第 4 章 記憶單元.

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1 第 4 章 記憶單元

2 本章提要 4-1 記憶單元的功用與種類 4-2 RAM 與 ROM 4-3 磁碟機 4-4 光碟機與燒錄機 4-5 記憶卡、隨身碟與行動硬碟

3 4-1 記憶單元的功用與種類 記憶單元是電腦存放程式與資料之處, 其中可分為兩大類：主記憶體與輔助記憶體。

4 主記憶體與輔助記憶體的分類 主記憶體可分為 RAM (Random Access Memory, 隨機存取記憶體) 與 ROM (Read Only Memory, 唯讀記憶體) 兩種, 而輔助記憶體的種類則相當多元, 目前常見的有磁碟機、光碟機、記憶卡等, 本節稍後會詳細地說明這些分類與設備。

5 主記憶體與輔助記憶體的分類

6 主記憶體與輔助記憶體的功用 主記憶體可以說是 CPU 的工作平台, 所有程式與資料都必須先載入主記憶體, CPU 才能進行運算與處理。

7 主記憶體與輔助記憶體的功用 所以主記憶體可以比喻為大腦中的記憶功能, 而輔助記憶體則是筆記本, 當我們思考事情時, 會將所有資料放在腦中思索, 想出結果後為了怕忘記, 便將其記錄在筆記本中, 下次需要重新思考時, 只要翻開筆記本閱讀上次的記錄即可。 主記憶體的速度遠快於輔助記憶體, 但是單位容量的價格較高, 所以一般情形下, 每部電腦的主記憶體容量會遠小於輔助記憶體。

8 虛擬記憶體 隨著時代的進步, 人類用電腦處理的事情越來越多, 程式的複雜度與需求的資料量也越來越大, 所以不論安裝了多少記憶體, 都有可能發生不夠用的情形。難道記憶體不夠時, 只能放棄執行程式嗎？

9 虛擬記憶體 記憶體不夠時, 治本的方法應該是再多買一點記憶體來裝, 不過難免總會有臨時需要多一點記憶體空間的時候。
為了解決這個問題, 便出現了虛擬記憶體 (Virtual Memory) 技術。

10 虛擬記憶體 現代多數的作業系統如 Windows、Linux、Solaris、Mac OS 等都具備虛擬記憶體的功能, 此功能可以將輔助記憶體 (如硬碟) 的部分空間拿來模擬成主記憶體, 這個模擬的空間便稱為虛擬記憶體。 作業系統會自動將目前實體主記憶體中暫時不用的資料先搬到虛擬記憶體, 挪出的實體主記憶體空間便可以拿來放其他資料。

11 虛擬記憶體 如果被放入虛擬記憶體的資料需要使用時, 作業系統會再把其他暫時用不到的資料搬到虛擬記憶體, 然後將需要的資料搬回實體主記憶體。
上述的所有動作全部都是由作業系統進行處理, 應用程式可不需理會實體記憶體是否不足, 也可不必管自己的資料有沒有暫時被放入虛擬記憶體中, 所以虛擬記憶體對於應用程式而言, 就會像是真的實體記憶體一樣。

12 虛擬記憶體 前面曾經提到, 輔助記憶體的速度遠低於主記憶體, 因此雖然虛擬記憶體可以增加程式使用記憶體的彈性, 但是一旦系統大量地使用虛擬記憶體時, 便會降低整體的執行效率。 所以安裝足夠的實體記憶體, 讓系統儘量不要動用虛擬記憶體, 是提升效率的方法之一。

13 記憶體階層 在 2-2 節介紹過暫存器與快取記憶體, 也具備了存放資料的功能, 所以暫存器、快取記憶體、主記憶體、輔助記憶體依照其特性, 可使用下方階層圖來表示：

14 記憶體階層

15 記憶體階層 上圖的階層關係被稱為記憶體階層 (Memory Hierarchy), 越上層速度越快, 但是越下層的容量越大。
所以一般電腦可能會具備總數約 1 KB的暫存器、8 KB 快取記憶體、512 KB主記憶體, 以及 80 GB 的硬碟 (輔助記憶體), 至於存取速度則是暫存器遠快於硬碟。

