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诺依曼的秘宝——其一
发布时间:2019-10-28作者:姚子墨供稿:初三(12)班


 

启动你面前的电脑。

双击“我的电脑”图标。

随意选择一个磁盘打开。

这一瞬间,足够装下数千万本旷世巨作,数百万段阳春白雪的广阔空间便展现在你眼前。

而这一切都挤在一个不足十本书大小的小盒子里一片小到足以揣进口袋的半导体薄片上。

从磁带到闪存,数字存储的强大尽数展现。

 

 

存储,对于智能设备来说,是不可或缺的功能。人们用电子产品工作,游戏,交流后的成果,总不会用纸笔抄下来。

为此,在短短的一百年间,人类开发出了各式各样的存储媒介,存储格式,存储协议。而它们的根本技术系统,是电子设备采用的二进制。

文字被编码系统翻译成数字;图片被分成像素,每个像素用红色、绿色、蓝色的浓度数值来定义;音频被看作波形,不同频率在不同时刻的强度数值组成了整段声音……等等。最后,这些数字都被转换成二进制的01,写作磁盘上的南极或北极,由磁盘开头的注册表给一段段01分门别类。


 


有了这些将任何文件转化成01的技术,存储媒介的候选范围便极为广阔。只要有能表示两种不同状态的材料,就可以存储文件。

时至今日,能够兼具可靠,高速和空间足量的媒介已被广泛使用。

光盘利用激光在盘面的化学涂料上蚀刻出平面与凹痕,分别代表01,在读取时由激光接收器感应盘面上的平面与凹痕反射激光的不同时间来读取01的数据。现如今,大多光盘已经被淘汰不再使用,但蓝光光盘仍因为其超大的容量而频繁用于电影刻录和游戏卡带行业。


 


机械磁盘将圆形的磁性盘片装在方形密封盒子里,让磁头沿盘片的半径方向运动,来读取磁性盘片上微型磁铁的极性,从而做到存储和读取数据。一块机械磁盘里可以装有多张磁盘,可以拥有比光盘高上数倍的转速与容量,且寿命较长,因此是家用电脑大量数据存储的首选媒介。

但机械磁盘运行时噪音相对较大,而且极不防震抗摔。曾经有这样的案例:雅虎的一个数据中心在搬迁时要将硬盘运上货车,在途中员工们用类似超市里用的手推车搬运硬盘。到达目的地时竟检查出有一半的硬盘已经损坏,原因便是手推车在柏油路上的颠簸。


 


固态硬盘通过读取和控制半导体中的电流流动来存储数据。由于电流的迅速和内部没有任何机械结构,固态硬盘以远高于机械硬盘的读写速度和防震抗摔性著称。在此之前,这类技术也被用来制作U盘,存储卡等便携存储设备。但是,当固态硬盘长时间断电并在高温环境下放置将会面临数据丢失的风险,其寿命相较机械硬盘也较低。

 




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数字存储虽然优点诸多,但俗话说的好,越原始的越可靠。数字存储极高的信息密度使得一次性盗取大量敏感信息成为可能。我们在备份重要敏感数据时,要遵循123原则:一份数据,两种媒介(固态硬盘和机械硬盘),三个异地(在三个不同的地方分别备份)。假如你还不放心,那就原始一点,录个磁带,刻个光盘或者写在纸上,还可以学学《三体》:“把字刻在石头上!”


 


在日常的使用中,系统盘的读写速度可以极大影响使用体验。所以各位在选购电脑时即使不会看其它令人眼花缭乱的参数,至少也要会辨认电脑中的硬盘是机械的还是固态的,免得某些无良商家鱼目混珠,搬弄是非。


 


第一件秘宝,硬盘,以上。


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呼呼,各位老师同学竟然能在校园网上看到这样的科普文章,是不是感觉太阳从西边出来了?

这里是初中电研社社长,也是这篇文章的作者,姚子墨。

以后每个一个月或者半个月,本社会向校园网投稿文章,题材不限于电子产品、网络热点,作为本社的例行活动,旨在向全校科普有关知识。

以后有关电子产品的文章撰稿人都会是我,嗯,内容嘛,我索性就按之前开放日时的海报从上到下讲。

本人才疏学浅,对文章内容有任何意见可以来初三(12)找我,本社也随时欢迎新人。

电子产品栏目的标题,诺依曼的秘宝,就只需知道现代电脑之父是美国数学家冯·诺依曼就能理解了。

给没看过的同学奉上海报一份,下次的主题,便是一直被误解,从未被超越的——内存了。

本文素材部分来自网络,侵权请联系删除。


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