Datalagring

Olika masslagringsmedier (matchstick som måttstock)

Ett dataminne eller lagringsmedium används för att lagra data . Termen lagringsmedium används också som en synonym för en specifik databärare .

Definitioner

Databärare / lagringsmedium

I strikt mening, databärare eller lagringsmedia används för att betecknar data som lagringsmedia

  1. för underhållning (musik, tal, film, etc.) som spelas eller lagras med hjälp av elektroniska enheter ; och
  2. för data av något slag (inklusive underhållning) som bara läses eller också skrivs av datorer eller datorsystem eller kringutrustning .

Datalagring

Lagringstyp / lagringsformulär

Icke-teknisk lagring

Människor lagrar informationen för hand på eller med hjälp av ett bärarmaterial. Den kan därför läsas direkt igen utan teknisk förmedling. Förvaringen sker utan teknisk förmedling, förutom enkla hjälpmedel för styrning för hand, såsom knivar eller borstar. Naturligtvis kan alla fasta material vara bärare av karaktärer, skrifter och bilder.

Material och media som användes då eller nu

Berömda historiska exempel inkluderar: Bayeux-gobelängen , grottmålning , quipu , Abydos hieroglyfer och Döda havsrullarna

Teknisk lagring

Teknisk lagring inkluderar alla datalagringsmedier och lagringsmedier som inte kan läsas direkt med sinnena eller skapas för hand. Ett tekniskt hjälpmedel krävs för att spara eller förstå informationen.

Fotografisk förvaring

Kemo-optiska minnen som använder en kemisk process för att lagra data i form av ljusbilder (statiska och rörliga bilder samt lätt ljud).

Lagring på mikrofilm är för närvarande fortfarande den säkraste arkiveringsmetoden. Endast en förstoringsanordning krävs för läsning och det finns inga problem med formatets och läsanordningarnas hållbarhet.

Mekanisk lagring

Edison kyld gjutjärnsvals tillverkad av vax, ca 1904
Hålkort

När det gäller mekanisk lagring beskrivs data mekaniskt i industriell skala; de appliceras fysiskt på lagringsmediet (fördjupningar eller höjningar i bärarmaterialet). Det tillverkade lagringsmediet kan bara läsas. Exempel: En CD-ROM skapas genom en pressningsprocess, vilket resulterar i att gropar bär informationen.

Faenza-media-dvd.svg

Elektronisk lagring - halvledarminne

Olika typer av RAM-minneskomponenter eller -moduler
Storleksjämförelse av olika flashminneskort

Under elektronisk lagring av alla lagringsmedier kombineras, spara informationen till eller från elektroniska enheter (halvledare). Idag kombineras endast större komponenter med flera tusen eller miljoner lagringsenheter i en komponent ( lagringsmodul ). I regel innehåller dessa komponenter också elektronik för att styra och hantera minnet och bildar således en integrerad krets (IC), eller de är en viktig del av den faktiska kretsen, t.ex. B. som ett register eller cache . De senare är särskilt när det gäller avancerat inbyggt minnesfunktion som inbäddat minne (Engl. Embedded memory ). Olika mekanismer används för att fysiskt lagra informationen och kan differentieras beroende på datalagringens egenskaper:

  • flyktiga minnen vars information går förlorad om den inte uppdateras eller om strömmen stängs av,

och

  • Icke-flyktiga minnen som behåller information under lång tid (minst månader) utan att man använder en driftspänning. De är ytterligare indelade i:
    • permanent minne , där det finns en bit information som har lagrats eller är trådbunden och som inte längre kan ändras och
    • semi-permanenta minnen som lagrar information permanent men där information också kan ändras.

Dessa klasser av elektronisk lagring kan tilldelas lagringstyperna:

  • flyktigt minne:
    • DRAM , dynamiskt RAM ( dynamiskt minne för slumpmässig åtkomst )
    • SRAM ( statiskt random access-minne )
  • icke-flyktigt minne:
    • permanent lagring:
      • ROM ( skrivskyddat minne )
      • PROM ( programmerbart skrivskyddat minne )
    • semi-permanent lagring:

För att kunna läsa elektroniska lagringsmedier krävs också tekniska hjälpmedel. Slutanvändaren tar därför vanligtvis inte emot det elektroniska lagringsmediet som en enda minnesmodul utan som en kombinerad produkt:

Magnetisk förvaring

historiskt kärnlagringselement

Den magnetiska lagringen av information sker på magnetiserbart material. Detta kan appliceras på tejp, kort, papper eller tallrikar. Magnetiska medier (med undantag för kärnminne ) läses eller skrivs med hjälp av ett skriv-skrivhuvud . Man gör en åtskillnad mellan roterande skivor (staplar) som läses eller skrivs till med hjälp av ett rörligt huvud och icke-roterande media som vanligtvis flyttas förbi ett fast huvud för läsning eller skrivning. En annan särskiljande egenskap är om data vanligtvis lagras i analoga, digitala eller båda formerna på mediet.