16 4-2 RAM 與 ROM 主記憶體主要可分為 RAM (Random Access Memory, 隨機存取記憶體) 與 ROM (Read Only Memory, 唯讀記憶體) 兩類, 本節將分別介紹各種不同的主記憶體。

17 RAM RAM 依照電子特性的不同, 又可分為 DRAM (Dynamic RAM, 動態隨機存取記憶體) 與 SRAM (Static RAM, 靜態隨機存取記憶體)。

18 RAM DRAM DRAM 中的資料只能保存 2-4 毫秒 (ms, 10-3 秒), 如果超過時間沒有對 DRAM 充電, 資料便會消失。
常見的 DRAM 有 SDRAM (Synchronous Dynamic RAM, 同步動態隨機存取記憶體)、RDRAM (Rambus Dynamic RAM, Rambus 動態隨機存取記憶體)、DDR (Double Date Rate, 雙倍資料速度) SDRAM。 DDR SDRAM 是目前的主流 DRAM, 稍後會另外為您說明。

19 RAM

20 RAM SRAM SRAM 使用特殊的電子元件製成, 所以不需要持續反覆充電, 便可以利用其電路的特性保存資料, 但是一旦電力消失後, 資料一樣會消失。SRAM 的速度比 DRAM 快, 但是價格也比 DRAM 昂貴。 因為 RAM 具有資料會消失的特性, 所以又稱為揮發性記憶體 (Volatile Memory)。

21 RAM 目前個人電腦大多使用 DRAM 做為主記憶體, DRAM 也因此逐漸變成了記憶體的代名詞。所以當聽到有人說：『我要去買記憶體』 時, 便是意指 DRAM, 而不會是 SRAM 或其他種類的記憶體。

22 DDR/ DDR2 S DRAM DRAM 的發展歷經了數個世代演變, 目前的主流規格為 DDR/DDR2 SDRAM。DDR/DDR2 SDRAM 是從前一代 SDRAM 改良而產生的, 從 DDR (Double Date Rate, 雙倍資料速度) 這個名字, 便可以知道其可以在相同的時間下, 存取雙倍的資料量。

23 DDR/ DDR2 S DRAM

24 ROM ROM 是唯讀記憶體 (Read Only Memory) 的縮寫, 顧名思義, ROM 在製造過程中即已將資料存於其中, 出廠後只具備讀取資料的功能, 不像 RAM 一樣可以隨意讀寫資料；但是 RAM 必須依靠電力保存資料, 而 ROM 裡面的資料則可永久保存, 不受電源影響。

25 ROM 相對於 RAM 被稱為揮發性記憶體, 資料不會消失的 ROM 又稱非揮發性記憶體 (Nonvolatile Memory)。

26 ROM 為了改良傳統 ROM 無法寫入資料的缺點, 所以後來又發展出其他產品如下：
PROM (Programmable ROM)：可使用特殊的裝置寫入資料, 但是只能寫入一次, 之後就無法更改了。 EPROM (Erasable Programmable ROM)：與 PROM 一樣可以使用特定的設備寫入, 而且能夠以紫外線刪除資料, 即可重新寫入新資料。

27 ROM EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)：EEPROM 與由 EPROM 改良而來, 可使用電壓來抹除與寫入資料, 所以能夠在電腦內直接讀寫, 不再需要特定的設備才能寫入資料, 使用上較 EPROM 方便。

28 ROM Flash Memory (快閃記憶體)：為英特爾公司所發明, 與 EEPROM 一樣可在電腦內使用電壓刪除與寫入資料。快閃記憶體每單位面積的位元密度較EEPROM 高, 成本較 EEPROM 低, 因此逐漸取代 EEPROM 的地位。 快閃記憶體除了用於電腦內部元件外, 目前也常做為行動隨身裝置 (如 PDA) 的儲存設備, 或是用來製作記憶卡、隨身碟等。

29 4-3 磁碟機 磁碟機是目前最主要的輔助記憶體, 常見的磁碟機有軟碟機 (FDD, Floppy Disk Drive) 與硬碟機 (HDD, Hard Disk Drive) 兩種。

