计算机组织中的外部存储器

永久存储器也称为二级存储器或后备存储器。它用于存储大量数据，因为它具有巨大的容量。目前，它可以以几百兆字节甚至几千兆字节来衡量数据。外部存储器的重要特性是，无论计算机何时关闭，存储的信息都不会丢失。外部存储器可分为四类

1. 磁盘
2. RAID
3. 光盘存储
4. 磁带

磁盘

磁盘是一种圆盘，由非磁性材料（称为基底）制成。它覆盖有用于存储信息的磁性涂层。基底传统上由铝或铝合金材料制成。但最近，引入了另一种称为玻璃基底的材料。玻璃基底有多种优点，如下所述

• 通过提高磁膜表面的均匀性，它提高了磁盘的可靠性。
• 通过显著减少整体表面缺陷，它用于减少读写错误。
• 它具有更好的刚性，有助于减少磁盘动力学。它具有抵抗冲击和损坏的强大能力。

磁性读写存储器

外部存储器中最重要的组件仍然是磁盘。许多系统，如超级计算机、个人计算机和大型机，都包含可移动和固定硬盘。我们可以导出一个称为磁头的线圈，以便我们稍后恢复数据并将其从磁盘中检索出来。许多系统包含两个磁头：读磁头和写磁头。在读写操作期间，盘片旋转而磁头是固定的。

如果电流流过线圈，写机制将利用线圈会产生磁场的这一事实。写磁头将接收电脉冲，并且下面的表面将记录由此产生的磁图案。它将以不同的图案记录负电流和正电流。如果电流流过线圈，读机制将利用它会在线圈中产生电流这一事实。当磁盘表面经过磁头下方时，它会产生与已记录图案相同的极性的电流。

在这种情况下，磁头结构对于读写是相同的。因此，我们可以对两者使用相同的磁头。这些类型的单磁头可用于旧的固定磁盘系统和软盘系统。一种部分屏蔽的磁阻(MR)传感器包含在读磁头中。MR材料中的电阻取决于其下方移动的介质的磁化方向。

数据组织和格式化

磁头是一种小型设备，能够读取或写入下方旋转的盘片部分。每个磁道的宽度与磁头相同。每个表面有数千条磁道。间隙用于表示相邻磁道的分隔。这可以防止或尽量减少因磁场干扰或磁头错位而产生的错误。扇区用于与磁盘进行数据传输。

大多数现代系统使用固定长度的扇区，大小为 512 字节，这几乎是一个通用的扇区大小。扇区间隙分隔相邻的扇区，以便我们可以避免对系统施加不合理的精度要求。同时，我们可以通过以固定速度旋转磁盘来扫描信息，这种速度称为恒定角速度 (CAV)。

磁盘可以分为多种方式。因此，它可以分为一系列同心磁道和若干扇区。CAV 的优点是磁道和扇区能够借助 CAV 直接寻址数据。CAV 的缺点是存储在短内圈和长外圈上的数据量相同。

现代硬盘引入了一种称为多区记录的技术来提高密度。使用此技术，可以将表面划分为若干同心区域，通常为 16 个区域。每个区域内每磁道的比特数是恒定的。靠近中心的区域的比特数或扇区数少于靠近中心的区域。

物理特性

如果是一个固定磁头磁盘，它将包含每个磁道一个读写磁头。所有这些磁头都安装在一个可以跨越所有磁道的刚性臂上。如果是移动磁头磁盘，它将只包含一个读写磁头。在这里，磁头也安装在臂上。磁头可以定位在任何磁道上方。为此，臂可以伸出或缩回。

磁盘驱动器始终或永久包含一个不可移动的磁盘。例如，在个人电脑中，硬盘永远无法取出，或者我们可以说它是不可移动的磁盘。可移动磁盘是一种可以取出并替换为其他磁盘的磁盘。大多数磁盘的盘片两面都覆盖有磁性涂层，这也称为双面。单面磁盘用于一些较便宜的磁盘系统。

