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什么是磁表面存储器，磁表面存储器的基本结构、读写原理、特点、数据编码方式、应用及发展状况

2023-07-21 00:41:00

磁表面存储器（Magnetic Surface Memory）是一种早期的计算机存储器，使用磁性材料表面上的微小磁区域来存储数据。它是计算机历史上最早的一种LM2903D随机存储器（RAM），于1950年代开始广泛应用于早期计算机系统中。

一、基本结构：

磁表面存储器由一系列磁性材料构成，每个存储单元被组织成一个磁区域，用于表示一个二进制位（0或1）。这些磁区域被分成多个行和列，形成一个二维的矩阵结构。每个磁区域由一个磁头控制，可以将其磁化为顺时针或逆时针方向。

二、读写原理：

读取数据时，磁头会感应到磁区域的磁场变化，并将其转换为电信号。写入数据时，磁头会改变磁区域的磁化方向。

三、特点：

1、随机访问性能好：由于磁区域的二维矩阵结构，可以通过行和列地址直接寻址，实现快速的随机访问。

2、非易失性：磁表面存储器是一种非易失性存储器，即在断电情况下数据不会丢失。

3、存储密度高：由于磁区域可以紧密排列，磁表面存储器具有较高的存储密度。

4、可擦写性：可以通过改变磁区域的磁化方向来擦除和重写数据。

5、低成本：由于使用的材料相对廉价，磁表面存储器相对较低成本。

四、数据编码方式：

磁表面存储器使用磁化方向来表示数据的编码方式。通常，将顺时针方向的磁化表示为0，将逆时针方向的磁化表示为1。这种编码方式被称为顺序编码（Sequential Encoding），即按照磁化方向的顺序来表示数据。

五、应用：

磁表面存储器在早期计算机系统中广泛应用。它被用作主要的内存存储器，用于临时存储和处理计算机程序和数据。由于磁表面存储器具有较高的存储密度和随机访问性能，它在当时是一种非常有吸引力的存储技术。

磁表面存储器还被应用于一些特定的计算机系统，例如航天器和军事设备。由于磁表面存储器具有非易失性的特点，可以在断电情况下保持数据的完整性，因此它在一些对数据可靠性要求较高的应用中得到了应用。

六、发展状况：

磁表面存储器在20世纪60年代末和70年代初达到了巅峰，并逐渐被半导体存储器所取代。随着半导体技术的快速发展，DRAM（Dynamic Random Access Memory）和SRAM（Static Random Access Memory）等半导体存储器逐渐成为主流。

半导体存储器具有更高的速度、更小的体积和更低的功耗，相对于磁表面存储器而言更加灵活和可靠。另外，随着集成电路技术的进步，半导体存储器的存储密度也在不断提高，可以满足不断增长的存储需求。

目前，磁表面存储器的应用范围已经大大缩小，主要被用于一些特定的场合，如军事和航天领域。在普通的计算机系统中，磁表面存储器已经很少使用，被更先进的半导体存储器所取代。然而，作为计算机存储器的一种经典技术，磁表面存储器在计算机发展史上仍然具有重要的地位和意义。