储器应用,因为主存储器的内容一秒可能要改很多次。然而,在那些改变可以被控制在一个合理的水平的应用里(如数码相机和智能手机),闪存已经成为海量存储技术的一个选择。的确,因为闪存对物理震动不敏感(与磁系统和光系统不同),所以它现在正代替便携式应用(如笔记本电脑)中的其他海量存储技术。

闪存设备称为闪存驱动器(flash drive),容量可达几百GB,可用于一般的海量存储应用。闪存设备被封装在极小的塑料格子里,其一端有一个可以取下的帽,当驱动器处于脱机状态时,可以保护这个设备的电子连接器。因为这些便携设备容量大,很容易与计算机进行连接或断开,所以是理想的便携数据存储器。不过,由于它们的微小存储晶格的缺点,当涉及真正长期应用时,它们不如光学盘片可靠。

较大的闪存驱动器称为固态硬盘(solid-state disk,SSD),是专为替代磁硬盘设计的。与硬盘相比,固态硬盘防震抗摔性能更好,能更安静地运行(因为没有移动部件),存取时间更短。不过,固态硬盘要比同等大小的硬盘贵,所以在购买计算机时,它仍然被看作是高端选择。虽然固态硬盘扇区也受所有闪存技术所共有的寿命比较有限的影响,但通过耗损均衡(wear-leveling)技术频繁地将改变的数据块重定位到驱动器中使用次数最少的位置上,可以减小这个影响。

闪存技术的另一应用是安全数字(secure digital,SD)存储卡(memory card),简称SD卡。SD卡的容量高达2 GB,它们被制成塑料封装的晶圆,有邮票大小(还有更小的小型和微型SD卡),其中,安全数字高容量(secure digital high capacity,SDHC)存储卡(简称SDHC卡)的存储容量可以高达32 GB,新一代的安全数字扩展容量(secure digital extended capacity,SDXC)存储卡(简称SDXC卡)的容量可超过1 TB。由于这些卡物理结构紧凑,可以方便地插入小型电子设备的插槽,因此它们是数码相机、智能手机、音乐播放器、汽车导航系统,以及其他许多电子产品的理想选择。

问题与练习

1.我们可以从加快磁盘或CD转速中获得什么?

2.当记录数据到多盘片存储系统时,我们是应该写满一张盘片后再写另一张盘片,还是应该写满一个柱面后再写另一个柱面?

3.为什么预订系统里的那些需要经常更新的数据,要存储在磁盘里,而不是CD或DVD里?

4.哪些因素能使同一个驱动器能读包含CD、DVD以及蓝光光碟在内的所有光碟?

5.相对于本节介绍的其他海量存储系统,闪存驱动器有什么优势?

6.让磁硬盘驱动器仍具竞争力的优势是什么?


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