多盘片磁盘使用移动磁头，每个盘片表面有一个读写磁头。从磁盘中心开始，所有磁头都保持相同的距离并一起移动，因为所有磁头都是机械固定的。在盘片中，一组相同相对位置的磁道称为柱面。

这种机制主要用于软盘。这种磁盘是最便宜的，很小，并且包含一个柔性盘片。密封的驱动器组件几乎不受污染物影响，并且包含温彻斯特磁头。IBM 使用“温彻斯特”作为代号，并在此之前的 IBM 3340 磁盘型号发布前使用。工作站和个人电脑通常包含一个内置磁盘，称为温彻斯特磁盘。这种磁盘也称为硬盘。

在移动系统中，会有一个寻道时间，其定义为磁头定位到磁道所需的时间。还会有一个旋转延迟，其定义为从扇区开始到磁头到达所需的时间。进入读写位置所需的时间称为访问时间，等于旋转延迟和寻道时间（如果存在）之和。

一旦磁头定位好，我们就可以执行读或写操作，因为扇区在磁头下方移动。这个过程称为操作的数据传输部分，而传输数据所需的时间称为传输时间。

RAID

RAID 也称为独立磁盘冗余阵列。它是一种数据虚拟化技术，用于将多个磁盘的组件组合成一个逻辑单元，从而提高性能或创建冗余。如果有多个磁盘/驱动器，它将允许使用各种技术，如磁盘镜像、奇偶校验和磁盘条带化。我们不能将 RAID 视为数据备份的替代品。如果 RAID 涉及关键数据，它将被备份到一组逻辑磁盘或其他物理磁盘。当我们与 RAID 连接时，我们通常会使用以下术语

条带化：在此，数据会在多个磁盘之间进行分割。

镜像：在此，数据会在多个磁盘之间进行镜像。

奇偶校验：它也可以称为校验和。它可以描述为用于数学重建数据的计算值。

通常 RAID 有 7 个级别。其中级别 0、1 和 3 用于高传输速率。级别 4、5 和 6 用于高事务速率。所有 RAID 级别描述如下

RAID 0

RAID 0 也称为磁盘条带化。在 RAID 0 技术中，数据被平均分配到两个或多个存储设备（如 HDD 或 SDD）上。在此技术中，我们将数据组织起来，以便用户可以更快地读取或写入文件。由于此过程，性能将加快。如果我们有大量应用程序和海量数据，最佳解决方案是磁盘条带化。RAID 0 的设置非常简单。它也可以称为最经济实惠的冗余磁盘组织类型。

然而，这种安排无法处理故障或错误，并且我们不能将其用于处理关键数据。这是因为它将第一个块写入第一个磁盘，第二个块写入下一个磁盘，依此类推。这个过程会重复进行，直到它命中所有磁盘。最后，它会回到第一个磁盘。这意味着所有磁盘都在并行工作，因此我们可以看到磁盘的全部性能。

缺点是，没有冗余，这意味着如果任何磁盘发生故障，我们将丢失所有磁盘上的所有数据。因此，RAID 0 为我们提供了高性能和扩展存储，但它实际上比单个磁盘的可靠性低。

RAID 0 的优点

• 在读写操作中，它为我们提供了出色的性能。
• RAID 0 使用所有存储容量，因此没有开销。
• 在 RAID 0 中，我们可以轻松实现该技术。

RAID 0 的缺点

• RAID 0 不能用于关键系统，因为它无法容忍故障。
• 如果 RAID 0 中的一个磁盘发生故障，则其他磁盘的所有数据也会丢失。

RAID 1

RAID 1 也称为镜像。它将从一个磁盘获取所有数据，然后将其写入第二个磁盘，该磁盘与第一个磁盘并行。在 RAID 1 中，冗余非常高，因为每个磁盘都包含另一个磁盘上数据的精确副本。它需要最少两个磁盘才能工作。RAID 1 的设置可防止数据丢失，或者我们可以说它具有容错能力。如果一个磁盘发生故障，则该磁盘的副本将提供所需的数据。

