Lưu giữ dữ liệu trên máy tính

Bộ nhớ máy tính (tiếng Anh: Computer data storage), thường được gọi là thiết bị lưu trữ (storage) hoặc bộ nhớ (memory), là một thiết bị công nghệ gồm các phần tử máy tính và lưu trữ dữ liệu, dùng để duy trì dữ liệu số. Đây là một thành phần cơ bản và cốt lõi của máy tính.

Bộ nhớ máy tính bao gồm bộ nhớ điện tĩnh (non-volatile memory) để lưu trữ dữ liệu lâu dài (dữ liệu không bị mất khi tắt máy), hoặc bộ nhớ điện động (

Thiết bị lưu trữ dữ liệu lâu dài bao gồm: Đĩa cứng, Đĩa mềm, Đĩa quang, Băng từ, ROM, bút nhớ...

Thiết bị lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình hoạt động: RAM, Cache...

Hầu hết các loại bộ nhớ trên đều có khả năng truy cập dữ liệu ngẫu nhiên, trừ băng từ là bộ nhớ truy cập tuần tự.

Bộ nhớ máy tính được chia thành hai loại: Bộ nhớ trong (main memory) và bộ nhớ ngoài (external storage).

Chức năng

Nếu không có một lượng bộ nhớ đủ lớn, máy tính chỉ có thể thực hiện các thao tác cố định và xuất kết quả ngay lập tức. Nó cần được cấu hình lại để thay đổi hành vi. Điều này phù hợp cho các thiết bị như máy tính bỏ túi, bộ xử lý tín hiệu số và các thiết bị chuyên dụng khác. Máy tính Von Neumann khác biệt ở chỗ có một bộ nhớ để lưu trữ các lệnh và dữ liệu vận hành. Các máy tính Von Neumann linh hoạt hơn vì không cần cấu hình lại phần cứng cho mỗi chương trình mới mà chỉ cần lập trình lại với lệnh trong bộ nhớ mới. Chúng cũng dễ thiết kế hơn với bộ xử lý đơn giản giữ trạng thái giữa các phép tính để tạo ra kết quả phức tạp. Hầu hết các máy tính hiện đại đều theo kiến trúc Von Neumann.

Phân cấp lưu trữ

Bộ nhớ bên trong

Bộ nhớ bên trong là các loại bộ nhớ được lắp đặt bên trong thùng máy, còn gọi là bộ nhớ chính (Main Memory).

• Bộ nhớ đệm nhanh (cache memory):
  • Tốc độ truy cập cực nhanh;
  • Thường nằm trong CPU, một số cache cũ có thể nằm ngoài CPU: như các cache trên đế cắm kiểu slot 1, hoặc cache dạng thanh có thể tháo rời như RAM hiện nay;
  • Gồm Cache L1, Cache L2 và Cache L3 (L3 chỉ có ở một số CPU) với tốc độ truy cập gần bằng tốc độ truyền dữ liệu trong CPU;
• Bộ nhớ chính (Main Memory):
  • Bộ nhớ RAM (Random Access Memory), hay Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên: Tốc độ truy cập nhanh, lưu trữ dữ liệu tạm thời, dữ liệu sẽ bị mất khi mất điện;
  • Bộ nhớ ROM (Read Only Memory), hay Bộ nhớ chỉ đọc: Lưu trữ các chương trình mà khi mất điện sẽ không bị mất. Ngày nay còn có FlashROM, tức bộ nhớ ROM không chỉ đọc mà còn ghi lại được, nhờ đó BIOS được cải tiến thành FlashBIOS.
• Bộ nhớ ảo (Virtual Memory);

Bộ nhớ ngoài

Bộ nhớ ngoài là bộ nhớ máy tính gắn ngoài, có thể mang đi lại giữa các máy tính.

Thành phần bao gồm:

• Bộ nhớ từ: ổ cứng, đĩa mềm,...
• Bộ nhớ quang: CD, DVD,...
• Bộ nhớ bán dẫn: flash disk, thẻ nhớ,...
• Các loại bộ nhớ dựa trên công nghệ Flash ROM: Kết hợp với chuẩn kết nối USB (Universal Serial Bus) tạo ra các bộ nhớ di động tiện lợi và đa năng như: Thiết bị USB lưu trữ dữ liệu, thiết bị USB nghe nhạc, xem video; khóa bảo mật USB; thẻ nhớ... Dung lượng bộ nhớ Flash ROM đã lên đến 32GB (Samsung, Intel công bố năm 2005), trong tương lai, Flash ROM có thể dần thay thế các ổ cứng, đĩa CD, DVD...
• Sự phân biệt giữa bộ nhớ trong và ngoài chỉ mang tính tương đối. Ví dụ, các loại ổ cứng, ổ đĩa CD có thể gắn ngoài (qua kết nối USB, DATA) với tốc độ truy cập nhanh. Ổ đĩa mềm có thể dễ dàng lắp vào và tháo ra khỏi máy, dung lượng nhỏ, tốc độ quay chậm, tốc độ truy cập chậm. Đĩa CD và USB là những thiết bị nhớ có dung lượng tương đối cao từ hàng trăm MB đến vài GB.

Phương thức lưu trữ