信息存储与检索-张景元-教学课件-第4章-信息存储技术.ppt

1 信息的存储是各种科学技术得以存在和发展的信息的存储是各种科学技术得以存在和发展的基础。随着信息量的增加和科学技术的发展，信息基础。随着信息量的增加和科学技术的发展，信息存储技术也在不断地发展。自从存储技术也在不断地发展。自从20世纪世纪40年代，电年代，电子计算机的出现，使信息存储不论是在理论上还是子计算机的出现，使信息存储不论是在理论上还是在技术上都发生了很大的变化，产生了第二次飞跃。在技术上都发生了很大的变化，产生了第二次飞跃。存储技术发展到今天，印刷存储技术、缩微存储技存储技术发展到今天，印刷存储技术、缩微存储技术、磁存储技术、半导体存储技术、光存储技术先术、磁存储技术、半导体存储技术、光存储技术先后出现和并存，为信息的存储展现了广阔的前景。后出现和并存，为信息的存储展现了广阔的前景。第四章第四章 信息存储技术信息存储技术 2第一节第一节 信息存储的发展历史与现状信息存储的发展历史与现状甲骨介质甲骨介质 3第一节第一节 信息存储的发展历史与现状信息存储的发展历史与现状金属介质金属介质 4第一节第一节 信息存储的发展历史与现状信息存储的发展历史与现状竹介质竹介质 5第一节第一节 信息存储的发展历史与现状信息存储的发展历史与现状纸介质纸介质 6第一节第一节 信息存储的发展历史与现状信息存储的发展历史与现状 纸张存储存在体积大纸张存储存在体积大(一个藏书百万册的图书馆要一个藏书百万册的图书馆要占地数千平方米占地数千平方米)、查阅速度慢和维护不便、查阅速度慢和维护不便(要防止纸张要防止纸张受潮、霉烂及虫蛀受潮、霉烂及虫蛀)等问题，用纸张存储信息的局限性等问题，用纸张存储信息的局限性愈来愈明显地暴露出来。愈来愈明显地暴露出来。 7第一节第一节 信息存储的发展历史与现状信息存储的发展历史与现状缩微胶卷缩微胶卷 优点：存储容量大、成优点：存储容量大、成本低、复制方便、寿命本低、复制方便、寿命长和易于保存等长和易于保存等 缺点：胶卷上的疵点和划痕极易产生错码，不宜存缺点：胶卷上的疵点和划痕极易产生错码，不宜存储二进位数据，胶卷需要显影定影处理，难于做到储二进位数据，胶卷需要显影定影处理，难于做到实时存取和随机存取，不便于和计算机联用。实时存取和随机存取，不便于和计算机联用。 8第一节第一节 信息存储的发展历史与现状信息存储的发展历史与现状磁盘存储器磁盘存储器 9第一节第一节 信息存储的发展历史与现状信息存储的发展历史与现状半导件存储器半导件存储器 10第一节第一节 信息存储的发展历史与现状信息存储的发展历史与现状光盘存储器光盘存储器 11第二节第二节 印刷存储印刷存储 印刷是指将文字、图形等信息经过一定的工艺操印刷是指将文字、图形等信息经过一定的工艺操作，成批量地复制出来。作，成批量地复制出来。 印刷存储存在着许多客观弊端：印刷存储存在着许多客观弊端： （1）随着信息量日益膨胀，印刷存储的速度过于）随着信息量日益膨胀，印刷存储的速度过于缓慢。缓慢。 （2）人们从印刷文献中获取信息的速度慢。）人们从印刷文献中获取信息的速度慢。 （3）纸张印刷文献的寿命有限。）纸张印刷文献的寿命有限。 12第三节第三节 缩微存储缩微存储 缩微存储就是利用胶片进行密集型存储信息，是缩微存储就是利用胶片进行密集型存储信息，是人类继印刷存储之后发明的另一种信息储技术。人类继印刷存储之后发明的另一种信息储技术。 4.3.1 4.3.1 缩微存储技术的发展简介缩微存储技术的发展简介A0 0幅面幅面3535mm缩微摄影机缩微摄影机 缩微胶片阅读器缩微胶片阅读器 13第三节第三节 缩微存储缩微存储 4.3.2 4.3.2 COM的工作原理的工作原理 COM是计算机技术和缩微技术相结合的产物。是计算机技术和缩微技术相结合的产物。COM设备一般由设备一般由6个基本部分构成：输入、逻辑、转个基本部分构成：输入、逻辑、转换、偏离控制、显示和胶片处理。换、偏离控制、显示和胶片处理。 