在此，系统可以同时从两个磁盘读取数据。由于此功能，它还可以提高性能和可用性。但是，写操作的性能不受影响。与读操作相比，它需要更多时间，因为 RAID 1 包含两个磁盘并行写入，写操作使用一个磁盘的容量，并且它们必须写入相同的数据两次。在 RAID 1 中，磁盘的缺点是成本高，因为一个磁盘必须构建两倍于该级别实际需要的容量。

RAID 1 的优点

• 与单个磁盘相比，RAID 1 提供了出色的读写速度。
• 它具有容错能力。如果一个磁盘发生故障，我们无需重建数据，只需将数据复制到替换磁盘即可。
• 它是一项非常简单的技术，RAID 1 的实现也非常简单。

RAID 1 的缺点

• 在 RAID 1 中，数据必须写入两次。因此，有效存储容量仅为磁盘总容量的一半，这是 RAID 1 的主要缺点。
• 与 RAID 0 相比，RAID 1 更昂贵，因为它需要两倍的磁盘来镜像数据。
• 软件 RAID 1 并不总是允许失败磁盘的热插拔。当我们关闭连接了失败磁盘的计算机时，只能更换失败的磁盘。
• 许多人同时使用服务器，这种关机过程可能不被他们接受。这就是为什么这些类型的系统通常使用硬件控制器，因为它们支持热插拔。

RAID 2

RAID 2 也称为位级条带化。在 RAID 2 中，我们在磁盘之间进行位条带化，而不是在磁盘之间进行块条带化。在此级别，我们需要两组磁盘。第一组磁盘用于写入数据，第二组磁盘用于写入纠错码。

在此级别，我们将使用汉明纠错码 (ECC)，然后使用冗余磁盘存储 ECC 代码的信息。汉明码是一种线性纠错码，能够检测高达 (d - 1) 位错误并纠正 (d - 1)/2 位错误。其中 d 是由所有对之间的最小汉明距离给出的码字类型。只有当 d 大于或等于传输位模式和接收位模式之间的汉明距离时，才可能实现可靠通信。相比之下，简单的奇偶校验码只能检测奇数个错误，而不能纠正错误。

当我们将数据写入磁盘时，它会实时评估数据的 ECC 代码（纠错码）。之后，它会将数据位条带化到数据磁盘，最后，它会将 ECC 代码写入冗余磁盘。当我们从磁盘读取数据时，它使用冗余磁盘读取相应的 ECC 代码。现在它将验证数据是否一致。如果需要，它将实时执行适当的更正。

这个过程使用了许多磁盘。它将以各种磁盘配置进行配置。目前，RAID 2 已不再有用，因为它成本高昂，并且在 RAID 控制器中实现 RAID 2 也很困难。目前，ECC 也已冗余，因为硬盘本身已经能够完成 ECC 的工作。

RAID 2 的优点

• RAID 2 在纠错时使用汉明码。
• 它可以借助一个指定的驱动器来存储奇偶校验。

RAID 2 的缺点

• RAID 2 需要一个额外的驱动器来进行错误检测。
• 它有一个额外的驱动器。因此，它价格昂贵且结构复杂。

RAID 3

RAID 3 也称为字节级条带化。RAID 3 的工作原理与 RAID 0 相同，因为它使用字节级条带化，但它还需要在阵列中有一个额外的磁盘。RAID 3 用于支持一种特殊的处理器，用于奇偶校验计算，该处理器称为“奇偶校验盘”。在 RAID 3 中，我们在磁盘之间进行字节条带化，而不是在磁盘之间进行块条带化。在此级别，我们需要多个数据磁盘和一个专用磁盘来存储奇偶校验。在 RAID 3 的配置过程中，数据将被分成单个字节，然后保存在磁盘上。对于每行数据，将确定奇偶校验盘，然后将其保存在指定的奇偶校验盘中。如果发生任何故障，它可以通过奇偶校验字节以及剩余字节的适当计算来恢复数据。

