หน่วยจัดเก็บข้อมูล มีอะไรบ้าง

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

"Memory device" เปลี่ยนทางมาที่นี่ สำหรับtricks used to aid human memory ดูที่ นีโมนิค

15 GiB PATA hard disk drive (HDD) from 1999; when connected to a computer it serves as secondary storage.

160 GB SDLT tape cartridge, an example of off-line storage. When used within a robotic tape library, it is classified as tertiary storage instead.

หน่วยเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ มักเรียกว่าหน่วยเก็บข้อมูลหรือหน่วยความจำ เป็นเทคโนโลยีประกอบด้วยส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ และสื่อบันทึกที่ใช้เก็บข้อมูลดิจิตอล[1]:15-16

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ของคอมพิวเตอร์คือสิ่งที่จัดการข้อมูลโดยการคำนวณ ในทางปฏิบัติคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องใช้ลำดับชั้นการจัดเก็บข้อมูล[1]:468-473 ซึ่งทำให้ตัวเลือกการจัดเก็บข้อมูลที่รวดเร็ว มีราคาแพง และมีขนาดเล็กใกล้เคียงกับ CPU และตัวเลือกที่มีขนาดใหญ่และราคาถูกกว่าที่ไกลออกไป

อ้างอิง[แก้]

แม่แบบ:FS1037C

1. ↑ 1.0 1.1 Patterson, David A.; Hennessy, John L. (2005). Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface (3rd ed.). Amsterdam: Morgan Kaufmann Publishers. ISBN 1-55860-604-1. OCLC 56213091.

 หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์

หน่วยความจำหลัก (Main Memory) คือ หน่วยความจำหลักเป็นหน่วยความจำพื้นฐานในคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง เป็นหัวใจของการทำงานในรูปแบบอัตโนมัติ มีหน้าที่เก็บข้อมูลต่างๆ ที่ป้อนเข้ามาเพื่อให้หน่วยประมวลผลนำไปใช้ และเก็บข้อมูลที่เกี่ยวกับคุณสมบัติและระบบการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ด้วย
หน่วยของข้อมูลที่จัดเก็บในหน่วยความจำเรียกว่าไบต์ (byte) 1 ไบต์ จะประกอบไปด้วย 8 บิต นอกจากนี้ยังมีหน่วยเป็นกิโลไบต์ (kilobyte หรือ KB ) ซึ่งมีค่าเท่ากับ 1,024 ไบต์ , เมกะไบต์ (megabyte หรือ MB) มีค่าโดยประมาณหนึ่งล้านไบต์ หรือ 1,024 KB , กิกะไบต์ ( gigabyte หรือ GB ) มีค่าประมาณหนึ่งพันล้านไบต์หรือหนึ่งล้านกิโลไบต์และเทราไบต์ ( terabyte หรือ TB ) มีค่าประมาณหนึ่งล้านล้านไบต์ หน่วยความจุของข้อมูลในหน่วยความจำสรุปได้ดังนี้

8 bits = 1 byte
1024 bytes = 1 kilobyte (KB)
1024 KB = 1 megabyte (MB)
1024 MB = 1 gigabyte (GB)
1024 GB = 1 terabyte (TB)
หน่วยความจำหลักที่เป็นที่รู้จักกันอย่างกว้างขวางมี 3 ประเภท คือ แรม (RAM) รอม (ROM) และซีมอส (CMOS)

แรม (RAM)

Random access memory หรือ RAM เป็นอุปกรณ์หรือแผงวงจรที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลและโปรแกรมคอมพิวเตอร์ หน่วยความจำแรม บางครั้งเรียกว่าหน่วยความจำชั่วคราว (volatile) ทั้งนี้เนื่องจากโปรแกรมและข้อมูลที่ถูกเก็บในหน่วยความจำแรมจะถูกลบหายไป เมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ ดังนั้นถ้าต้องการเก็บข้อมูลและโปรแกรมที่อยู่ในแรมไว้ใช้งานในอนาคตจะต้องบันทึกข้อมูลเหล่านั้น ลงในหน่วยความจำสำรอง (secondary storage) ก่อนที่จะปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกครั้ง เครื่องคอมพิวเตอร์พกพาบางประเภทจะใช้หน่วยความจำ ที่เรียกว่า flash ROM หรือ flash memory ซึ่งสามารถจัดเก็บข้อมูลและโปรแกรมไว้ได้

รอม (ROM)

Read – 0nly memory หรือ ROM เป็นหน่วยความจำที่บันทึกข้อสนเทศและคำสั่งเริ่มต้น (start -up) ของระบบ คุณสมบัติเด่นของรอมคือ ข้อมูลและคำสั่งจะไม่ถูกลบหายไป ถึงแม้ว่าจะปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือไม่มีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงแล้วก็ตาม