30 軟碟機 軟碟機使用磁碟片儲存資料, 因為磁碟片可以抽換, 而且攜帶方便, 所以軟碟機主要被用來做為資料交換的媒介。
軟碟機可分為 5.25 吋及 3.5 吋兩種, 不過 5.25 吋軟碟機因為體積大、磁碟片容量低, 所以目前幾乎沒有人採用 5.25 吋軟碟機。

31 軟碟機

32 軟碟機 軟碟機雖然曾經是資料交換的重要媒介, 但是目前隨身碟與行動硬碟的日漸普及, 與之相比, 軟碟機體積較大, 容量較低, 速度也比較慢, 所以軟碟機的重要性逐漸下降, 很多新電腦甚至已經不再配備軟碟機了。

33 硬碟機 硬碟機具備容量超大、存取速度快、單位成本低廉的優點, 所以硬碟機是目前電腦最重要的輔助記憶體, 不論是文件檔、資料檔或是軟體程式檔, 大多都會儲存在硬碟機中。 一般硬碟分為 3.5 吋與 2.5 吋兩種, 這個尺寸指的是硬碟內部圓形碟片的直徑大小：

34 硬碟機

35 硬碟機 2.5 吋因為具備體積小的優點, 所以常用於筆記型電腦或是行動硬碟等, 而 3.5 吋硬碟機大多用於桌上型的電腦及伺服器上。通常 3.5 吋硬碟機比 2.5 吋便宜, 可選用的容量比較大。

36 硬碟機的讀寫原理 硬碟機內部是多個磁盤利用轉軸串起組成, 資料就放在磁盤上, 磁盤每一面都會有讀寫頭存取資料, 下面是硬碟機讀寫的簡要示意圖：

37 硬碟機的讀寫原理

38 硬碟機的容量單位 硬碟機計算容量的單位為 1000, 與一般採用的 1024 不同：

39 硬碟機的容量單位 因為計算單位的不同, 而且還要扣除分割表、檔案系統...等內部資訊所佔用的空間, 所以一個標示 160 GB 的硬碟機, 在作業系統中看到的容量將小於 160 GB：

40 硬碟機的容量單位

41 硬碟機的結構 硬碟機使用以下的結構儲存資料：
面 (Side) 與讀寫頭 (Head)：每個磁盤都會有兩個面, 一般兩面都會存放資料, 每面各有一個讀寫頭。面 (讀寫頭) 的編號從 0 開始, 最上層磁盤朝上的一面為第 0 面 (讀寫頭0), 朝下者為第 1 面 (讀寫頭1), 第二層磁盤朝上為第 2 面 (讀寫頭2), 其餘依此類推。

42 硬碟機的結構 磁軌 (Track)：在磁盤上由外往內, 可以劃分為很多不同直徑的同心圓, 每個同心圓就是一個磁軌。最外圈的編號為 0, 由外往內依次為 1、2...。

43 硬碟機的結構 磁區 (Sector)：每一個磁軌會再劃分固定大小的區段, 稱為磁區, 為資料存取的單位, 每個磁區為 512 Bytes。與其他結構不同, 磁區的編號由 1 開始。

44 硬碟機的結構 磁柱 (Cylinder)：目前硬碟內部通常具備多個磁盤與讀寫頭, 各讀寫頭並非單獨行動各自移動到不同位置存取資料, 而是如右圖一起移動到同一個位置上：

45 硬碟機的結構 所以讀寫頭能同時存取不同磁盤上相同位置的磁軌, 我們可以將這些磁軌視為一體, 想像成一個組合而成的空心圓柱體, 這個圓柱體會稱為磁柱。磁柱的編號方式與磁軌相同, 從 0 開始由外而內依序編號。

46 硬碟機的結構

47 硬碟的定址模式 為了在眾多的磁區中讀寫資料, 硬碟必須有一套定址方式, 才能找到資料所在的位址。
早期硬碟使用 CHS (Cylinder-Head-Sector) 模式, 也就是使用 "磁柱編號 + 讀寫頭編號 + 磁區編號" 來定址。