虽然此级别在实践中很少使用，但它有很多优点，即如果阵列中发生磁盘损坏，它可以抵抗。其次，它的读取速度非常快。不幸的是，RAID 3 也有很多缺点。首先，与读取速度相比，写入速度非常慢，因为它需要计算校验和。（RAID 硬件控制器也无法解决此问题）。第二个问题是，如果发生任何磁盘故障，整个系统的工作速度会非常慢。RAID 3 具有抵抗故障的能力，这意味着如果阵列中的任何磁盘发生故障，它将替换损坏的磁盘，但更换过程非常昂贵。第三个问题是我们使用磁盘来计算校验和，这是整个阵列性能的瓶颈。

尽管有上述描述，RAID 3 无法提供良好、可靠且廉价的解决方案。因此，RAID 3 在实践中很少使用。基于 RAID 3 的系统主要用于实现目的，即少量用户引用非常大的文件。

RAID 3 的优点

• RAID 3 为传输大量数据提供了高吞吐量。
• 它解决了 RAID 2 的主要缺点，即它可以抵抗磁盘故障和损坏。

RAID 3 的缺点

• 如果我们只需要传输一个小文件，配置可能就过于复杂了。
• 如果发生磁盘故障，吞吐量会显著下降。

RAID 4

RAID 4 可称为块级条带化。RAID 4 的工作原理与 RAID 3 相同。它们之间的主要区别在于数据共享过程。它们被分成块，例如 16、32、64 或 128 GB。与 RAID 0 相同，它将被写入磁盘。对于每行写入的数据，使用奇偶校验盘来写入任何已记录的块。这意味着此级别使用块级进行数据条带化，而不是字节级条带化。RAID 5 和 RAID 4 有很多相似之处，但 RAID 4 将所有奇偶校验数据限制在一个磁盘上。因此，我们可以说它不使用分布式奇偶校验。

在 RAID 4 中，我们可以使用最少三个磁盘来完成实现和配置。RAID 4 还需要硬件支持来执行奇偶校验计算。因此，我们能够通过适当的数学运算来恢复数据。

RAID 4 的优点

• RAID 4 允许块级条带化，这提供了同时发送 I/O 请求的便利。
• 它提供了低存储开销。如果我们添加更多磁盘，开销会进一步降低。
• 此级别不需要同步控制器或主轴。

RAID 4 的缺点

• 它包含奇偶校验驱动器，这可能导致瓶颈。
• 如果我们尝试同时执行写操作，操作会变慢，因为奇偶校验信息写入一个磁盘。

RAID 5

RAID 5 可称为带奇偶校验的条带化。它使用块级别进行数据条带化，并使用分布式奇偶校验。RAID 5 最少需要三个磁盘，最多可达 16 个磁盘。它是最安全的 RAID 级别。奇偶校验是一种原始二进制数据。RAID 系统计算奇偶校验值，并使用这些值创建奇偶校验块。如果 RAID 系统中的任何磁盘发生故障，它将使用奇偶校验块来恢复条带化数据。大多数具有奇偶校验功能的 RAID 系统都使用阵列将奇偶校验块存储在磁盘上。在此级别，数据块跨驱动器进行条带化。所有数据块的奇偶校验和仅写入一个驱动器。奇偶校验和不使用固定驱动器，而是分布在所有驱动器上。如果任何数据块的数据不再可用，计算机就可以借助奇偶校验数据重新计算数据。这意味着如果发生任何单驱动器故障，RAID 5 就能够抵抗阵列中任何磁盘的故障，而不会访问数据或丢失数据。

虽然我们可以使用软件 RAID 5，但推荐使用硬件控制器。这些控制器可以通过使用额外的缓存内存来提高写性能。在此级别，RAID 0 的性能与 RAID 1 的冗余相结合，但在此过程中，需要大量的存储空间，大约占可用容量的三分之一。在阵列中，所有驱动器同时服务于写请求。因此，此级别提高了写性能。但写操作可能会影响整体磁盘性能，因为如果我们对条带进行少量更改，就需要执行多个步骤和重新计算。

