19. 内存&储存介质-Memory & Storage_哔哩哔哩_bilibili
1. 简介
在第 19 集中,视频主要介绍了计算机内存和存储技术的发展历程。通过探讨从早期纸卡到现代固态硬盘的发展过程,视频详细讲解了各种存储技术的原理、优缺点以及它们在计算机历史中的作用。
2. 内存与存储的区分
计算机内存一般是指非永久性存储器,如内存条,掉电后数据会丢失,称为易失性存储(volatile memory)。而存储器(storage)则指保存数据不会因断电丢失的技术,如硬盘、固态硬盘,称为非易失性存储(non-volatile memory)。
3. 易失性存储技术的早期发展
3.1 延迟线存储器 (Delay Line Memory)
1944 年,J. Presper Eckert 发明了延迟线存储器。这种存储器利用装满液体的管子,通过扬声器和麦克风创造并捕捉压力波来存储数据。尽管这是早期相对实用的一种存储方式,但由于只能顺序访问,且密度不高,很快被更先进的技术取代。
3.2 磁芯存储器 (Magnetic Core Memory)
磁芯存储器是 1950 年代中期开始普及的一种内存技术,通过金属线圈的极性变化来记录 1 和 0。每个磁芯都可以单独访问,实现了真正的随机存取存储(Random Access Memory)。这种技术在其巅峰时期成为主流,直到 1970 年代被集成电路逐步取代。
4. 非易失性存储技术的演变
4.1 纸卡与磁带
早期的存储介质包括打孔纸卡和磁带。打孔纸卡具有不需要电力、成本低且耐用的特点,但写入后无法修改。磁带则提供了更高的存储容量和成本效益,尽管访问数据时需要顺序查找。
4.2 磁鼓存储器 (Magnetic Drum Memory)
1950 年代的磁鼓存储器通过转动的金属圆筒记录数据,每个圆筒周围有多个读写头。尽管它克服了部分磁带的顺序读取问题,但最终被更高效的硬盘所取代。
4.3 硬盘驱动器 (Hard Disk Drive, HDD)
硬盘驱动器在 1956 年首次推出,利用多个硬质磁盘和一个读写头系统,可以更快速地访问大量数据。现代硬盘可以存储多达 1 TB(即一万亿字节)的数据,且成本非常低。
4.4 其他存储介质
4.4.1 软盘
软盘曾在 20 世纪 70 年代到 90 年代非常流行,用于便携存储,但很快被更高容量的存储介质淘汰。
4.4.2 光盘
光盘技术包括 CD 和 DVD,利用光学传感器读取小坑的反射变化来存储数据,相对于磁带和硬盘,有更高的耐用性和适中的存储容量。
4.5 固态存储器 (Solid State Drive, SSD)
现代存储技术逐渐转向固态硬盘(SSD),它们没有机械活动部件,通过集成电路实现数据存储。这使得 SSD 的访问速度极快,通常低于 1/1000 秒,但仍比电脑的 RAM 慢一些。
5. 总结
- 计算机内存是易失性的,掉电后数据丢失;存储器是非易失性的,掉电后数据仍然保留。
- 延迟线存储器和磁芯存储器是早期的内存技术,其中磁芯存储器提供了随机存取能力。
- 打孔纸卡和磁带是早期的存储介质,但已经被更先进的技术取代。
- 硬盘驱动器结合了高容量和较低成本,与软盘和光盘不同,仍然是主流存储方案。
- 固态硬盘(SSD)以其高速度和可靠性,正在逐渐取代机械硬盘,成为现代计算机的主流存储设备。