这是你的个人电脑,里面的硬盘则是你的命根子,藏着你多年以来积累的文档、照片、视频和游戏。
这块硬盘会以 0 和 1 组成的二进制形式默默储存着各种数据,随时等待着被你写入或者读取。
硬盘分为机械硬盘和固态硬盘。对于机械硬盘,最重要的结构是这些两面涂有磁性材料的磁盘,在工作时会以每分钟 7200 转的速度旋转。
写入数据时,距离盘面 3 纳米的磁头会利用电磁铁,改变磁盘上磁性材料的极性来记录数据,两种极性分别对应 0 或 1 。
而读取数据时,旁边的读取器可以识别磁性材料的不同极性,再还原成 0 或 1 。而读取数据时,旁边的读取器可以识别磁性材料的不同极性,再还原成 0 或 1 。
一片磁盘分为若干个磁道,每个磁道又分为各个扇区。扇区是磁盘存储的最小数据块,大小一般是 512 字节。
因此,磁头要想读取某个文件,必须在电机驱动下,先找到对应的磁道,再等磁盘转到对应扇区才行,一般会有十几毫秒的延迟,这就让机械硬盘在读取分散于磁盘各处的数据时,速度将大幅降低。
基于电路的固态硬盘则不用担心这种延迟。固态硬盘储存数据靠的是闪存。基于电路的固态硬盘则不用担心这种延迟。固态硬盘储存数据靠的是闪存。
在工作时,数据会通过接口进入主控制器,经处理后再分配到闪存中储存。
闪存的基本存储单元是浮栅晶体管,主要有这些结构。闪存的基本存储单元是浮栅晶体管,主要有这些结构。
其中的浮栅被二氧化硅包裹,和上下绝缘,在断电时也能够保存电子,当电子数量高于一个中间值就表示 0 ,低于中间值就表示 1 。
晶体管每次写入数据前都要先擦除,在 P 极上加一个电压,浮栅中原有的电子会因为量子隧穿效应通过绝缘层被吸出来,让浮栅中的电子数量低于中间值,还原成 … 阅读全文