总之，我们可以说 RAID 5 提供了可靠性和高性能。它能够平衡读写，并且安全。RAID 5 使用整个磁盘的空间来存储奇偶校验，并且它还减少了用户可以保存的数据总量。RAID 5 是一种出色的全能系统，用于提供不错的性能，并结合了高效存储和出色的安全性。它主要用于包含有限数量数据驱动器的文件服务器和应用程序服务器。

RAID 5 的优点

• 在 RAID 5 中，由于奇偶校验的计算，写数据事务很慢，而读数据事务非常快。
• 如果 RAID 5 中发生任何磁盘故障，我们仍然可以访问所有数据，即使故障驱动器正在被更换，并且数据由存储控制器在新磁盘上重建。

RAID 5 的缺点

• 如果发生磁盘故障，它会影响吞吐量，但这个过程仍然可以接受。
• RAID 5 是一项复杂的技术。假设阵列中有各种磁盘，其中一个 4TB 的磁盘发生故障。在这种情况下，根据控制器速度和阵列负载，更换和恢复失败磁盘的数据可能需要一天或更长时间。此时，如果任何磁盘损坏，数据将永远丢失。

RAID 6

RAID 6 也称为双奇偶校验条带化。RAID 5 的工作原理与 RAID 6 相同，它们之间的区别在于 RAID 6 系统在每个磁盘上存储一个额外的奇偶校验块。因此，可以启用一种配置，在该配置中，在阵列不可用之前，两个磁盘可能会发生故障。它需要两个不同的奇偶校验计算集，并且能够重建阵列，即使两个驱动器同时发生故障。RAID 6 最少需要四个磁盘，并且可以承受两个驱动器同时发生故障。两个驱动器将用于数据，其余两个驱动器将用于奇偶校验信息。如果磁盘数量增加，则发生多次故障的可能性会增加，同时重建磁盘组的复杂性也会增加。

与 RAID 5 相比，它提供了更高的冗余度，并提高了读取性能。如果发生大量的写操作，此级别也会遭受相同的服务器性能开销。这种性能取决于 RAID 系统的架构，即软件或硬件。如果系统通过包含处理软件进行高性能奇偶校验计算，并且它位于固件中，那么它会影响性能。

在 RAID 6 中，两个磁盘同时发生故障的几率非常小。在 RAID 5 系统中，如果任何磁盘发生故障，更换新磁盘需要数小时、数天甚至更长时间。此时，如果另一个磁盘发生故障，我们将永远丢失所有数据。但在 RAID 6 中，RAID 阵列即使在第二次故障时也能幸存。

RAID 6 的优点

• 在 RAID 6 中，读取数据事务速度非常快，就像 RAID 5 一样。
• 它比 RAID 5 更安全，因为如果两个磁盘发生故障，我们仍然可以访问所有数据，即使在系统用故障磁盘替换期间。

RAID 6 的缺点

• 在 RAID 6 中，我们必须计算额外的奇偶校验。因此，RAID 6 中的写数据事务比 RAID 5 慢。与 RAID 5 相比，它可能慢 20%。
• 如果发生磁盘故障，它会影响吞吐量，但这个过程仍然可以接受。
• RAID 6 是一项复杂的技术。如果 RAID 阵列中发生磁盘故障，重建阵列可能需要很长时间。

光盘存储

光盘存储于 1982 年发布，由索尼和飞利浦开发。这些存储器通过光束进行操作，并且还需要光驱进行操作。我们可以使用光盘存储来存储备份、音频、视频以及携带数据。闪存驱动器和硬盘驱动器的速度比读/写速度快。光盘存储有各种示例，如光盘 (CD)、蓝光光盘 (BD) 和数字多功能光盘 (DVD)。

光盘 (CD)