48 硬碟的定址模式

49 硬碟的定址模式 硬碟的第 0 磁柱, 第 0 讀寫頭, 第 1 磁區稱為 MBR (Master Boot Record) 磁區, 被用來儲存開機戴入程式與分割表 (Partition Table) 等重要資料, 所以一旦 MBR 發生損壞, 整個硬碟便再也無法使用。

50 硬碟的定址模式 磁柱、讀寫頭與磁區的數目也可以用來估算硬碟的容量大小, 例如規格標示 CHS 63/16/665, 便表示此硬碟有 63 個磁柱與 16 個讀寫頭, 每個磁柱有 655 個磁區, 所以總共有 63 × 16 × 665 個磁區, 因為每個磁區大小為 512 Bytes, 故可如下計算其總容量大小： (63 × 16 × 665) × 512 / 1000 / 1000 = MB

51 硬碟的定址模式 不過因為硬碟 IDE 介面 (隨後會說明) 與個人電腦 BIOS (Basic Input Output System, 基本輸入輸出系統) 規格上的不同, 所以使用 CHS 定址時, IDE 硬碟最大容量只能達到 528 MB：

52 硬碟的定址模式

53 硬碟的定址模式 隨著硬碟製作技術逐漸進步, 硬碟的容量越來越大, 對於個人電腦常用的IDE 介面硬碟而言, CHS 模式已經不敷使用了, 所以後來 IDE 硬碟逐漸改用 SCSI 硬碟 (隨後會說明) 所使用的 LBA (Logical Block Addressing) 模式。

54 硬碟的定址模式 與 CHS 使用實體位置定址的方式不同, LBA 使用邏輯的方式來為磁區設定位址。下表為 LBA 的定址方式 (假設每個磁柱有 100 個磁區)：

55 硬碟的定址模式

56 硬碟的定址模式 採用 LBA 模式的硬碟, 為了相容性, 也可以視情況提供一個轉換過的邏輯 CHS 位址給系統, 所以當您看到 CHS 中的 Head 值為 16 時, 並不一定表示真的有 16 個讀寫頭與 8 個磁盤。

57 硬碟機的連接介面 目前個人電腦連接硬碟的常見介面為 IDE (Integrated Drive Electronics 或 Intelligent Device Electronics)、SATA (Serial ATA ) 與 SCSI (Small Computer System Interface)。

58 硬碟機的連接介面

59 硬碟機的連接介面 IDE 介面：IDE 是個人電腦連接儲存裝置 (如硬碟機、光碟機) 的標準界面, 因為沿革多代, 所以名稱與規格眾多, 在規格表上會看到 E-IDE 、ATA 、UDMA 、Ultra ATA 等名稱, 除了速度可能不同以外, 其實都是屬於同一個 IDE 家族。 其實 IDE 比較正確的名稱應該是 ATA (AT Attachment), 不過目前一般人都已經習慣稱其為 IDE 介面。

60 硬碟機的連接介面 SATA 介面：SATA 則是從傳統 IDE 介面改良而來的新一代介面, 具備傳輸速率快、低電壓(省電)、可支援熱拔插等優點, 而且其排線較為細長, 整理起來更為方便, 目前已經逐漸取代傳統 IDE 介面, 成為硬碟機的主流介面。

61 硬碟機的連接介面

62 硬碟機的連接介面 SCSI 介面：至於 SCSI 介面大多是高階硬碟機與電腦主機所使用的介面, 因為通常主機板並未內建 SCSI界面, 必須另外購買 SCSI 控制卡, 而且 SCSI 硬碟機也比IDE/SATA 的硬碟貴上不少。

63 硬碟機的連接介面 SCSI 介面可以同時串連 7 個 SCSI 設備 (新的 SCSI 規格可以串接 15 個), 而且 SCSI 介面具有獨立運作的控制晶片, 讀寫資料時可獨立處理不需耗用 CPU 資源, 所以在多工環境下, 特別是硬碟讀寫次數多的伺服器上面, SCSI 介面的硬碟機通常會有比較優異的效能表現。

