Cosa sono i dispositivi di archiviazione e come funzionano

Da un semplice avvio fino alla navigazione in Internet, tutto è possibile grazie alla presenza di dispositivi di archiviazione come hard disk o SSD.

Ogni dispositivo di archiviazione ha i suoi vantaggi e svantaggi. Questo blog discute cosa sono i dispositivi di archiviazione, i tipi di dispositivi di archiviazione nel corso dei decenni e il loro funzionamento in modo da poter comprendere meglio le opzioni delle soluzioni di archiviazione disponibili sul mercato.

Che cos'è il dispositivo di archiviazione nel computer?

Un dispositivo di archiviazione è un componente hardware che può essere collegato internamente o esternamente a qualsiasi dispositivo informatico o server per archiviare informazioni e istruzioni. Queste istruzioni possono essere elaborate su base temporanea o permanente.

I dispositivi di archiviazione esterni o interni possono anche essere chiamati a volte un supporto di archiviazione. Il supporto può essere utilizzato per calcolare i risultati sulla base di istruzioni, oppure può essere semplicemente utilizzato per trasferire o estrarre informazioni.

Inizialmente, i dispositivi di archiviazione erano basati su nastro magnetico e schede perforate. Successivamente, sono stati sostituiti da floppy disk e compact disc per memorizzare informazioni binarie in formati digitali. Ora, HDD e SSD sono le opzioni popolari.

Qual è l'uso del dispositivo di archiviazione?

Un dispositivo di archiviazione consente agli utenti di archiviare in modo sicuro dati e applicazioni su un dispositivo informatico. Può anche essere utilizzato per trasferire informazioni e trasferirle da un dispositivo all'altro.

Puoi accedere (scrivere/leggere) i dati in qualsiasi momento e conservarli a breve oa lungo termine a seconda delle tue esigenze. La possibilità di archiviare grandi quantità di informazioni in un piccolo dispositivo semplifica il processo di condivisione.

Come funzionano i dispositivi di archiviazione?

Esistono diversi tipi di dispositivi di archiviazione e ognuno funziona con un metodo separato. I modi in cui i dispositivi di archiviazione secondari potrebbero archiviare le informazioni sono discussi di seguito.

• Dispositivi di archiviazione magnetici

  Questi dispositivi utilizzano un dispositivo meccanico noto come unità che si collega al dispositivo informatico. Il disco (cartuccia o supporto) rivestito di ossido di ferro memorizza le informazioni e viene inserito nell'unità. L'azionamento fa ruotare il disco ad alta velocità tramite motore.

  Poiché l'ossido di ferro è di natura ferromagnetica, viene magnetizzato in modo permanente quando esposto a un campo magnetico. Le informazioni memorizzate sono accessibili dall'unità utilizzando minuscoli dispositivi chiamati testine di lettura/scrittura che contengono elettromagneti. Il segnale creato nella bobina dal campo magnetico variabile nel nucleo degli elettromagneti viene inviato al computer come dati binari. Questo viene trasferito e convertito in codice macchina.

• Dispositivi di memoria flash

  I dispositivi di memoria flash contengono una serie di celle di memoria flash. La griglia di righe e colonne ha due transistor separati da un sottile strato di ossido ad ogni intersezione. Un transistor è indicato come gate flottante, mentre l'altro è chiamato gate di controllo.

  Quando la porta flottante è collegata alla fila attraverso la porta di controllo, la cella ha valore 1. Quando viene applicata una carica di tensione elettrica alla porta flottante, si crea una barriera tra la porta di controllo e la porta flottante. Se il flusso di carica attraverso il gate scende al di sotto della soglia del 50 per cento, il valore diventa 0. Con questa tecnica è possibile scrivere e riscrivere blocchi interi o aree di chip contemporaneamente.