它是一种数字音频系统，用于存储数据。它由圆盘塑料组成，其中使用铝合金涂覆塑料的一面，用于存储数据。它还包含一层额外的薄塑料覆盖层，用于保护数据。CD 将通过 CD 驱动器进行操作。光盘可以称为不可擦写盘。在这里，我们使用激光束将数据刻录到盘片上。最初，CD 用于存储 60 到 75 分钟的音频信息，能够存储约 700MB 的数据。但现在，它可以在单面存储 60 分钟的音频信息。现在已经开发出许多容量低、成本高且性能优于 CD 的设备。

光盘类型

CD-ROM

CD-ROM 也称为CD 只读存储器。它主要用于存储计算机数据。正如我们之前所知，光盘用于存储视频和音频数据，但它使用数字形式存储数据，因此我们也可以使用光盘来存储计算机数据。

如果音频和视频设备出现一些错误，它会忽略该错误，并且该错误不会反映在产生的视频和音频中。但如果计算机数据包含任何错误，CD-ROM 将无法容忍它，该错误将反映在产生的数据中。在光盘上压印凹坑时，不可能防止物理缺陷。因此，为了检测和纠正错误，我们必须添加一些额外的位。

光盘 (CD) 和光盘只读存储器 (CD-ROM) 包含一个螺旋形磁道，从磁道的中心开始，向外螺旋。CD-ROM 使用块或扇区来存储数据。根据磁道，扇区数量会有所不同。光盘的内圈包含较少的扇区，而光盘的外圈包含较多的扇区。磁盘内边缘和外边缘的扇区长度相同。

当磁盘旋转时，低功率激光束将以相同的速率扫描扇区。磁盘的旋转速度可能存在差异。如果我们试图访问靠近磁盘中心的扇区，磁盘将以相对较快的速度旋转。如果扇区靠近外边缘，磁盘的旋转速度将比靠近磁盘中心的扇区慢。

CD-R

CD-R 也称为CD 可刻录。它是一种一次写入多次读取（write once read many）类型，或者我们可以说它允许一次性刻录到磁盘。它用于需要一套数据的单次或少量副本的应用。CD 可刻录由聚碳酸酯塑料基底、薄反射金属涂层和保护性外涂层组成。在金属层和聚碳酸酯之间，有一层有机聚合物染料，用作记录介质。借助染料，可以改变反射率。当暴露于特定频率的光时，染料将被永久转化。高强度激光用于激活染料。染料中的标记由激光创建，用于模仿传统 CD 的陆地（最高区域）和凹坑（最低区域）的反射特性。

CD-RW

CD-RW 也称为CD 可重写。它是一种允许我们在磁盘上反复刻录的光盘格式。CD 可重写和 CD 可刻录都由相同的材料组成。因此，它也由聚碳酸酯塑料基底、薄反射金属涂层和保护性外涂层组成。在 CD-RW 中，染料将被合金取代。当合金被加热和冷却时，它会表现出一些有趣的现象。

如果存在熔点，并且合金被加热到该点以上并冷却，在这种情况下，它将变成称为非晶态的状态，该状态用于吸收光。如果合金被加热到 200°C 并保持该温度一段时间，则会发生称为退火的过程，它会将合金变成晶态。

通过控制激光的温度，可以形成非晶态和晶态区域。晶态区域用于反射激光，而另一个区域用于吸收激光。这些差异将被记录为数字数据。我们可以进一步使用退火过程来删除存储的数据。CR-RW 相对于 CD-R 和 CD-ROM 有一个优点，即我们可以重写 CD-RW，然后将其用作真正的二次存储。

数字多功能光盘 (DVD)

DVD（数字多功能光盘）技术于 1996 年首次推出。CD（光盘）和 DVD（数字多功能光盘）的外观相同。存储大小是 CD 和 DVD 之间的主要区别。因此，DVD 的存储大小远大于 CD。在设计 DVD 时，对其设计进行了几项更改，以使存储量更大。

DVD 使用比 CD 激光束波长更短的激光束来刻录数据。借助更短的激光束波长，光能够聚焦在小点上。CD 的凹坑比 DVD 的凹坑大得多。DVD 上的磁道比 CD 上的磁道更近。通过对 DVD 设计进行所有这些更改，其存储大小为 4.7GB。我们可以通过使用双面磁盘和双层磁盘来进一步增加存储容量。