COM设备的工作原理是：以联机方式直接接收计设备的工作原理是：以联机方式直接接收计算机提供的二进制数字信息，将其转换成电信号传输算机提供的二进制数字信息，将其转换成电信号传输给逻辑部分进行编译和定幅；接着传输到转换部分，给逻辑部分进行编译和定幅；接着传输到转换部分，转换为模拟信号，再按约定转换成可读形式；然后将转换为模拟信号，再按约定转换成可读形式；然后将可读形式的字符传输给偏离控制部分，由它调整在可读形式的字符传输给偏离控制部分，由它调整在COM设备显示器上的位置或在缩微胶片表面上的位置；设备显示器上的位置或在缩微胶片表面上的位置；显示部分负责接收和保存供缩微照相的图像；胶片处显示部分负责接收和保存供缩微照相的图像；胶片处理部分则完成真正的缩微照相，再经显影、定影处理，理部分则完成真正的缩微照相，再经显影、定影处理，产生缩微品母片。产生缩微品母片。 14第三节第三节 缩微存储缩微存储 4.3.3 4.3.3 缩微品的存储介质及特点缩微品的存储介质及特点缩微品的缩微品的存储介质存储介质卤化银胶片卤化银胶片微泡胶片微泡胶片重氮胶片重氮胶片优点优点保存时间长保存时间长 制作经济快制作经济快速，不需要速，不需要化学药品，化学药品，耐磨耐温耐磨耐温分辨率高，分辨率高，耐环境腐蚀，耐环境腐蚀，制作经济制作经济缺点缺点容易受温度容易受温度和温度的影和温度的影响响保存时间短保存时间短 保存时间短保存时间短15第三节第三节 缩微存储缩微存储 4.3.4 4.3.4 缩微品的特点及检索缩微品的特点及检索 缩微品是一种较好的存储方式，它的特点主要有：缩微品是一种较好的存储方式，它的特点主要有： 存储容量大，密度高。存储容量大，密度高。 存储介质占用空间少可节约大量空间。存储介质占用空间少可节约大量空间。 忠实原件。忠实原件。 保存时间长于纸张。保存时间长于纸张。 邮寄方便。邮寄方便。 阅读需要专门设备。阅读需要专门设备。 修改困难。修改困难。16第四节第四节 信息的磁存储信息的磁存储 一切可以转换成电信号的信息都可存储在磁媒质上。一切可以转换成电信号的信息都可存储在磁媒质上。 磁存储媒质按其存储信息的方式不同，可分为动磁存储媒质按其存储信息的方式不同，可分为动态磁媒质和静态磁媒质两类。静态磁媒质包括磁芯、态磁媒质和静态磁媒质两类。静态磁媒质包括磁芯、磁膜、磁泡等。动态磁媒质包括软磁盘、硬磁盘、磁磁膜、磁泡等。动态磁媒质包括软磁盘、硬磁盘、磁鼓、磁带、磁卡、磁墨水等。鼓、磁带、磁卡、磁墨水等。 磁存储技术比缩微存储技术应用范围广，普及程磁存储技术比缩微存储技术应用范围广，普及程度高。在计算机存储领域，特别是在辅助存储器领域，度高。在计算机存储领域，特别是在辅助存储器领域，磁存储技术目前仍占统治地位。磁存储技术目前仍占统治地位。 17第五节第五节 信息的半导体存储信息的半导体存储半导体存储器半导体存储器RAMROM静态静态RAM（SRAM）动态动态RAM（DRAM）固定的固定的ROM可编程可编程ROM（PROM）可擦写、可编程可擦写、可编程ROM（EPROM）电擦除可编程电擦除可编程ROM（EEPROM，又称为闪存）又称为闪存）18第五节第五节 信息的半导体存储信息的半导体存储 4.5.1 4.5.1 随机存取存储器随机存取存储器RAM RAM（random Access memory）是易失性存储器，）是易失性存储器，一旦去掉电源，信息将全部丢失。一旦去掉电源，信息将全部丢失。RAM工作的特点是：工作的特点是：可以按需要随时向其任一存储单元写入信息，也可随可以按需要随时向其任一存储单元写入信息，也可随时从其任一个存储单元读出信息。时从其任一个存储单元读出信息。 RAM有双极型的，也有有双极型的，也有MOS型的。静态型的。静态RAM的的持点是几乎不需要附加的控制电路就可和微处理器连持点是几乎不需要附加的控制电路就可和微处理器连接，但集成度低，成本较高，适用于小容量的存储系接，但集成度低，成本较高，适用于小容量的存储系统。动态统。动态RAM和处理机的接口电路较复杂，需要定时和处理机的接口电路较复杂，需要定时动态刷新、但集成度高，耗电少，成本低，适用于大动态刷新、但集成度高，耗电少，成本低，适用于大容量的存储系统。