64 硬碟機的連接介面

65 硬碟機的轉速 轉速指的是硬碟馬達旋轉的速度, 其單位為 RPM (Rotations Per Minute, 每分鐘多少轉)。
轉速越高, 硬碟的讀寫速率越快, 效能越好, 但價格相對較高, 而且如果機械結構設計得不夠好時, 還會造成運轉時高溫、高噪音等缺點。

66 硬碟機的轉速 目前 3.5 吋硬碟機大多具備 7,200 轉的速度, 至於 10,000 轉以上則僅在高階產品中才能見到。
2.5 吋硬碟則以 4,200 與 5,400 轉為主。

67 硬碟機的轉速

68 硬碟機的緩衝區 緩衝區 (Buffer) 是硬碟電路中的一塊記憶體區域, 介於硬碟與傳輸通道間。
一般來說, 硬碟介面傳輸資料的速度比硬碟本身讀取資料的速度快, 因此在中間安排一塊緩衝區, 讓速度慢的硬碟持續將資料送到緩衝區內, 而速度快的介面則每隔一段時間將緩衝區內的資料一次取走, 其他時間則可用來服務其他設備, 藉此提升整體的效能。

69 硬碟機的緩衝區 緩衝區的原理可以用下圖來說明：

70 硬碟機的緩衝區

71 硬碟機的緩衝區 所以當緩衝區 (水塔) 越大, 所儲存的資料愈多, 便能有效提升資料傳輸效率。
不過由於成本考量, 目前的硬碟緩衝區容量多為 2 MB, 少數高階產品則可達 8 或 16 MB。

72 S.M.A.R.T. 技術 S.M.A.R.T. 的全名為 Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (自我監測分析報告技術), 目的在於提供硬碟資料可靠性的一種預警系統。 此系統會依據目前硬碟機的讀寫頭高度、資料輸出效能、失誤率、啟動時間、重試次數...等數據, 計算硬碟機目前的健康狀況, 以便在硬碟開始出現不穩定時提出警告, 讓使用者能夠盡快備份資料, 並且將系統轉移到新的硬碟上。

73 S.M.A.R.T. 技術

74 S.M.A.R.T. 技術 S.M.A.R.T. 技術是利用特殊演算法來預測可能發生的故障, 就像路邊鐵口直斷的算命攤一樣, 算出來的不一定準確。 所以 S.M.A.R.T. 發出警告時, 硬碟不一定馬上就會故障 (當然還是應該寧可信其有, 盡快進行備份)；而反過來想, S.M.A.R.T. 沒有發出警告時不代表硬碟一定沒有問題, 勤做備份仍然是一項不可忽略的工作。

75 磁碟陣列 磁碟陣列 (RAID, Redundant Array of Independent Disks) 是由美國加州大學柏克萊分校於 1987 年所提出的, 其概念是將多個硬碟機組成一個邏輯上的虛擬硬碟。 使用磁碟陣列時會覺得跟單一硬碟沒什麼不同, 但實際上, 其資料會分別儲存在不同的硬碟上。

76 磁碟陣列 磁碟陣列誕生的主要目的在於『效率』與『安全』, 依照類型的不同, 有些磁碟陣列可以增進讀取或寫入的速度, 而有些磁碟陣列則提供了容錯的能力, 當其中一顆硬碟故障時, 整個磁碟陣列仍然可以正常運作。 下面分別介紹目前常見的磁碟陣列種類與其原理：

77 磁碟陣列 RAID 0：RAID 0 最少要使用 2 個硬碟, 其儲存資料的方式是將資料分成大小相同的區塊, 然後分別儲存到不同的硬碟中：

78 磁碟陣列 因為 RAID 0 是將資料分成多個區塊再同時寫入硬碟, 讀取時也可以同時由各硬碟讀出區塊, 所以具備非常優異的效能。如果是 N 台硬碟組成的 RAID 0 磁碟陣列, 理論上讀寫的效率可達 N 倍！ 但是 RAID 0 完全不具備容錯的能力, 因為資料的區塊平均分佈在各硬碟中, 只要其中一個硬碟故障, 就會導致磁碟陣列的全部資料都無法使用。

79 磁碟陣列 RAID 1：RAID 1 最少要使用 2 個硬碟, 其儲存資料的方式是將同一份資料同時儲存到每一個硬碟, 因此每一個硬碟中所儲存的資料都是一樣的：