双层磁盘

双层磁盘的第一个基底与 CD 相同，这意味着它也由圆形塑料组成。但在这种磁盘中，我们使用半透明材料而不是铝来覆盖第一个基底的陆地和凹坑。这种材料能够满足反射器的目的。半透明层的程序是以一种方式进行的，即它可以通过压印凹坑来存储数据。第二层陆地和凹坑包含反射材料。为了检索二进制图案，当激光束聚焦在第一层上时，半透明材料会反射足够的光，该光会被探测器捕获。之后，第二层将反射一小部分光，这部分光会产生噪声。因此，它会被探测器抵消。

同样，当激光聚焦在第二层并想要读取它时，第一层会反射一小部分光，并且这部分光会被探测器抵消。

双面磁盘

在双面磁盘中，磁道的实现将应用于 DVD 的两侧。这种结构也称为两个单面磁盘。这些磁盘将组合在一起形成一个三明治。但最上面的磁盘将翻转过来。

蓝光 DVD

蓝光光盘是一种高容量光盘介质，用于存储大量数据以及录制和播放高清视频。蓝光是为了取代 DVD 而设计的。CD 可存储 700MB 数据，DVD 可存储 4.7GB 数据，而单张蓝光光盘可存储高达 25GB 数据。双层蓝光光盘可容纳 50GB 数据。该存储量相当于 4 小时的 HDTV。还有一个双面双层 DVD，通常用于存储 17GB 数据。

蓝光光盘使用蓝色激光，这有助于它们比其他光介质存储更多信息。激光实际上称为“蓝紫光”，但开发者为了方便发音，将“蓝紫光射线”简化为“蓝光”。CD 和 DVD 使用红色激光，其波长（650 nm）大于蓝紫激光（405nm）。借助小波长，激光可以聚焦在小区域。在蓝光光盘中，我们可以使用与 CD 或 DVD 相同的大小，并在磁盘上存储大量数据。与 DVD 相比，蓝光可以提供非常高的分辨率。基于标清，DVD 可以提供 720x480 像素的分辨率。相比之下，蓝光高清包含 1920x1080 像素分辨率。

磁带

磁带系统中的读写技术与磁盘系统相同。在此，介质是涂有磁性材料的柔性聚酯带。磁带的数据可以构造为一系列沿长度方向运行的并行磁道。在这种形式下，数据的记录称为并行记录。与并行记录相反，大多数现代系统使用串行记录。串行记录沿每条磁道使用一系列比特来布局数据。这是借助磁带完成的。在串行记录中，磁盘包含磁带上的物理记录，该记录可以描述为以连续块读取和写入的数据。

间隙用于分隔磁带上的块，也可称为记录间隙。与磁盘一样，我们格式化磁带以便帮助定位物理记录。当数据以串行磁带技术记录时，我们沿着整个磁带的长度记录第一组比特。当到达磁带末尾时，磁头将重新定位，以便它们可以记录新磁道。这次，磁带将沿着相反方向再次记录其整个长度。这个过程将一直持续到磁带满为止。

磁带驱动器可以被视为顺序访问设备。如果磁头当前位置超出了所需结果，我们必须将磁带倒回到特定距离并开始向前读取。在读写操作期间，磁带才处于运动状态。磁带和磁盘驱动器之间的区别在于，磁盘驱动器可以称为直接访问设备。磁盘驱动器无需按顺序读取磁盘上的所有扇区即可获得所需结果。它只需要等待中间扇区到达一个磁道内。之后，它可以连续访问任何磁道。

磁带也可以称为一种二次存储器。它也可以用作内存层次结构中速度最慢、成本最低的成员。还有一种线性磁带技术，这是一种盒式系统。它开发于 20 世纪 90 年代后期。在市场上，LTO 可以被描述为各种属性系统的替代品。