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信息存储材料概述 本节主要内容 §4.1.1 信息存储技术的发展 信息存储技术伴随着信息技术的发展而发展。 1．信息是怎样实现记录与传播的呢？ 通过各种与材料相关的物理效应的变化，将信息从一种形式的载体变换到另一种形式的载体上，从而实现信息的记录与传播。 例子、医学上使用的X光拍片、CT等等 举例：医学X光成像模型 2．信息的载体 信息本身不是物质,也不具有能量 任何信息的存在和传递都离不开一定的物质载体和能量 信息与信息载体是密不可分的 没有载体，信息就无法存在 信息与载体的关系 信息总是以一定类型或形式的载体作为其存在和传递的物质基础 2.1 信息载体分类 2.2 载体材料及其特点 载体材料 载体材料是信息内容存储的依附体，又是信息内容传播的媒介体 载体材料作为信息媒体的物质外壳，其发展决定了信息媒体存储与传播技术的发展 载体材料的发展趋势 生产简便、存储量大、结实耐用、传递方便、价格低廉 为满足不同的需要，多种载体材料将会长期共存 典型的载体材料 磁记录材料 它是以物质在外磁场中产生的物质变化来实现信息记录。特点：信息密度高，可以重复使用，读写速度快，可以记录声频和视频信息 光记录材料 实际上使用激光引起物质的物理或化学的变化，或者形态的变化来实现信息记录。 特点：理论存储密度极高，读写速度更快。 半导体存储材料 可以存储信息的大规模集成电路使用的材料。 §4.1.2 计算机存储体系 一、冯·诺依曼计算机 1946年，第一台计算机ENIAC，在宾夕法尼亚大学诞生，称为冯·诺依曼机 冯·诺依曼机是存储程序式计算机 二、分层存储系统 存储器的容量越大、速度越慢、成本越低 存储器的容量越小、速度越快、成本越高 一、冯·诺依曼计算机 二、分层存储系统 从冯·诺依曼的模式出发，开发出一种分层存储器系统： → 它从与处理器靠得最近、容量小、但存取速度非常快的存储器开始 → 到远离处理器的大容量存储器结束 这种分层的存储器系统结构，几乎为现代所有的计算机系统所采用 二、分层存储系统 分层 0- 寄存器 1- cache 2- 主存 3- 硬盘 4- 光盘等 二、分层存储系统 第0层―CPU内部寄存器 位于CPU芯片内 存取速度非常快 寄存器的数量和容量受到芯片面积的限制 第1层―高速缓冲存储器（Cache） 位于CPU和内存之间， 容量小、但存取速度很快 主要存储CPU最需要的数据块 大多由SRAM组成 SRAM（Static Random-Access Memory ）静态随机存储器 二、分层存储系统 第2层―主存储器（内存） 用来存储正在运行的程序和数据，速度快，容量比Cache大得多； 目前微机内存容量一般为64-256MB-1GB…… 内存由DRAM组成，它比SRAM速度慢，但价格低 DRAM（Dynamic Random-Access Memory）动态随机存储器 二、分层存储系统 第3层―大容量存储器（硬盘） 用来实现虚拟存储器技术，使内存容量变大 在需要的时候，页面就被调到内存，不需要时就送回磁盘 普遍采用硬磁盘存储器，容量高达200GB以上 比内存存取速度慢，价格低 硬盘的发展 以下是近年来关于硬盘价格的趣味数字 1995年 200MB～400MB ●大于4000元/GB 1996年 1.2GB～2.1GB ●1500元～2000/GB 1998年 1.2GB～2.1GB ●200元～250元/GB 2000年 4.3GB～6.4GB ●40元/GB 2002年 10GB～20GB ●20元/GB 2004年 40GB～80GB ●6.9元/GB 2005年 80GB～160GB ●4.5元/GB 2006年 80GB～250GB ●3.8元/GB 2008年 160GB～1TB ●1.6元/GB 硬盘的发展 新发展趋势 希捷公司：2009年出2500G硬盘 日立公司：2010年出5000G硬盘 2011年9月8日 - 全球领先的硬盘及存储解决方案提供商希捷科技公司（NASDAQ：STX）日前宣布正式出货行业容量最高硬盘--全新4TB GoFlex Desk外置硬盘 单位换算小常识 1Byte=8bit; 1KB=1024B 1MB=1024KB; 1GB=1024MB; 1TB=1024GB; §4.1.3 衡量存储器的共同指标 四大衡量指标 容量-指可以存储信息的总量。 速度-用存储时间或存储周期来描述 可靠性-用平均故障间隔时间来衡量，该时间越长，