หน่วยความจำแคช (Cache memory)

        ในระบบคอมพิวเตอร์จะมีอุปกรณ์บางส่วนที่ทำงานช้า จึงมีการใช้วีธีหน่วยความจำแบบแรมมาเพิ่มความเร็วของอุปกรณ์เหล่านั้น อันจะทำให้การทำงานของคอมพิวเตอร์โดยรวมเร็วขึ้นมาก เรียกหน่วยความจำส่วนนี้ว่า หน่วยความจำแคช (Cache memory) ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 2 แบบ คือ

•  แคชสำหรับหน่วยความจำ (Memory cache) จะเป็นการใช้หน่วยความจำแรมชนิดความเร็วสูงเป็นพิเศษมาเก็บคำสั่งและข้อมูลที่ใช้บ่อย ๆ จากหน่วยความจำแรมปกติของระบบ เพื่อลดเวลาที่ซีพียูใช้ในการอ่านหน่วยความจำแรมของระบบ ซึ่งมีความเร็วในการทำงานช้ากว่าการทำงานของซีพียูมาก

•  แคชสำหรับอุปกรณ์ (Device cache) เป็นการออกแบบเพื่อเพิ่มความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลในอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น หน่วยความจำสำรอง โดยจัดสรรแรมมาใช้เก็บข้อมูลและคำสั่งต่าง ๆ ที่ใช้บ่อย ๆ จากอุปกรณ์ที่มีความเร็วต่ำ เช่น ฮาร์ดดิสก์ มาไว้ในแคช ทำให้จำนวนครั้งที่ต้องทำการเรียกใช้ข้อมูลจากอุปกรณ์เหล่านั้นลดลง จึงทำงานได้รวดเร็วขึ้น นอกจากนี้ ในบางครั้งจะพบกับ หน่วยความจำแบบบัฟเฟอร์ (Buffer memory) ซึ่งเป็นแคชสำหรับอุปกรณ์แบบง่าย ๆ ทำหน้าที่พักข้อมูลจากอุปกรณ์ไว้ชั่วคราวเพื่อรอให้ซีพียูมาอ่านไปใช้ โดยไม่มีการใช้วีการที่ซับซ้อนในการเลือกว่าข้อมูลใดที่มีโอกาสสูงที่สุดที่ซีพียูจะเรียกใช้งาน

หน่วยความจำเสมือน (Virtual Memory)

        จะเป็นวีธีในการนำพื้นที่ของหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง ( ส่วนมากจะเป็นฮาร์ดิสก์) มาจำลองเป็นหน่วยความจำ เนื่องจากหน่วยความจำของระบบมีจำกัดและมีราคาสูง การใช้หน่วยความจำเสมือนจะทำให้สามารถทำงานกับโปรแกรมขนาดใหญ่มาก ๆ ได้ โดยไม่มีปัญหาเรื่องหน่วยความจำไม่เพียงพอ ระบบการทำงานของหน่วยความจำเสมือนจะใช้วิธีแบ่งโปรแกรมออกเป็นส่วน ๆ และคอมพิวเตอร์จะทำการ สลับ (swap) ส่วนโปรแกรมที่ยังไม่ได้ใช้ลงไปยังหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง และทำการสลับกลับมาในหน่วยความจำหลักเมื่อจำเป็นต้องใช้งาน หลักการของหน่วยความจำเสมือนทำให้สามารถทำงานกับโปรแกรมที่ต้องการใช้แรมไม่ต่ำกว่า 6 เมกะไบต์ บนเครื่องที่มีแรมเพียง 4 เมกะไบต์เท่านั้น

        หน่วยความจำ ECC (Error Correction Code

หน่วยความจำ ECC จะเป็นหน่วยความจำ RAM ซึ่งมีการใช้บิตพิเศษ (Parity bit) 3 บิตในการตรวจสอบข้อมูลที่เก็บอยู่ในหน่วยความจำ หากข้อมูลที่เก็บอยู่มีข้อผิดพลาดก็จะทำการคำนวณและแก้ไขบิตที่ผิดให้โดยอัตโนมัติ

หน่วยความจำรอง          หน่วยความจำรองหรือหน่วยเก็บข้อมูล (Storage) มีหน้าที่ในการเก็บข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ไว้ และสามารถนำกลับมาใช้งานได้อีกตามต้องการ บางครั้งเรียกว่า หน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory) ประกอบด้วย

