أجهزة تخزين المعلومات: التصنيف والوصف

يعتمد تشغيل أي نوع من أنواع أجهزة الكمبيوتر على جهاز تخزين قادر على تخزين المعلومات واستخدامها لإجراء العمليات الحسابية وإصدارها عند الطلب الأول للمشغل.

تعريف

جهاز تخزين المعلومات هو جهاز مرتبط بعناصر أخرى من جهاز كمبيوتر ويمكنه إدراك التأثيرات الخارجية. في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يتم استخدام عدة أنواع من المنتجات المماثلة مرة واحدة ، لكل منها وظائفها وميزاتها الخاصة. يتم تصنيف أجهزة تخزين المعلومات الرئيسية وفقًا لمبادئ التشغيل ومتطلبات إمدادات الطاقة والعديد من المعلمات الأخرى.

الإجراءات مع الذاكرة

المهمة الرئيسية لأي جهاز تسجيل هي القدرة على العمل مع المشغل. تنقسم جميع الإجراءات إلى ثلاثة أنواع:

• تخزين. يجب أن تكون جميع المعلومات الموجودة على المسجل موجودة قبل حذفها من قبل المشغل أو الكمبيوتر. هناك منتجات يمكنها تخزين البيانات لفترة طويلة حتى عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. هذه هي الطريقة التي تعمل بها الأقراص الصلبة القياسية. تحتوي المنتجات المماثلة الأخرى (RAM) على جزء فقط من البيانات حتى يتمكن المشغل من الوصول إليها في أسرع وقت ممكن.
• دخول. يجب أن تصل المعلومات بطريقة ما إلى جهاز التسجيل. في هذه الحالة ، يمكن للفصل اتباع هذا المبدأ. بعض الطرز تعمل مباشرة مع المشغل. يرتبط الآخرون بعناصر التخزين الأخرى ، مما يسرع من عملهم.
• استنتاج. يتم عرض البيانات التي تم الحصول عليها على واجهة تفاعل المستخدم أو يتم توفيرها لإجراء العمليات الحسابية على أجهزة التخزين الأخرى.

يتم توصيل جميع الأجهزة لتخزين المعلومات وإدخالها وإخراجها بطريقة أو بأخرى بشبكة واحدة داخل جهاز كمبيوتر واحد. معا ، فإنها تضمن أدائها.

شكل

يقسم تصنيف أجهزة تخزين المعلومات عن طريق تسجيلها جميعها إلى فئتين: التناظرية والرقمية. الأول في العالم الحديث لا يستخدم عمليا. أقرب مثال على جهاز تسجيل تمثيلي هو شريط كاسيت لمسجل الشريط ، الذي عفا عليه الزمن منذ فترة طويلة. ومع ذلك ، فإن بعض التطورات مستمرة في هذا الاتجاه. في الوقت الحالي ، هناك بالفعل عدة نماذج أولية من المنتجات من هذا النوع والتي ليست سيئة من حيث السعة وسرعة التشغيل ، ومع ذلك ، بالمقارنة مع الأجهزة الرقمية ، فإنها تفقد بشكل كبير في تكاليف الإنتاج. يخزن القرص الصلب لجهاز الكمبيوتر القياسي المعلومات في شكل أصفار وأصفار. هذا جهاز تسجيل رقمي ، مثل الغالبية العظمى من المنتجات الحديثة من هذا النوع. يعتمد عملها على مبدأ الحفاظ على الحالة المادية للوسط في أحد الشكلين المحتملين (للنظام الثنائي). في الوقت الحاضر ، يتم استخدام خيارات أكثر حداثة يمكنها أيضًا استخدام الشكل الثلاثي أو حتى العشري للسجل. تم تحقيق ذلك بفضل استخدام الخصائص الفريدة للمواد المختلفة وظهور تقنيات جديدة لكتابة البيانات على محركات الأقراص. تقوم البشرية بالتدريج في زيادة كمية المعلومات التي يمكن حفظها مع تقليل حجم الوسيط.

