Datalagring

Ulike masselagringsmedier (fyrstikk som målestokk)

Et dataminne eller lagringsmedium brukes til å lagre data . Begrepet lagringsmedium brukes også som et synonym for en spesifikk databærer .

Definisjoner

Databærer / lagringsmedium

I snevrere forstand, databærere eller lagringsmedier blir brukt til å betegne data lagringsmedier

  1. for underholdning (musikk, tale, film osv.) som spilles eller lagres ved hjelp av elektroniske enheter ; og
  2. for data av noe slag (inkludert underholdning) som bare blir lest eller også skrevet av datamaskiner eller datasystemer eller eksterne enheter .

Datalagring

Lagringstype / lagringsskjema

Ikke-teknisk lagring

Mennesker lagrer informasjonen for hånd på eller ved hjelp av et bæremateriale. Den kan derfor leses direkte igjen uten teknisk formidling. Oppbevaringen foregår uten teknisk formidling, bortsett fra enkle hjelpemidler for håndføring, som kniver eller børster. Naturligvis kan alle faste materialer være bærere av karakterer, skrifter og bilder.

Materialer og medier som ble brukt den gang eller nå

Kjente historiske eksempler inkluderer: Bayeux Tapestry , hulemaleri , quipu , Abydos hieroglyfer og Dødehavsruller

Teknisk lagring

Teknisk lagring inkluderer alle datalagringsmedier og lagringsmedier som ikke kan leses direkte med sansene eller opprettes for hånd. Det kreves teknisk hjelpemiddel for å lagre eller gjøre det forståelig.

Fotografisk lagring

Kjemo-optiske minner som bruker en kjemisk prosess for å lagre data i form av lysbilder (statiske og bevegelige bilder samt lys lyd).

Lagring på mikrofilm er foreløpig fortsatt den sikreste arkiveringsmetoden. Bare en forstørrelsesenhet er nødvendig for lesing, og det er ingen problemer med holdbarheten til formater og leseenheter.

Mekanisk lagring

Edison kjølt støpejernsrulle laget av voks, ca.1904
Stemplingskort

Når det gjelder mekanisk lagring, blir dataene beskrevet mekanisk i industriell målestokk; de blir fysisk påført lagringsmediet (fordypninger eller høyder i bærermaterialet). De produserte lagringsmediene kan bare leses. Eksempel: En CD-ROM er opprettet ved en presseprosess, som et resultat av at groper bærer informasjonen.

Faenza-media-dvd.svg
  • optisk leseprosess (laser); bare for "pressede" medier - medier skrevet med laser, se "Optisk lagring".

Elektronisk lagring - halvlederminne

Ulike typer RAM-minnekomponenter eller -moduler
Størrelse sammenligning av forskjellige flash-minnekort

Under elektronisk lagring av alle lagringsmedier kombineres, lagre informasjonen til eller fra elektroniske (halvleder) enheter. I dag er bare større komponenter med flere tusen eller millioner lagringsenheter samlet i en komponent ( lagringsmodul ). Som regel inneholder disse komponentene også elektronikk for å kontrollere og administrere minnet og danner dermed en integrert krets (IC), eller de er en viktig del av selve kretsen, f.eks. B. som et register eller cache . Sistnevnte er spesielt når det gjelder avansert innebygd minnefunksjon som henholdsvis innebygd minne (Engl. Embedded memory ). Ulike mekanismer brukes til å lagre informasjonen fysisk og kan differensieres i henhold til datalagringens egenskaper:

  • ustabile minner hvis informasjon går tapt hvis den ikke oppdateres eller hvis strømmen er slått av,

og

  • Ikke-flyktige minner som lagrer informasjon i lang tid (minst måneder) uten å bruke en driftsspenning. De er videre delt inn i:
    • permanent minne , der det er et stykke informasjon som er lagret eller kablet og som ikke lenger kan endres og
    • semi-permanente minner som lagrer informasjon permanent, men der informasjon også kan endres.

Disse klassene av elektronisk lagring kan tilordnes lagringstyper:

  • flyktig minne:
    • DRAM , dynamisk RAM ( dynamisk random access memory )
    • SRAM ( statisk random access memory )
  • ikke-flyktig minne:
    • permanent lagring:
      • ROM ( skrivebeskyttet minne )
      • PROM ( programmerbart skrivebeskyttet minne )
    • semi-permanent lagring:

For å kunne lese elektroniske lagringsmedier kreves det også tekniske hjelpemidler. Sluttbrukeren mottar derfor vanligvis ikke det elektroniske lagringsmediet som en enkelt minnemodul, men som et kombinert produkt:

Magnetisk lagring

historisk kjernelagringselement

Magnetisk lagring av informasjon skjer på magnetiserbart materiale. Dette kan brukes på bånd, kort, papir eller plater. Magnetiske medier (med unntak av kjerneminne ) leses eller skrives ved hjelp av et lese-skrivehode . Det skilles mellom roterende skiver (stabler), som blir lest eller skrevet til ved hjelp av et bevegelig hode, og ikke-roterende medier, som vanligvis flyttes forbi et fast hode for lesing eller skriving. Et annet særtrekk er om data vanligvis lagres i analoge, digitale eller begge former på mediet.

