儲存資料：電子檔案櫃

1. 計算機概論：電腦與您的未來 第三章 在本章你將會學到… 儲存資料：電子檔案櫃 • 區分記憶體與儲存裝置之間的差別 • 討論儲存媒體的分類方式 • 兩種評估儲存裝置效能的方式 • 資料儲存在硬碟與軟碟片的方式 • 影響硬碟效能的因素 • 可攜式磁碟的用途 • 個人電腦上的光學儲存媒體 • 區分新的儲存技術

2. 記憶體與儲存裝置有何不同? • 儲存裝置(storage device)以檔案(file)為單位來存放程式和資料 • 檔案存放在目錄(directory)或資料夾(folder) • 電腦會將它從儲存裝置取出來放置在記憶體(memory)，所以記憶體就像你的桌面 硬碟 RAM 記憶體

3. 為何需要儲存裝置? • 儲存裝置內的資料會保留下來，不會隨著電源的關閉而消失 • 儲存裝置比記憶體便宜 • 儲存裝置在電腦啟動時扮演重要的角色 • 儲存裝置在應用程式啟動時扮演輸入的角色 • 儲存裝置同時也扮演輸出的角色 • 儲存裝置可以儲存的容量愈來愈大

4. 什麼是儲存裝置? • 儲存裝置內的資料會保留下來，不會隨著電源的關閉而消失 • 可從儲存媒體(storage media)中讀取資料 • 可在儲存媒體中寫入資料

5. 儲存裝置的類型? • 循序(sequential)儲存裝置- 存取資料必須依照一定的順序 • 隨機存取(random-access)儲存裝置-存取不需要依照任何順序 • 磁性(magnetic)儲存媒體- 使用表面塗有一層磁性薄膜的磁碟或是磁帶 • 光學(optical)儲存媒體- 使用一個雷射光束去讀取塑膠光碟片表面所記錄的資料

6. 循序儲存裝置 磁帶 隨機存取儲存裝置 軟碟機 硬碟機 Jaz 磁碟機 Zip 磁碟機

7. 循序儲存裝置–光學 CD ROM / DVD 光碟機 隨機存取儲存裝置 - 光學 Magneto-Optic (MO) 光碟機

8. 固定狀態儲存裝置 Memory Stick 智慧卡 快閃記憶體 快閃記憶卡 PC Card 隨身碟

9. 如何測量儲存裝置的效能(performance)? • 容量- 此裝置所有的位元數 • 存取的時間- 1毫秒可讀入的資料數量 硬碟 CD ROM / DVD 軟碟 容量- 720KB to 1.44 MB 存取時間-100ms 容量-Up to 80 GB 存取時間-6 to 12ms 容量-CD Rom 650MB; DVD 17GB 存取時間-80 to 800ms

10. 軟碟片

11. 防寫保護開關 塑膠外殼 護套 磁碟 磁區孔 旋轉孔 讀寫窗板 金屬滑板 什麼是軟碟片(floppy disk or diskette)? • 一片圓形、塗有磁性薄膜的塑膠碟 • 由3.5吋的塑膠外殼包覆 • 兩種類型- 雙倍密度(double-density)和高密度(high-density) • 必須放入軟碟機才可讀寫 • 容量較小 ( 720KB 至 1.44MB)

12. 磁區 磁簇 磁軌 資料如何存放在軟碟中? • 在格式化(formatting)的過程中，軟碟機的讀寫頭會將磁碟表面的磁軌(track)及磁區(sector)加以排列，檔案配置表(file allocation table, FAT)亦重新產生 • 磁軌-圓形軌跡 • 磁區-單位磁軌 • 磁簇(cluster)-兩個或以上個磁區 • 檔案配置表(FAT)-為追蹤檔案存放情形之記錄表

13. File tables File Allocation Tables (FAT) keep track of where data is stored each type must be coordinated with hard disk size FAT or FAT-16, Windows 95 FAT-32, Windows 95 OSR/2, Windows 98 and later NTFS, Windows NT HPFS, IBM OS/2 Tracking files

14. 軟碟機如何運作? • 插入的磁片會被放在轉軸上 • 塑膠磁碟會被旋轉，將要進行讀寫的磁區轉到讀寫頭(read/write head)下方 • 讀取或寫入資料