تسجيل الاستقرار

يقسم التصنيف حسب هذا المؤشر جميع أجهزة تخزين ومعالجة المعلومات إلى أربع مجموعات:

• التسجيلات التشغيلية (RAM). يحصل المشغل على فرصة لتقديم معلومات جديدة ، وقراءة متوفرة بالفعل والعمل معها مباشرة في عملية التشغيل.مثال على ذلك هو ذاكرة الوصول العشوائي لجهاز الكمبيوتر. إنه يخزن معظم البيانات المطلوبة باستمرار ، لذلك لا تحتاج إلى الوصول باستمرار إلى القرص الصلب الرئيسي. في معظم الحالات ، يتم مسح جميع المعلومات من هذه الوسائط بعد انقطاع التيار الكهربائي.
• إعادة الكتابة (PPPZU). تتيح لك هذه المنتجات تسجيل البيانات ومسحها وإعادة إدخالها بعدد غير محدود تقريبًا من المرات. مثال على ذلك هو CD-RW ومحركات الأقراص الصلبة القياسية. في أي كمبيوتر ، تعد هذه الذاكرة هي الأكثر تخزينًا ، ويتم تخزين جميع معلومات المستخدم تقريبًا عليها.
• للتسجيل (PROM). على هذه الأجهزة ، لا يمكن حفظ البيانات إلا مرة واحدة. من المستحيل الكتابة فوق أو حذف المعلومات ، والتي هي العيب الرئيسي لهذه المنتجات. مثال على ذلك أقراص CD-R. في العالم الحديث يتم استخدامه بشكل نادر للغاية.
• مكانة (ROM). يحفظ هذا النوع من الأجهزة المعلومات المسجلة مرة واحدة ولا يسمح بحذفها أو تغييرها بأي شكل من الأشكال. مثال على ذلك هو BIOS لجهاز الكمبيوتر. في ذلك ، تبقى جميع البيانات دون تغيير ، ويحصل المستخدم على الفرصة لتحديد الإعدادات الأخرى فقط من قائمة الإعدادات الموجودة. بخلاف EPROMs ، لا يزال بإمكانك إضافة بيانات جديدة إلى مثل هذه الوسائط ، ولكن كقاعدة عامة ، يتطلب هذا الإزالة الكاملة القديمة. أي أنه يمكن إعادة تثبيت BIOS ، ولكن لا يمكن استكماله أو تحديثه.

تطاير

لكي يعمل الكمبيوتر ، فإنه يتطلب الكهرباء ، وبدون ذلك سيكون تنفيذ جميع الإجراءات أمرًا مستحيلًا. ومع ذلك ، إذا تم في كل مرة بعد إيقاف تشغيل الكمبيوتر ، تم محو البيانات المتعلقة بجميع الأعمال المنجزة ، فستكون قيمة الكمبيوتر في حياتنا أقل بكثير. إذن ما نوع أجهزة تخزين الطعام الموجودة؟

• متقلب. هذه المنتجات تعمل فقط عندما يكون هناك كهرباء مزودة بها. يتضمن هذا النوع وحدات ذاكرة الوصول العشوائي القياسية DRAM أو SRAM.
• غير قلق. لا تتطلب أجهزة التسجيل طاقة لحفظ المعلومات. مثال على ذلك هو القرص الصلب لجهاز الكمبيوتر.

نوع الوصول

يتم تقسيم أجهزة التخزين أيضًا بواسطة هذا المؤشر. حسب نوع ذاكرة الوصول:

• ترابطي. نادرا ما تستخدم. تتضمن هذه المنتجات أجهزة خاصة تُستخدم لزيادة سرعة صفائف البيانات الشاملة.
• مباشرة. يتم توفير الوصول الكامل وغير المحدود من قبل محركات الأقراص الصلبة من هذا النوع من الوصول.
• متسق. الآن تقريبا لم تستخدم قط. سبق استخدامها في الأشرطة المغناطيسية.
• اعتباطي. وفقًا لهذا المبدأ ، تعمل ذاكرة الوصول العشوائي ، مما يوفر للمستخدم الفرصة بشكل تعسفي للوصول إلى أحدث المعلومات التي يعمل بها النظام. يتم استخدامه لتسريع الكمبيوتر.

إعدام

يتم تصنيف الأجهزة المصممة لتخزين المعلومات حسب نوع الأداء.

