Datalagring
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
- för underhållning (musik, tal, film, etc.) som spelas eller lagras med hjälp av elektroniska enheter ; och
- för data av något slag (inklusive underhållning) som bara läses eller också skrivs av datorer eller datorsystem eller kringutrustning .
Datalagring
- Datalagring för elektroniska enheter :
- elektroniska komponenter ( halvledarminne ) som lagrar data (ofta inbyggda i elektroniska enheter)
- Databärare eller lagringsmedia som bara kan läsas eller skrivas till med elektroniska enheter, men som inte är halvledarminnen
- Annan datalagring:
- Skrivna / tryckta medier (böcker, tidningar, papper, glas, djurhud, pergament, ...)
- Bildbärare (duk, matta, mikrofilm , fotofilm , ...)
- Ljudbärare (skivor, stiftrullar , magnetband (t.ex. i bandkassetter ), ...)
Lagringstyp / lagringsformulär
- som skript där språk och data lagras i kodad form; Särskilda former:
- Musik kan spelas in i notation .
- Punktskrift är främst avsedd för haptisk uppfattning .
- som en ( analog ) bild där en (replika) bild av den verkliga eller den fiktiva världen lagras: analoga fotografier , målningar , teckningar etc.
- som maskinläsbar kodning (analog eller digital ); En mekanisk, elektrisk eller elektronisk enhet krävs för att konvertera kodningen till en fysisk form som människor kan förstå:
- mekanisk omvandling: z. B. Spela in med en grammofon
- elektrisk omvandling: z. B. Musikkassett
- elektronisk omvandling: t.ex. B. CD, DVD, USB-minne
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
- Papper (ark, bok)
- Folier (ark)
- Kerbholz
- Rullar av papyrus och pergament
- Brädor av lera , trä , vax , sten (ofta skiffer )
- Tyger och vävda varor (bilder, quipu knut skrift )
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
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.
- Mekanisk avläsning
- analoga medier
- Grammofoncylinder
- LP (långspelande skiva)
- Shellac-rekord
- digital media
- analoga medier
- optisk avläsningsprocess (laser); endast för "pressade" media - media skrivna med laser se "Optisk lagring".
- Digital eller analog
- digital media
Elektronisk lagring - halvledarminne
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:
- icke-flyktigt minne:
- permanent lagring:
- semi-permanent lagring:
- EPROM ( raderbart programmerbart skrivskyddat minne )
- EEPROM ( elektriskt raderbart programmerbart skrivskyddat minne )
- Flash EEPROM (t.ex. USB-minne )
- FRAM ( ferroelektriskt slumpminne )
- MRAM ( magnetoresistivt random access-minne )
- Fasförändrings-RAM ( fasförändringsminne )
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:
- När det gäller DRAM för användning som huvudminne i datorer eller kringutrustning kombineras flera minneskomponenter på en minnesmodul .
- Flashminnena, som är populära för lagring av multimediedata i mobila applikationer, finns i en mängd olika höljen, mestadels i form av minneskort eller USB-minnessticks , som förutom den faktiska minnesmodulen också innehåller styrenheter . Detsamma gäller solid state-enheter , som också använder flashminne, men levereras i en annan enhetsdesign med olika gränssnitt .
Magnetisk förvaring
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.
- magneto-elektronisk
- digital media
- icke-roterande lagringsmedia
- digital media
- analoga medier
- roterande lagringsmedia
- digital media
- Trumlagring
- Tallrik ( hårddisk )
- diskett
- Avtagbar skiva z. B. Zip-skiva
- digital media
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.
- Holografiskt minne , format: HVD
- Icke-roterande lagringsmedia
Följande media är endast tillgängliga som "icke-pressade" varianter (för pressat media, se "Mekanisk lagring" ovan):
- Laserskiva
- PD
- CD , underformat: ljud-CD , CD-ROM , CD-R , CD-RW , SVCD , VCD , MVCD
- DVD , underformat: DVD-Video , DVD-Audio , DVD-ROM , DVD-RAM , DVD ± R , DVD ± RW
- DVD-efterträdare: BD , HD DVD , UDO
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
- 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
- Lagringskapacitet
- Dataöverföringshastighet
- Åtkomsttid
- Åtkomsttyp: slumpmässig åtkomst eller sekventiell åtkomst
- Skrivning: rwm eller läsminne
- Lagringsmediets livstid
- Lagringsform: lagring av data i digital eller analog form
- Medium användning: underhållningsmedia eller (dator) datamedier
- Användning av elektroniska läs- / skrivanordningar
- Livslängd för de elektroniska läs- / skrivanordningar som används
- Dataformat
- Teckenkodning
litteratur
- Horst Völz : kunskap - erkännande - information - datalagring från stenåldern till 2000-talet , digitalt bibliotek , volym 159, publicering av Directmedia , Berlin 2007, ISBN 978-3-89853-559-5 .
webb-länkar
- Historiska lagringsmedier i museet , privat hemsida, nås den 7 november 2018
- Den tidiga epoken med elektromagnetisk lagring 1952 till 1961 - specialartikel på Storage-Insider.de
Individuella referenser / kommentarer
- 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 .
- ↑ 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.
- ↑ Michael Leitner: Undvik dataförlust: Molekylärt lagring sparar data i århundraden. Hämtad den 7 juni 2019 .
- ↑ Första atomminnet med en kilobyte . scinexx.de