Чтение — это действие, выполняемое компьютерами для получения данных из источника и помещения их в энергозависимую память для обработки . Компьютеры могут считывать информацию из различных источников, таких как магнитные накопители , Интернет или аудио- и видеовходы . Чтение — одна из основных функций машины Тьюринга .
Цикл чтения — это действие чтения одной единицы информации (например, байта). Канал чтения — это электрическая цепь, которая преобразует физические изменения магнитного потока в абстрактные биты. Ошибка чтения возникает, когда физическая часть процесса дает сбой по какой-либо причине, например, из-за попадания пыли или грязи в дисковод.
Например, компьютер может считывать информацию с дискеты и временно сохранять ее в оперативной памяти, прежде чем она будет записана на жесткий диск для обработки в будущем.
Комплементарная структура металл-оксид-полупроводник (КМОП) является энергонезависимой средой . [1] Она используется в микропроцессорах , микроконтроллерах , статической оперативной памяти и других цифровых логических схемах. Память считывается с помощью комбинации полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник p-типа и n-типа (МОП-транзисторы). В КМОП-логике набор МОП-транзисторов n-типа расположен в подтягивающей сети между выходным узлом и шиной питания с более низким напряжением , называемой V ss , которая часто имеет нулевой потенциал. При подаче или снятии подтверждения входов в схему КМОП отдельные транзисторы вдоль подтягивающей и подтягивающей сетей становятся проводящими и резистивными к электрическому току, и в результате получается желаемый путь, соединяющий выходной узел с одной из шин напряжения.
Флэш-память хранит информацию в массиве ячеек памяти, изготовленных из транзисторов с плавающим затвором . Флэш-память использует либо логику NOR, либо логику NAND.
В NOR-затворе флэш-памяти каждая ячейка напоминает стандартный MOSFET , за исключением того, что транзистор имеет два затвора вместо одного. Сверху находится управляющий затвор (CG), как и в других MOS-транзисторах, но ниже него находится плавающий затвор (FG), изолированный со всех сторон оксидным слоем. FG расположен между CG и каналом MOSFET, и поскольку FG электрически изолирован своим изолирующим слоем, любые электроны, помещенные на него, задерживаются там и при нормальных условиях не будут разряжаться в течение многих лет. Когда ток протекает через канал MOSFET, генерируется двоичный код , воспроизводящий сохраненные данные .
Флэш-память NAND gate использует туннельную инъекцию для записи и туннельный сброс для стирания. Флэш-память NAND является основой съемных USB- накопителей, известных как USB-флеш-накопители , а также большинства форматов карт памяти, доступных сегодня.
Магнитный носитель находится в магнитной ленте, жестких дисках, дискетах и т. д. Этот носитель использует различные схемы намагничивания в намагничиваемом материале для хранения данных и является формой энергонезависимой памяти . Магнитные носители данных можно классифицировать как память с последовательным доступом или память с произвольным доступом .
Магнитная память использует тороиды (кольца) из магнитно-твердого материала (обычно полутвердого феррита) в качестве сердечников трансформатора, где каждый провод, пропущенный через сердечник, служит обмоткой трансформатора. Через каждый сердечник проходит два или более проводов. Магнитный гистерезис позволяет каждому из сердечников хранить состояние.
Механическая среда использует один из старейших методов вычисления и в значительной степени устарела. Самый ранний известный метод хранения памяти и последующего компьютерного считывания — это механизм Антикиферы (ок. 100–150 гг. до н. э. ), который использует более тридцати шестеренок, вращающих циферблатный индикатор. Следуя за механизмом Антикиферы, Герон Александрийский (ок. 10–70 гг. н. э. ) спроектировал полностью механическую пьесу длиной почти десять минут, приводимую в действие двоичной системой веревок, узлов и простых машин, управляемых вращающимся цилиндрическим зубчатым колесом.
Перфокарты были распространенным носителем информации для компьютеров с 1900 по 1950 год. Информация считывалась с помощью метода идентификации отверстий на карте.
Оптические диски относятся к энергонезависимым плоским, круглым, обычно поликарбонатным дискам. Данные хранятся в углублениях или выступах, расположенных последовательно на непрерывной спиральной дорожке, простирающейся от самой внутренней дорожки до самой внешней дорожки, покрывая всю поверхность диска. Данные считываются с помощью лазера; когда лазер попадает в углубление, фокус лазера изменяется и взаимопроникает с помощью программного обеспечения считывателя.
Оперативная память (ОЗУ) — это форма хранения компьютерных данных. Устройство с произвольным доступом позволяет получать доступ к хранимым данным напрямую в любом случайном порядке. Напротив, другие носители данных, такие как жесткие диски, компакт-диски, DVD-диски и магнитная лента, а также ранние типы первичной памяти, такие как барабанная память, считывают и записывают данные только в предопределенном порядке, последовательно, из-за ограничений механической конструкции. Поэтому время доступа к заданному местоположению данных значительно варьируется в зависимости от его физического расположения. Сегодня оперативная память принимает форму интегральных схем. Строго говоря, современные типы DRAM не являются устройствами с произвольным доступом, поскольку данные считываются пачками, хотя название DRAM/RAM закрепилось. Однако многие типы SRAM, ROM, OTP и NOR flash по-прежнему являются устройствами с произвольным доступом даже в строгом смысле. ОЗУ обычно ассоциируется с энергозависимыми типами памяти (такими как модули памяти DRAM), где сохраненная информация теряется при отключении питания. Многие другие типы энергонезависимой памяти также являются RAM, включая большинство типов ROM и тип флэш-памяти, называемый NOR-Flash. Первые модули RAM, появившиеся на рынке, были созданы в 1951 году и продавались до конца 1960-х и начала 1970-х годов.