15. 如何保養軟碟片 不要觸摸磁碟表面 不要靠近磁性物質 避免污染 不要在使用碟片時抽煙 避免受潮 避免高溫或曝曬

16. 硬碟機

17. 什麼是硬碟機? • 高容量、速度快的儲存裝置 • 由數片圓形碟片(platter)所組合而成 • 碟片與碟片之間各有兩個讀寫頭 • 運作原理和軟碟機相似

19. 影響硬碟效能的因素? • 以搜尋時間(seek time)或是定位效能(positioning performance)- 時間愈短，表示效能愈佳，以毫秒來計算 • 以轉速(spindle speed)或是傳輸效能(transfer performance)-時間愈短，表示效能愈佳，以每分鐘旋轉的圈數來測量

20. Disk Access Time: Time taken to locate and read data on a disk device. Disk Cache: A disk management scheme that directs a drive to read more data than necessary for an immediate processing task during each disk fetch; a part of RAM stores the extra data to minimize the number of disk fetches. Disk Cache

21. 當整個主記憶體空間需求超過機器實際可用空間時，記憶體管理者的工作變得更複雜。當整個主記憶體空間需求超過機器實際可用空間時，記憶體管理者的工作變得更複雜。 在此狀況，記憶體管理者可藉由程式和資料在主記憶體與大量儲存體之間的交替來建立虛幻的額外記憶體空間。 此虛幻記憶體空間又稱為虛擬記憶體 (virtual memory)。 虛擬記憶體 (virtual memory)

22. 什麼是硬碟介面? • 硬碟需要一個硬碟控制卡，做為和CPU 的溝通管道 • 介面的種類 • Integrated Drive Electronics (IDE)- 亦稱ATA或是IDE/ATA • Ultra DMA/66 • Ultra DMA/100 • Small Computer System Interface (SCSI)

23. 什麼是可攜式硬碟(removable hard disk)? • 碟片包含在卡匣內，攜帶方便 • 用於資料儲存及備份 Jaz 磁碟機

24. 什麼是磁帶備份機(magnetic backup device)? • 用來備份不常使用之大量資料的裝置 • 使用外觀與卡式錄音帶相似的磁帶 磁帶備份機

25. CD - ROM & DVD

26. 什麼是CD-ROM? • compact disk-read only memory 的簡寫 • CD-ROM 光碟機不能寫入資料 • 容量為 650 MB • 適用於大型的應用程式及多媒體產品

27. CD-ROM 光碟機如何運作? • 使用一個雷射光束去讀取塑膠光碟片表面所記錄的資料 • 碟片中包含有凸點及平滑區域 • 電腦解譯凸點為0’s平滑區域為1’s

28. 什麼是CD-R和CD-RW ? CD-R CD-RW • 碟片可讀取及寫入 • 碟片可清除資料 • 碟片可重複寫入 • 光碟機可讀取及寫入資料 • 碟片可讀取及寫入 • 碟片可唯讀 • 光碟機可讀取及寫入資料

29. 什麼是DVD? • 數位影音光碟 • 在技術上與CD-ROM 相似 • 其容量高達 17GB • 資料傳輸速度可比硬碟 • 可讀取CD-ROM 光碟片 • DVD-RAM-可以讀取及寫入資料

30. 固定狀態儲存裝置

31. 什麼是固定狀態儲存裝置? • 使用非揮發性(nonvolatile)記憶體晶片(memory chip)來儲存資料 • 固定狀態儲存裝置(solid state storage device)沒有任何運轉機械 • 固定狀態儲存裝置是輕薄短小、可靠度高、具有可攜性

32. 固定狀態儲存裝置的種類 • PC或PCMCIA card-大小類似信用卡，大部分用於筆記型電腦，如：數據機、轉接器、記憶及週邊

33. 固定狀態儲存裝置的種類 • 快閃記憶卡(flash memory card)- 使用非揮發性的快閃記憶體晶片，可用於手機、MP3 隨身聽及數位相機 • 快閃記憶卡的種類- SmartMedia快閃記憶卡, CompactFlash card, 及Sony公司推出的Memory Stick 快閃記憶卡 CompactFlash Memory Stick

34. 固定狀態儲存裝置的種類 • 智慧卡(smart card)-大小類似信用卡，結合了快閃記憶體和微處理器的功能，用途相當廣泛，也比信用卡方便而且安全

36. 結束