• Dispositivi di archiviazione ottici

  Un raggio laser a bassa potenza codifica i dati digitali su un laser o su un disco ottico come minuscoli pozzi in una traccia a spirale sulla sua superficie. Focalizzando con precisione i raggi magnetici, puoi condensare enormi quantità di dati in uno spazio minuscolo sui dischi ottici di plastica. Uno scanner laser legge questi pozzi mentre l'intensità variabile della luce riflessa dai pozzi li converte in segnali elettrici.

• Archiviazione in rete

  Nell'archiviazione su cloud, astratti le risorse di archiviazione dall'hardware fisico. Ad esempio, la virtualizzazione consente di raggruppare lo storage in un data lake a cui gli utenti possono accedere come un unico repository in uno spazio virtuale.

• Conservazione della carta

  Nel caso dell'archiviazione della carta, un programmatore scriverebbe un programma a mano e utilizzerà una macchina per schede perforate per creare una pila di schede perforate. Queste carte sono state inserite in un lettore di carte collegato a un computer per inserire il programma. La sequenza di fori è stata convertita in dati digitali.

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Quali sono i tipi di dispositivi di archiviazione?

• Memoria temporanea: RAM, ROM, memoria cache
• Archiviazione permanente: archiviazione magnetica, ottica, flash e online

I dispositivi di archiviazione del computer possono essere temporanei o permanenti. Diversi tipi di dispositivi di archiviazione sono discussi qui.

• Stoccaggio temporaneo

L'archiviazione temporanea include memoria ad accesso casuale (RAM), memoria di sola lettura (ROM) e memoria cache. Queste sono le opzioni di archiviazione principali in un computer e forniscono un rapido accesso ai dati in uso in qualsiasi momento.

La RAM memorizza i dati volatili che fungono da memoria di lavoro per la CPU. I dati scompaiono dopo aver rimosso l'alimentazione. Migliora le prestazioni e garantisce una maggiore velocità di caricamento delle app. I tipi di dispositivi di archiviazione comuni includono SRAM (statica), DRAM (dinamica), SDRAM (dinamica sincrona). 8 GB di RAM sono considerati sufficienti per funzioni semplici.

La ROM memorizza i dati non volatili che rimangono anche dopo lo spegnimento. Puoi solo leggere da esso ed è spesso usato per alimentare il sistema. Due tipi principali di ROM sono PROM ed EPROM.

La memoria cache è una piccola memoria incorporata nel chip di elaborazione delle CPU. Questo aiuta nell'elaborazione più rapida delle istruzioni.

• Conservazione permanente

I tipi comuni di dispositivi di archiviazione permanente dei computer includono memoria magnetica, memoria ottica, memoria flash. Questi sono considerati dispositivi di archiviazione secondari dei computer.

L'archiviazione magnetica è un tipo di memoria non volatile in grado di archiviare notevoli quantità di video, audio e altri dati. Fornisce un recupero rapido ma può rallentare nel tempo. Inoltre, è suscettibile ai campi magnetici e può danneggiarsi se non maneggiato correttamente.

Un disco rigido è un dispositivo di archiviazione popolare in questa categoria. Altri esempi di archiviazione magnetica sono floppy disk, cassette a nastro, schede magnetiche e super disk.

I dispositivi di archiviazione ottici hanno un'elevata stabilità dei dati e capacità di archiviazione di massa. Questi dispositivi di archiviazione secondari offrono un basso costo per bit di archiviazione, ma il costo complessivo è superiore rispetto ad altre opzioni. Non sono vulnerabili alla perdita di dati come la memoria volatile e non possono nemmeno essere danneggiati facilmente.

I dispositivi di archiviazione flash non hanno parti mobili, richiedono meno energia e sono portatili. Hanno un'elevata velocità di trasferimento e non sono soggetti a graffi. Il contenuto può essere sovrascritto in dispositivi di archiviazione secondari come SSD, pen drive, schede SD, schede multimediali e schede di memoria basate sulla tecnologia flash.