80 磁碟陣列 由於 RAID 1 需要把同樣的資料寫入每一台硬碟, 寫入的速度與單一硬碟並沒有兩樣, 甚至可能因為需耗用一些資源, 還會稍微降低一點寫入速度。 至於讀取資料時, 因為可以同步從不同的硬碟讀出資料, 所以理論上讀取速度會比單一硬碟快一點。

81 磁碟陣列 RAID 1 是最浪費空間的磁碟陣列, 若使用 N 個 S 大小的硬碟組成 RAID 1, 此磁碟陣列的容量永遠都是 S。

82 磁碟陣列 RAID 5：前面介紹的 RAID 0 不浪費空間, 效能滿分表現, 但是容錯能力 0 分, 而 RAID 1 剛好相反, 非常浪費空間, 效能 0 分, 不過容錯能力滿分。 RAID 5 則是取得一個平衡點, 不會浪費太多硬碟空間, 能增進存取效率, 而且具有容錯能力。

83 磁碟陣列 RAID 5 最少要使用 3 個硬碟, 其儲存資料的方式與 RAID 0 類似, 會將資料分成大小相同的區塊分別儲存到不同的硬碟中, 不過不同的是, RAID 5 會根據資料計算出檢查碼, 然後保留硬碟的一部份空間儲存這些檢查碼, 而且檢查碼會平均分散於各硬碟：

84 磁碟陣列

85 磁碟陣列 RAID 5 資料的區塊分散於各硬碟中, 若是由 N 個 S 大小硬碟組成, 扣除檢查碼的空間, RAID 5 磁碟陣列的容量為 (N-1) × S, 理論上可達到 N-1 倍存取速度。 當其中一個硬碟故障時, 仍然可以藉由其他硬碟中的檢查碼, 重新計算出正確的資料, 但是如果有 2 個以上的硬碟毀損, 整個磁碟陣列的資料仍將無法使用。

86 磁碟陣列 另外還有一種稱為 RAID 0+1 的磁碟陣列, 使用 4 個以上的雙數個硬碟, 各硬碟兩兩一組, 組內兩個硬碟使用 RAID 0, 而組與組之間使用 RAID 1。 因為是由 RAID 0 與 RAID 1 兩種概念組合而成的, 所以也同時具備兩種的優缺點。

87 4-4 光碟機與燒錄機 光碟片是目前儲存資料、影音, 並提供內容交換的重要媒介, 而光碟機是讀取光碟片的裝置, 燒錄機則是製作光碟片的設備。

88 光碟機與燒錄機的種類 光碟機與燒錄機依照其使用的光碟片不同, 主要可以分為兩大類：
CD：CD 為 Compact Disc 的縮寫, 1980 年時新力 (SONY) 及飛利浦 (Philips) 兩家公司共同研發產生, 最初主要用於記錄音訊資料, 後來也逐漸用於儲存資料及記錄影片。CD 可儲存約 650 ~ 700 MB 的資料, 或者約可記錄 74 分鐘的影音訊號。

89 光碟機與燒錄機的種類 DVD：DVD 為 Digital Versatile Disc 的縮寫。由於 CD 只能記錄 74 分鐘的影音訊號, 放不下一般約 2 個小時的電影, 而且隨著技術的進步, 大尺寸螢幕與高品質的喇叭也越來越普及, CD 的畫質與音質已經無法滿足這些需求。 所以 1994 年美國好萊塢七大電影公司共同提出新型光碟的需求, 經過了眾多科技廠商的研究與整合, 最後完成了 DVD 光碟的規格。 DVD 可儲存約 4.7 ~ 17 GB 的資料, 或者約可記錄 133 分鐘的高品質影音訊號。

90 光碟機與燒錄機的種類

91 光碟機與燒錄機的種類

92 光碟機與燒錄機的種類 目前市面上的 DVD 燒錄機為了提供更高的價值, 大多同時相容 DVD-R/-RW 與 DVD+R/+RW 兩種規格, 甚至比較新的燒錄器還可以同時相容 DVD-RAM 規格。