1.  แผ่นบันทึก (floppy disk หรือ diskette) ไมโครคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มีเครื่องขับแผ่นบันทึกอย่างน้อยหนึ่งตัว แผ่นบันทึกที่ใช้ในปัจจุบันมีขนาด 3.5 นิ้ว ตัวแผ่นบันทึกเป็นแผ่นบางฉาบผิวด้วยสารแม่เหล็กอยู่ในกรอบพลาสติกแข็ง เพื่อป้องกันการขีดข่วน             การเก็บข้อมูลจะทำโดยบันทึกลงไปที่ผิวของแผ่น ปกติใช้ได้ทั้งสองด้าน หัวอ่านของเครื่องขับจึงมีสองหัว แผ่นจะหมุนด้วยความเร็วคงที่ หัวอ่านวิ่งเข้าออกเพื่ออ่านข้อมูลในตำแหน่งที่อยู่ที่ต้องการ ผิวที่ใช้เก็บข้อมูลจะแบ่งเป็นวงเรียกว่า แทร็ก (track) แต่ละแทร็กจะแบ่งเป็นช่องเก็บข้อมูลเรียกว่า เซกเตอร์ (sector) แผ่นบันทึกขนาด 3.5 นิ้ว มีความจุ 1.44 เมกะไบต์

2.  ฮาร์ดดิสก์ (harddisk) จะประกอบด้วยแผ่นบันทึกแบบแข็งที่เคลือบสารแม่เหล็กหลายแผ่นเรียงซ้อนกัน  หัวอ่านของเครื่องขับจะมีหลายหัว ในขณะที่แผ่นบันทึกแต่ละแผ่นหมุน หัวอ่านจะเคลื่อนที่เข้าออก เพื่ออ่านข้อมูลที่เก็บบนพื้นผิวแผ่น การเก็บข้อมูลในแต่ละแผ่นจะเป็นวง เรียกแต่ละวงของทุกแผ่นว่าไซลินเดอร์  (cylinder)  แต่ละไซลินเดอร์จะแบ่งเป็นเซกเตอร์ แต่ละเซกเตอร์เก็บข้อมูลเป็นชุดๆ             ฮาร์ดดิสก์เป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลที่มีความจุสูงมาก ขนาดของฮาร์ดดิสก์มีความจุเป็นกิกะไบต์  เช่น ฮาร์ดดิสก์ความจุ 15 กิกะไบต์ การเขียนอ่านข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์จะกระทำเป็นเซกเตอร์  และเขียนอ่านได้เร็วมาก เวลาที่ใช้ในการวัดการเข้าถึงข้อมูลมีหน่วยเป็นมิลลิวินาที

3.  เทปแม่เหล็ก (magnetic tape) เป็นอุปกรณ์ที่มีการใช้กันมานานแล้ว  ลักษณะของเทปเป็นแถบสายพลาสติก  เคลือบด้วยสารแม่เหล็กเหมือนเทปบันทึกเสียง เทปแม่เหล็กใช้สำหรับเก็บข้อมูลจำนวนมาก  มีการจัดเก็บและเรียกค้นข้อมูลแบบเป็นลำดับ เพราะฉะนั้นการเข้าถึงก็จะเป็นแบบการเข้าถึงโดยลำดับ (sequential access)   เช่น ถ้าต้องการหาข้อมูลที่อยู่ในลำดับที่ 5 บนเทป เราจะต้องอ่านข้อมูลลำดับต้นๆ ก่อนจนถึงข้อมูลที่เราต้องการ  ส่วนการประยุกต์นั้นเน้นสำหรับใช้สำรองข้อมูลเพื่อความมั่นใจ เช่น ถ้าฮาร์ดดิสก์เสียหาย  ข้อมูลในฮาร์ดดิสก์อาจสูญหายได้ จึงจำเป็นต้องเก็บสำรองข้อมูลไว้

4.  แผ่นซีดี (Compact Disk : CD ) วิวัฒนาการของการใช้หน่วยความจำรองได้ก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับ ปัจจุบันได้มีการประดิษฐ์แผ่นซีดี  ใช้ในการเก็บข้อมูลจำนวนมาก การเก็บข้อมูลบนแผ่นซีดีใช้หลักการทางแสง  แผ่นซีดีที่อ่านได้อย่างเดียว เรียกกันว่า  ซีดีรอม (CD- ROM) ข้อมูลที่บันทึกจะถูกบันทึกมาจากโรงงานผู้ผลิตเหมือนการบันทึกเพลงหรือภาพยนตร์  ข้อเด่นของแผ่นซีดีคือ ราคาถูก จุข้อมูลได้มาก สามารถเก็บข้อมูลหรือโปรแกรมได้มากกว่า 750 เมกะไบต์ต่อแผ่น  แผ่นซีดีมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 นิ้ว ในปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตแผ่นซีดีได้ก้าวหน้าขึ้น  จนสามารถเขียนข้อมูลบนแผ่นซีดีได้เหมือนฮาร์ดดิสก์ เรียกว่า ออปติคัลดิสก์ (optical disk)