• لوحات الدوائر المطبوعة. يتضمن هذا النوع وحدات ذاكرة الوصول العشوائي وخراطيش للوحات المفاتيح القديمة. إنهم يعملون بسرعة كبيرة ، لكنهم يحتاجون إلى مصدر ثابت للطاقة ، ولهذا السبب فإن تطبيقهم الحالي له دور إضافي.
• القرص. هم المغناطيسي والبصري. الممثل الأكثر شعبية هو القرص الصلب للكمبيوتر. يتم استخدامها كوسيلة التخزين الرئيسية.
• بطاقة. هناك الكثير من الخيارات. من الأخير ، يمكن ملاحظة بطاقات الفلاش. في السابق ، كان يستخدم هذا النوع لتصنيع البطاقات المثقوبة ونظيراتها المغناطيسية.
• طبل. مثال على ذلك هو طبل المغناطيسي. لا تستخدم تقريبا.
• حزام. مثال على ذلك الأشرطة المثقبة أو المغناطيسية. في العالم الحديث ، لا يحدث أبدًا.

المبدأ المادي

وفقًا لمبدأ التشغيل الفعلي ، تنقسم أجهزة الإدخال والإخراج والتخزين والمعالجة إلى:

• مغنطيسي. أنها مصنوعة في شكل النوى أو الأقراص أو الأشرطة أو البطاقات. مثال على ذلك هو القرص الصلب.ليست هذه هي أسرع طريقة لمعالجة المعلومات ، ولكنها تتيح لك تخزين البيانات لفترة طويلة دون توفير الطاقة ، مما يضمن شعبيتها الحالية.
• ثقوب. كما قدمت أشرطة أو بطاقات. مثال على ذلك هو بطاقة لكمة قديمة تستخدم لتسجيل المعلومات في نماذج الكمبيوتر الأولى. نظرًا لتعقيد التصنيع والكمية الصغيرة من البيانات المخزنة ، لا يتم استخدام هذا المبدأ عمليًا الآن.
• بصري. أقراص مدمجة من أي نوع. كلهم يعملون على مبدأ انعكاس الضوء من سطحهم. يحرق الليزر المقطوعات ، مكونًا أقسامًا مختلفة عن الكتلة الكلية ، مما يسمح لك باستخدام نفس نظام الشفرة الثنائية الذي تشير إليه حالة واحدة من القرص بواحد والآخر بصفر.
• المغنيط جهاز كهربائي. أقراص مثل MO. نادرا ما يتم استخدامها ، ولكن تجمع بين مزايا كلا النظامين.
• كهرباء. انهم يعملون على مبدأ تراكم شحنة الكهرباء. ومن الأمثلة على ذلك ، أشعة القطب السالب ، البنوك مكثف.
• أشباه الموصلات. استخدم ميزات نفس المواد لجمع وتخزين البيانات. هذه هي الطريقة التي يعمل بها محرك أقراص فلاش.

من بين أشياء أخرى ، هناك أجهزة تخزين تعمل وفقًا للمبادئ المادية الأخرى. على سبيل المثال ، على الموصلية الفائقة أو الصوت.

عدد الدول

يتمثل خيار التصنيف النهائي لجهاز تخزين طويل الأجل في عدد الحالات التي يمكنه دعمها. كما ذكر أعلاه ، تعمل الوسائط الرقمية عن طريق تغيير الجزء المادي بناءً على الكهرباء الموردة. أبسط مثال: إذا تم ممغنط ، فهذا يساوي الرقم 1 ، إن لم يكن ، ثم - 0. هذا هو مبدأ تشغيل الأنظمة الثنائية التي يمكن أن تدعم متغيرات الحالة اثنين فقط. الآن تستخدم الأجهزة التي تعمل في ثلاثة أشكال أو أكثر. هذا يفتح آفاقًا واسعة جدًا لاستخدام وسائط التخزين ، ويسمح لك بتقليل حجمها ، مع زيادة إجمالي كمية المعلومات المخزنة.

النتائج

محركات الأقراص القديمة كانت كبيرة جدا. تتطلب أجهزة الكمبيوتر الأولى غرفة مماثلة للصالات رياضية الحديثة ، وحتى أنها تعمل ببطء شديد. لا يزال التقدم ثابتًا ، والآن يمكن وضع أجهزة التخزين ، حتى أكثرها كثافة ، في جيبك. يمكن أن يسير مزيد من التطوير في مسار البحث عن مواد جديدة أو طرق للتفاعل مع المواد القديمة ، وفي اتجاه إنشاء اتصالات ثابتة ومستقرة في جميع أنحاء العالم. في هذه الحالة ، ستكون محركات الأقراص عالية السعة موجودة في غرف الخوادم الخاصة ، وسيتلقى المستخدم جميع البيانات باستخدام تقنية "السحاب".