容量的存储系统。 19第五节第五节 信息的半导体存储信息的半导体存储 4.5.2 4.5.2 只读存储器只读存储器ROM ROM（ReadOnly Memory）是非易失件存）是非易失件存储器，去掉电源，信息仍保持不变。储器，去掉电源，信息仍保持不变。ROM工作的工作的持点是：存储的信息一般是不变的，可以随时读取持点是：存储的信息一般是不变的，可以随时读取任任存储单元的信息，但不能随时写入信息。存储单元的信息，但不能随时写入信息。 ROM有双极型的，也合有双极型的，也合MOS型的。根据信息型的。根据信息写入存储器的情况不同，可分为固定写入存储器的情况不同，可分为固定ROM、可编、可编程程PROM、可擦写可编程、可擦写可编程EPROM和电擦除可编程和电擦除可编程EEPROM（闪存）。（闪存）。20第五节第五节 信息的半导体存储信息的半导体存储4.5.3 4.5.3 主要技术指标主要技术指标 1. 存储容量（存储容量（KB、MB、GB） 2. 存储密度存储密度 （bit/in、bit/in2、t/mm） 3. 存取时间（存取时间（tA）和存取速度）和存取速度 （1/ tA ） 4. 存取周期（存取周期（ tM ）与数据传送率（）与数据传送率（ / tM ） 5. 误码率误码率 6. 可靠性（可靠性（MTBF） 7. 功耗功耗 8. 性能价格比性能价格比 21第六节第六节 信息的光存储信息的光存储 光盘光盘(Optical Disc)是一种用激光束记录和谈取信是一种用激光束记录和谈取信息的圆形盘片。其基本结构分为三层：基体、信息层息的圆形盘片。其基本结构分为三层：基体、信息层和保护层。和保护层。 基体基体信信息息层层保护层保护层标记标记槽槽相消干涉相消干涉光盘构造光盘构造22第六节第六节 信息的光存储信息的光存储 在光盘上存取信息用的光头一般是由激光器、聚在光盘上存取信息用的光头一般是由激光器、聚焦透镜、传感器和光检阅器等元件组成的。焦透镜、传感器和光检阅器等元件组成的。23第六节第六节 信息的光存储信息的光存储 目前，应用于光盘的光存储技术主要有：磁光法、目前，应用于光盘的光存储技术主要有：磁光法、相变法、染料聚酯法、四点成形法、气泡成形法和合相变法、染料聚酯法、四点成形法、气泡成形法和合金记录法。金记录法。 光盘按其功能可分成三类：只读型光盘、写一次光盘按其功能可分成三类：只读型光盘、写一次型光盘和可擦型光盘。型光盘和可擦型光盘。24第七节第七节 信息铁电存储系统信息铁电存储系统 20世纪世纪50年代初期，铁电存储技术兴起年代初期，铁电存储技术兴起 20世纪世纪70年代中期，铁电存储器的研究几乎终止年代中期，铁电存储器的研究几乎终止 20世纪世纪80年代未，世界科技界再次掀起研究铁电薄膜年代未，世界科技界再次掀起研究铁电薄膜和铁电存储器的高潮和铁电存储器的高潮 20世纪世纪90年代，年代，FRAM开始产业化开始产业化 25第七节第七节 信息铁电存储系统信息铁电存储系统 铁电薄膜存储器是一种近于理想的存储器，与铁电薄膜存储器是一种近于理想的存储器，与其他存储器相比，由集成的铁电薄膜与半导体晶体其他存储器相比，由集成的铁电薄膜与半导体晶体管相结合而制备成的永久性存储器具有以下特点：管相结合而制备成的永久性存储器具有以下特点： 即使切断电源，记忆的内容也不会消失，即即使切断电源，记忆的内容也不会消失，即具有非挥发性。具有非挥发性。 能以与能以与DRAM同样快的速度进行读出、写入同样快的速度进行读出、写入操作。操作。 与与DRAM和快闪存储器相比，耗电少。和快闪存储器相比，耗电少。 26第七节第七节 信息铁电存储系统信息铁电存储系统27思思 考考 题题 信息存储的发展过程。信息存储的发展过程。 信息存储介质经历了哪些主要变化？信息存储介质经历了哪些主要变化？ 磁介质的主要技术指标有哪些？磁介质的主要技术指标有哪些？ CD-ROM的主要技术指标有那些？的主要技术指标有那些？ 存储介质的发展对信息存储检索系统的影响。存储介质的发展对信息存储检索系统的影响。