L'archiviazione online consente agli utenti di caricare dati su canali Internet che vengono archiviati in data center remoti. È facile passare da un computer all'altro. Tuttavia, la sicurezza informatica è una preoccupazione e deve essere curata con misure efficaci.

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Differenza tra cloud e archiviazione virtuale

Poiché la memoria secondaria non è facilmente scalabile, gli utenti sono passati al cloud e alle opzioni di archiviazione virtuale.

Archiviazione su cloud

I provider di servizi cloud (CSP) come Amazon, Google e Microsoft consentono agli utenti di archiviare i propri dati in un dispositivo fisico che si trova in un data center di proprietà di questi provider. Internet viene utilizzato come un modo per atrarre, condividere e mettere in comune le risorse di archiviazione.

I CSP mantengono le risorse di archiviazione e forniscono agli utenti la quantità di spazio di cui hanno bisogno se pagano per questo. La scelta del cloud può essere pubblica, privata o ibrida. La migrazione dei dati è possibile attraverso una rete di LAN, WAN, API, VPN e container.

Puoi avere tre diversi modi per formattare l'archiviazione, ovvero blocchi, oggetti e file, che di solito vengono combinati in una soluzione unificata. Il formato viene scelto in base alle esigenze ed è diverso per i vari tipi di memorizzazione dei dati.

L' archiviazione a blocchi è preferita per carichi di lavoro ad alte prestazioni in cui è necessaria una velocità elevata e uno spazio di archiviazione a bassa latenza. L'archiviazione degli oggetti viene utilizzata per l'accesso rapido nelle app native del cloud poiché gli oggetti non sono compressi e non crittografati.

L'archiviazione di file è comune nei sistemi NAS (network-attached storage) e viene utilizzata per organizzare e rappresentare i dati in un modo di facile comprensione.

Archiviazione virtuale

Alcune aziende scelgono lo storage virtuale in cui lo storage è raggruppato da diversi dispositivi di rete in un unico dispositivo che esiste in un ambiente virtuale. Rendendo disponibile a tutti gli utenti tutta la capacità di archiviazione, le persone non si limitano all'archiviazione su un singolo computer.

Questi prodotti di storage sono offerti da aziende come NetApp, IBM e Hitachi per fornire un'elevata capacità di storage e scalabilità per l'archiviazione, il backup e il ripristino.

Non è necessario aumentare lo spazio di archiviazione tramite supporti di archiviazione portatili per gli utenti che lavorano con app di grandi dimensioni. Possono accedere allo spazio di archiviazione in eccesso di quegli utenti che non richiedono una capacità di archiviazione elevata per le loro attività.

Esempi di dispositivi di archiviazione del computer

I dispositivi di archiviazione dei computer possono archiviare grandi quantità di dati digitali in un piccolo spazio fisico che semplifica il backup dei dati e la condivisione.

• Esempi di dispositivi di memorizzazione magnetici

Disco rigido

Un'unità disco rigido o un disco rigido (HDD o HD) è un dispositivo di archiviazione comune presente nei computer per scopi di backup e archiviazione. È un tipo di dispositivo di archiviazione magnetico in grado di archiviare file del sistema operativo (OS), applicazioni software e altri documenti con testo, video, audio e immagini. La capacità di archiviazione tipica varia da 500 GB a oltre 4 TB.

Nastro magnetico

I nastri magnetici hanno iniziato ad essere utilizzati nel secolo scorso a causa del loro basso prezzo e della grande capacità di archiviazione. I dati possono essere scritti sia in lunghezza che in larghezza. Tuttavia, sono lenti rispetto ad altre moderne soluzioni di archiviazione.

Floppy disk

Prima dei dischi rigidi, i floppy disk (FD) erano i popolari dispositivi di archiviazione magnetica in grado di memorizzare i dati. Chiamati anche dischetti, questi dischi erano disponibili negli anni nelle versioni da 8 pollici (203 mm), 5,25 pollici (133 mm) e 3,5 pollici (90 mm). In genere forniscono fino a 240 MB di spazio.

