Estoy trabajando como ingeniero de software. Por lo que sé, los datos que se almacenan en la memoria (disco duro o RAM) son 0s y 1s.
Estoy seguro de que más allá de 0 y 1 hay diferentes maneras en que los datos se almacenan en los dispositivos de memoria en función de los tipos de dispositivos de memoria.
Por favor comparte tus ideas al respecto.
o
¿Dónde puedo estudiar cómo se almacenan los datos en los dispositivos de memoria?
Los datos digitales generalmente se almacenan como 1s y 0s en algún nivel. Esa es solo la vista de un nivel en una jerarquía de capas grandes. Debajo de eso, se encuentran las cargas, el cambio de fase del material, los hoyuelos mecánicos, los voltajes en los circuitos activos, las pequeñas regiones de dominios magnéticos y muchas más formas en que las personas han encontrado a lo largo de los años para almacenar bits (1 y 0). p>
Por encima de la capa de bits, hay una jerarquía que finalmente surgió a las aplicaciones como un sistema de archivos por el sistema operativo. Hay varias capas encima de los bits y debajo del sistema de archivos, pero éstas varían según el dispositivo de almacenamiento exacto y el sistema de archivos.
En general, los dispositivos de almacenamiento grandes como discos, presentarán su memoria como "sectores" o "bloques" que son la cantidad mínima que se puede escribir o borrar a la vez. En las unidades flash hay una capa que hace "desgaste de nivelación" que intercambia bloques físicos para implementar los bloques lógicos presentados hacia arriba. Los bloques de flash tienen una duración limitada de escritura y borrado, y esta capa busca desgastarlos lo más uniformemente posible. Los discos magnéticos no tienen este problema, pero a veces tienen una capa de "punto malo" que evita los bloques físicamente defectuosos de los bloques lógicos presentados hacia arriba. Los bloques suelen contener sumas de comprobación CRC implementadas por el hardware.
El sistema de archivos generalmente trata con los bloques lógicos directamente. Utiliza algunos como índice para saber qué almacenó en otros. Algunos sistemas de archivos registran operaciones para ayudar en la recuperación. Existen muchas estrategias para saber qué bloques se utilizan para almacenar el contenido de qué archivos, qué bloques están vacíos, etc. Los sistemas de archivos a menudo agregan sus propias sumas de comprobación a los bloques o archivos lógicos y otras estructuras.
Finalmente, el sistema de archivos presenta una colección de "archivos" al sistema operativo. El sistema operativo generalmente definirá algunos archivos para sus propios fines, y luego presentará algo un poco diferente a las aplicaciones. La diferencia depende del sistema operativo y de su intención de tratar con múltiples procesos posiblemente hostiles y otras preocupaciones.
Finalmente, la aplicación ve colecciones de datos de tamaño arbitrario, llamadas archivos, que puede leer y escribir sin tener que preocuparse por los sectores, bloques o cómo se almacenan físicamente los bits individuales. Los sistemas de archivos modernos tienden a presentar archivos como entidades nombradas en una estructura de árbol.
Como nota adicional: un campo de investigación es la computación cuántica, donde las personas intentan almacenar información en forma de partículas cuánticas (que pueden tener cualquier estado hasta que se lean) también se llama Qubit .
Pero AFAIK todavía no hay ningún dispositivo implementando esta tecnología.
La mayoría de los dispositivos almacenan y procesan información utilizando dispositivos de dos estados porque, en la mayoría de los casos, la cantidad de circuitos necesarios para un dispositivo es proporcional a algo entre el número de estados de autoestabilización y el cuadrado del número de dispositivos de autoestabilización. Estados estabilizadores. Si un dispositivo ternario con tres estados estables tomara solo 1.5 veces el circuito de un dispositivo binario con dos estados estables, entonces doce dispositivos ternarios podrían contener un poco más de información que diecinueve dispositivos binarios, mientras que usan solo 36/38 veces más circuitos. Sin embargo, en la práctica, los dispositivos de tres estados necesitarían un poco más de 1.5 veces más circuitos, por lo que los dispositivos de dos estados terminan siendo más eficientes.
Las únicas áreas donde el binario no se usa casi exclusivamente son aquellas donde la información se guarda o se transmite en dispositivos que no se estabilizan continuamente, y donde el tamaño y el costo del material que lleva la información es grande en relación con la cantidad necesaria para estabilizarlo; Las dos áreas más grandes son las memorias flash y los cables de comunicaciones. Es posible almacenar más de dos estados en una celda de memoria flash, o enviar más de dos voltajes a través de un cable de comunicaciones, sin aumentar el costo de la celda de memoria o el cable. El uso de más de dos estados aumentará sustancialmente el costo y la complejidad de los circuitos de interfaz, pero si el costo de las celdas o cables de la memoria excede en un orden de magnitud el costo de los circuitos de recuperación de datos, los ahorros de costos podrían lograrse mediante el corte la cantidad de celdas o cables a la mitad dominaría incluso un aumento de costo de cuatro veces el costo de los circuitos de interfaz.