Optisk lagring

En laserstråle brukes til å lese og skrive dataene . Den optiske lagringen bruker lagringsmediets refleksjons- og diffraksjonsegenskaper, f.eks. B. refleksjonsegenskapene til (ikke-pressede) CDer og de lysdiffraktive egenskapene til holografiske minner. I dag er lagringsformen utelukkende digital.

Følgende medier er bare tilgjengelige som "ikke-pressede" varianter (for pressede medier, se "Mekanisk lagring" ovenfor):

Den langvarige holdbarheten til CD-ROM-er ble satt i tvil da geologen Victor Cárdenes oppdaget i 2001 at et spesielt soppangrep kan gjøre hele CD-er ubrukelige under tropiske forhold. Fenomenet har ennå ikke blitt observert i tempererte breddegrader. Det kan imidlertid antas at lignende lagringsmedier som DVD også brukes i tropiske regioner.

En analog optisk lagring var den lyse tonen til gamle kinofilmer, i dag lagres den også digitalt (men fremdeles optisk), så lenge kinoprojeksjonen ikke har blitt fullstendig konvertert til digital kino .

Magneto-optisk lagring

Magneto-optisk lagring bruker det faktum at noen materialer kan skrives magnetisk til over en viss temperatur ( Curie-punkt ). DVS. for skriving varmes mediet opp på bestemte punkter (vanligvis ved hjelp av en laser), og på dette punktet kan et magnetfelt justere "elementære magneter"; når den avkjøles, er tilstanden fast. Under denne varme temperaturen kan materialet knapt remagnetiseres. Minnestatusen kan avleses optisk med en laserstråle ved hjelp av den polare MOK-effekten . DVS. Den nåværende justeringen av "elementære magneter" i leseposisjonen har en optisk effekt som brukes til å lese - den blir derfor "skrevet magnetisk" men "lest optisk".

Se for eksempel

Annen lagring

Merkur for transittid for UNIVAC I (1951)
  • Runtime- minner er basert på prinsippet om den uendelige sløyfen og er derfor ikke minner i egentlig forstand. De elektriske signalene som inneholder de analoge eller digitale dataene som skal lagres, reduseres kraftig, for eksempel ved å bli konvertert til akustiske signaler. Under ombyggingen blir de samme signalene deretter matet inn i linjen så ofte som nødvendig, og kan også brukes igjen som en avlesningsverdi på et fast, periodisk tidspunkt.
  • Lagringsrør basert på katodestrålerør , slik som Williams- røret eller Selectron , fungerer på samme måte som forsinkelsesprinsippet i transittminnet. Den strømløse forsinkelsen eller forlengelsen av signalene oppnås her ved å spenne atomene i et selvlysende lag som forblir etterlys i lang nok tid .
  • Reléminner har neppe spilt en rolle i løpet av datahistorien, men de var grunnlaget for den første funksjonelle digitale datamaskinen Zuse Z3 og noen av dens etterfølgermodeller.
  • biologisk lagring, blant annet med kunstig DNA fra Deinococcus radiodurans bakterier
  • Molekylært minne
  • atomlagring

Ytterligere mulige inndelingskriterier

litteratur

weblenker

Individuelle referanser / kommentarer

  1. ↑ Javier Garcia-Guinea, Victor Cárdenes, Angel T. Martínez, Maria Jesús Martínez: Soppbioturbasjonsveier i en kompakt disk . I: Naturwissenschaften (2001) 88: 351-354, DOI: 10.1007 / s001140100249 .
  2. ↑ Jan Dönges: Datalagring for evigheten . I: Spektrum der Wissenschaft , utgave 4/2013, s. 16: Vellykket eksperiment bestående av lagring (koding) av ca. 739 kByte datamaskindata på en DNA-streng i et amerikansk DNA-synteseselskap. Deretter feilfri lesing (ved sekvensering) av de samme dataene i England (av bioinformatikerne Ewan Birney og Nick Goldman). Forfatteren navngir egnetheten for langsiktig arkivering - på grunn av en sannsynlig levetid på over 10 000 år og den høye tetthetsfaktoren.
  3. ↑ Michael Leitner: Unngå tap av data: Molekylær lagring lagrer data i århundrer. Hentet 7. juni 2019 .
  4. ↑ Første atomminne med en kilobyte . scinexx.de