• Esempi di dispositivi di archiviazione ottici

Compact disc

Un compact disc (CD) è un supporto di memorizzazione per musica e piccole quantità di dati del computer basato sulla tecnologia ottica. La capacità di archiviazione è generalmente di circa 700 MB.

È di tre tipi, vale a dire CD-ROM (sola lettura), CD-R (scrivibile) e CD-RW (riscrivibile). Le informazioni vengono lette e scritte tramite un laser mentre i CD ruotano a velocità costante.

DVD e Bluray Disc

I dischi digitali versatili (DVD) e i dischi Bluray (BD) hanno una capacità di archiviazione maggiore rispetto ai CD della stessa dimensione fisica. È possibile archiviare facilmente grandi quantità di dati, inclusi video HD.

Usano un laser più fine grazie alla maggiore densità e hanno una capacità di archiviazione normale di 4,7 GB (DVD) o da 25 GB a 128 GB (dischi Bluray).

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• Esempi di dispositivi di memoria flash

Chiavetta USB

L'unità flash USB è un piccolo dispositivo portatile con un'interfaccia USB integrata. Puoi collegarlo alla porta USB di un computer e spostare facilmente i file da un dispositivo all'altro.

Ha una capacità di archiviazione maggiore rispetto ai dispositivi di archiviazione ottici, in genere tra 8 GB e 256 GB. È anche più veloce e affidabile. I suoi altri nomi includono pen drive, jump drive, memory stick, pen drive e chiavetta USB.

Carta digitale sicura

Una scheda digitale sicura (scheda SD) è un dispositivo di forma rettangolare disponibile in varie dimensioni e capacità per diversi dispositivi, inclusi cellulari e fotocamere. Le opzioni comuni includono schede SD, mini-SD e micro-SD di dimensioni standard. La capacità di archiviazione varia spesso da 2 GB a 32 GB.

Disco a stato solido

Al giorno d'oggi un'unità a stato solido (SSD) viene utilizzata in combinazione e per la sostituzione completa di HDD in laptop, PC, ecc. È disponibile sia in configurazioni esterne che interne.

Poiché offre una capacità inferiore rispetto a un HDD di prezzo simile, è più comune tra i dispositivi costosi. Utilizza la memoria flash NAND e i suoi vantaggi includono basso consumo energetico, fattore di forma ridotto, elevata velocità di lettura/scrittura, elevata affidabilità e riduzione del rumore. Lo spazio di archiviazione varia da 120 GB a oltre 1 TB.

• Esempi di archiviazione online/cloud

Archiviazione AWS S3

Man mano che il cloud computing sta guadagnando popolarità, aumenta anche l'adozione di servizi di archiviazione cloud per diversi tipi di archiviazione dati. Il cloud storage è una soluzione scalabile per archiviare notevoli quantità di dati e richiedere risorse al fornitore man mano che la necessità cresce.

Il fornitore di servizi cloud dispone di una raccolta di server remoti per l'hosting e la gestione dei servizi a cui possono accedere i dispositivi su una rete. Un esempio popolare di cloud storage è lo storage S3 di Amazon Web Services (AWS), in cui gli utenti possono archiviare i dati virtualmente invece di altri dispositivi di archiviazione secondari disponibili del computer.

• Esempi di conservazione della carta

Scheda perforata

È una scheda di carta con fori fatti a mano o a macchina, perforati o perforati. La scheda perforata è stata inserita in un computer per archiviare e accedere ai dati.

Conclusione

I dati possono andare persi a causa di diversi motivi come interruzioni di corrente, attacchi informatici, eliminazioni accidentali, danni fisici o persino disastri naturali. Pertanto, è necessario conservare i backup nei dispositivi di archiviazione secondari.

Ora che sai cos'è un dispositivo di archiviazione, puoi decidere meglio. Le aziende stanno passando allo storage cloud perché è affidabile, offre scalabilità e prestazioni migliori.

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