Optisk lagring

En laserstråle används för att läsa och skriva data . Den optiska lagringen använder lagringsmediets reflektions- och diffraktionsegenskaper, t.ex. B. reflektionsegenskaperna hos (icke-pressade) CD-skivor och de ljuddiffraktiva egenskaperna hos holografiska minnen. Idag är lagringsformen uteslutande digital.

Följande media är endast tillgängliga som "icke-pressade" varianter (för pressat media, se "Mekanisk lagring" ovan):

CD-ROM-skivornas långvariga hållbarhet ifrågasattes när geologen Victor Cárdenes 2001 upptäckte att en speciell svampattack kan göra hela CD-skivor oanvändbara under tropiska förhållanden. Fenomenet har ännu inte observerats i tempererade breddgrader. Det kan dock antas att liknande lagringsmedia som DVD också används i tropiska regioner.

En analog optisk lagring var ljustonen i gamla biofilmer, idag lagras den också digitalt (även om den fortfarande är optiskt), så länge filmprojektionen inte har omvandlats helt till digital film .

Magnetoptisk lagring

Magnetoptisk lagring använder det faktum att vissa material kan skrivas magnetiskt till över en viss temperatur ( Curie-punkt ). I. E. för skrivning värms mediet upp vid vissa punkter (vanligtvis med hjälp av en laser), och vid denna tidpunkt kan ett magnetfält rikta in de "elementära magneterna"; när den svalnar är dess tillstånd fixerat. Under denna heta temperatur kan materialet knappast återmagnetiseras. Minnesstatus kan avläsas optiskt med en laserstråle med hjälp av den polära MOK-effekten . I. E. Den aktuella inriktningen av de "elementära magneterna" vid läsläget har en optisk effekt som används för läsning - den är därför "skriven magnetiskt" men "läs optiskt".

Se till exempel

Annan lagring

Kvicksilver-transittidsminne av UNIVAC I (1951)
  • Runtime- minnen är baserade på principen om den oändliga slingan och är därför inte minnen i ordets riktiga mening. De elektriska signalerna som innehåller de analoga eller digitala data som ska lagras saktas kraftigt ner, till exempel genom att de omvandlas till akustiska signaler. Under omvandlingen matas sedan samma signaler tillbaka in i linjen så ofta som krävs och kan också användas igen som ett avläsningsvärde vid en fast, periodisk tidpunkt.
  • Förvaringsrör baserade på katodstrålerör , såsom Williams- röret eller Selectron , fungerar på samma sätt på fördröjningsprincipen i transittidsminnet. Den strömlösa fördröjningen eller förlängningen av signalerna uppnås här genom att spänna atomerna i ett självlysande skikt som förblir efterglöd tillräckligt länge .
  • Reläminnen har knappast spelat en roll under datorhistoriken, men de var grunden för den första funktionella digitala datorn Zuse Z3 och några av dess efterföljande modeller .
  • biologisk lagring, bland annat med artificiellt DNA från Deinococcus radiodurans- bakterier
  • Molekylärt minne
  • atomlagring

Ytterligare möjliga indelningskriterier

litteratur

webb-länkar

Individuella referenser / kommentarer

  1. Avier Javier Garcia-Guinea, Victor Cárdenes, Angel T. Martínez, Maria Jesús Martínez: Svampbioturbationsvägar i en kompakt skiva . I: Naturwissenschaften (2001) 88: 351-354, DOI: 10.1007 / s001140100249 .
  2. ↑ Jan Dönges: Datalagring för evigheten . I: Spektrum der Wissenschaft , utgåva 4/2013, s. 16: Framgångsrikt experiment bestående av lagring (kodning) av cirka 739 kByte datadata på en DNA-sträng i ett amerikanskt DNA-syntesföretag. Därefter felfri läsning (genom sekvensering) av samma data i England (av bioinformatikerna Ewan Birney och Nick Goldman). Författaren anger lämpligheten för långvarig arkivering - på grund av en sannolik livslängd på över 10 000 år och den höga densitetsfaktorn.
  3. ↑ Michael Leitner: Undvik dataförlust: Molekylärt lagring sparar data i århundraden. Hämtad den 7 juni 2019 .
  4. ↑ Första atomminnet med en kilobyte . scinexx.de