Чтение (компьютер)

Чтение — это действие, выполняемое компьютерами для получения данных из источника и помещения их в свою энергозависимую память для обработки . различных источников, таких как магнитные носители , Интернет или аудио- и видеопорты входные Компьютеры могут считывать информацию из . Чтение — одна из основных функций машины Тьюринга .

Цикл чтения — это процесс чтения одной единицы информации (например, байта). Канал чтения — это электрическая схема, которая преобразует изменения физического магнитного потока в абстрактные биты. Ошибка чтения возникает, когда по какой-либо причине происходит сбой физической части процесса, например из-за попадания пыли или грязи в диск.

Пример

Например, компьютер может считывать информацию с дискеты и временно сохранять ее в оперативной памяти, прежде чем она будет записана на жесткий диск для обработки в будущем.

Типы памяти

КМОП

Комплементарный металл-оксид-полупроводник (КМОП) представляет собой нелетучую среду . ^[1] Он используется в микропроцессорах , микроконтроллерах , статической оперативной памяти и других цифровых логических схемах. Память считывается с помощью комбинации полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник p-типа и n-типа (MOSFET). В логике КМОП набор МОП-транзисторов n-типа организован в понижающую сеть между выходным узлом низкого напряжения и шиной питания , называемой V _ss , которая часто имеет земли потенциал . Подтверждая или снимая входы в схему КМОП, отдельные транзисторы в подтягивающих и понижающих цепях становятся проводящими и резистивными по отношению к электрическому току, что приводит к желаемому пути, соединяющемуся от выходного узла с одной из шин напряжения. .

Вспышка

Флэш-память хранит информацию в массиве ячеек памяти, состоящих из транзисторов с плавающим затвором . Флэш-память использует либо логику NOR, либо логику NAND.

В флэш -затворе NOR каждая ячейка напоминает стандартный МОП-транзистор , за исключением того, что транзистор имеет два затвора вместо одного. Сверху находится управляющий затвор (CG), как и в других МОП-транзисторах, но под ним находится плавающий затвор (FG), изолированный со всех сторон оксидным слоем. ФГ расположен между КГ и каналом МОП-транзистора, и поскольку ФГ электрически изолирован своим изолирующим слоем, любые размещенные на нем электроны задерживаются там и при нормальных условиях не разряжаются в течение многих лет. При прохождении тока через канал MOSFET двоичный код генерируется , воспроизводящий сохраненные данные .

Флэш- память с затвором NAND использует туннельный ввод для записи и освобождение туннеля для стирания. Флэш-память NAND составляет основу съемных USB- накопителей, известных как USB-накопители , а также большинства карт памяти доступных сегодня форматов .

Магнитный

Магнитный носитель встречается в магнитной ленте, жестких дисках, дискетах и т. д. Этот носитель использует различные схемы намагничивания намагничивающегося материала для хранения данных и является формой энергонезависимой памяти . Магнитные носители данных можно классифицировать как память с последовательным доступом или память с произвольным доступом .

В памяти с магнитным сердечником в качестве сердечников трансформатора используются тороиды (кольца) из магнитотвердого материала (обычно полутвердого феррита), где каждый провод, продетый через сердечник, служит обмоткой трансформатора. Через каждую жилу проходят два или более провода. Магнитный гистерезис позволяет каждому из ядер сохранять состояние.

Механический

Механическая среда использует один из старейших методов вычислений, который в значительной степени устарел. Самый ранний известный метод хранения памяти и последующего компьютеризированного считывания - это механизм Антикитеры (около 100–150 гг. До н. Э. ), В котором используется более тридцати шестерен, вращающих циферблатный индикатор. Следуя антикитерскому механизму, Герой Александрийский (ок. 10–70 гг. н. э. ) разработал полностью механическую пьесу продолжительностью почти десять минут, приводящуюся в движение бинарной системой веревок, узлов и простых машин, приводимых в движение вращающимся цилиндрическим зубчатым колесом.

Перфокарты были обычным носителем данных для компьютеров с 1900 по 1950 годы. Информация считывалась методом выявления отверстий в карте.

Оптические диски

Оптические диски представляют собой энергонезависимые плоские круглые диски, обычно из поликарбоната. Данные хранятся в ямках или выступах, расположенных последовательно на непрерывной спиральной дорожке, идущей от самой внутренней дорожки к самой внешней дорожке и покрывающей всю поверхность диска. Данные считываются с помощью лазера; когда лазер попадает в яму, фокус лазера изменяется и проникает в него с помощью программного обеспечения считывателя.

Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ) — это форма хранения компьютерных данных. Устройство произвольного доступа позволяет осуществлять прямой доступ к хранимым данным в любом произвольном порядке. Напротив, другие носители данных, такие как жесткие диски, компакт-диски, DVD-диски и магнитная лента, а также ранние типы первичной памяти, такие как барабанная память, считывают и записывают данные только в заранее определенном порядке, последовательно, из-за ограничений механической конструкции. Таким образом, время доступа к данному местоположению данных значительно варьируется в зависимости от его физического местоположения. Сегодня оперативная память принимает форму интегральных схем. Строго говоря, современные типы DRAM не являются произвольным доступом, поскольку данные считываются пакетно, хотя название DRAM/RAM прижилось. Однако многие типы флэш-памяти SRAM, ROM, OTP и NOR по-прежнему имеют произвольный доступ даже в строгом смысле этого слова. ОЗУ обычно связано с энергозависимыми типами памяти (например, с модулями памяти DRAM), в которых сохраненная информация теряется при отключении питания. Многие другие типы энергонезависимой памяти также являются ОЗУ, включая большинство типов ПЗУ и тип флэш-памяти, называемый NOR-Flash. Первые модули оперативной памяти, поступившие на рынок, были созданы в 1951 году и продавались до конца 1960-х — начала 1970-х годов.

См. также

Ссылки

^ Дурини, Дэниел. Высокопроизводительная кремниевая визуализация: основы и применение КМОП- и ПЗС-датчиков. Woodhead Publishing, 2019. 95.

[1] Дурини, Дэниел. Высокопроизводительная кремниевая визуализация: основы и применение КМОП- и ПЗС-датчиков. Woodhead Publishing, 2019. 95.

[1]