93 光碟機的原理 光碟機可用來讀取儲存在光碟片上的各種資料, 但是只能讀取, 沒有寫入資料的能力。光碟機認得的除了一般的資料光碟之外, 還可以讀取影音光碟 (Video CD)、音樂 CD 等不同種類的光碟片。 光碟機讀取資料的原理如下圖所示：

94 光碟機的原理

95 燒錄機的原理 燒錄機的外觀與光碟機一模一樣, 除了可以像光碟機一樣讀取光碟片, 還具備了將資料寫入光碟片的能力。
一般常見的普通光碟片並無法支援燒錄機的寫入功能, 必須使用特殊的可燒錄光碟片, 才能讓燒錄機寫入資料。可燒錄光碟片依照規格的不同, 分為 CD-R 、DVD-R 、DVD+R 等種類。

96 燒錄機的原理

97 燒錄機的原理 因為染料層發生化學變化後便無法還原, 所以一般的可燒錄光碟片只能寫入一次, 之後就只能像普通光碟片一樣僅用於讀取資料。
不過還有一種可重複讀寫的光碟片, 將染料層的部分改為相變化型合金, 這種合金具有結晶與非結晶的型態, 燒錄機可以利用不同功率的雷射光改變其型態, 藉以記錄二進位的資料。

98 燒錄機的原理 可重複讀寫的光碟片依照規格不同, 分為 CD-RW、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW 等種類。
相變化最常見的例子就是水了！水有三態：固態、液態、氣態, 但不論如何改變型態, 其分子結構永遠都不會改變。

99 4-5 記憶卡、隨身碟與行動硬碟 本節將為您介紹記憶卡、隨身碟與行動硬碟等其他各式儲存裝置。

100 記憶卡 記憶卡利用 4-5 頁所介紹的快閃記憶體 (Flash Memory) 所製作而成的, 具備體積小、重量輕、攜帶方便的優點, 是多項電子裝置, 如數位相機、PDA 、手機等所使用的儲存配備。而且隨著技術的進步, 記憶卡的容量也逐漸推升到 2 GB 以上。 記憶卡的規格有不同的種類, 以下是常見的記憶卡：

101 記憶卡

102 記憶卡的讀取方式 將記憶卡內的資料輸入個人電腦的方式主要有兩種： 透過電子裝置：最直接的方式就是透過電子裝置的傳輸介面, 將資料輸入電腦。

103 記憶卡的讀取方式 使用讀卡機：顧名思義, 讀卡機便是專門用來讀取記憶卡的裝置。一般讀卡機可分為單槽或是多合一 2 種。單槽讀卡機只能存取特定記憶卡, 特點在於體積小、方便攜帶, 甚至可整合到其他周邊設備 (如滑鼠)；而多合一讀卡機則有 2 in 1、6 in 1...等多種, 可以同時存取多種記憶卡。

104 記憶卡的讀取方式

105 隨身碟 所謂的隨身碟, 是指可隨身攜帶的磁碟機, 與記憶卡相同, 其內部也是使用快閃記憶體儲存資料。
隨身碟具備了質量輕、體積小的特性 (大多約 20 公克), 甚至還可以掛在胸前, 輕鬆帶著走。

106 隨身碟 目前市面上的隨身碟產品非常多, 而名稱也紛亂雜陳, 例如快閃碟、拇指碟、大姆哥、碩碩碟、掌中碟...等。
不同廠牌的隨身碟造型不同, 體積也略有差別, 部分甚至附加了特殊的功能如密碼保護、資料加密、可開機等。

107 隨身碟

108 隨身碟 目前隨身碟都使用 USB 連接埠與電腦連接, 無論是桌上型個人電腦或筆記型電腦都有支援。

109 具備軟硬碟模式的隨身碟 有些隨身碟具備了軟硬碟模式開關, 具備此開關的產品, 其分割區有兩個磁區, 當您將開關撥至 USB FDD 模式時, 系統會將隨身碟識別成 1.44 MB USB 軟碟, 如果設定為 USB HDD 模式, 系統則會偵測到兩個磁碟機：一個是 USB 軟碟, 另一個則是卸除式磁碟。

110 具備軟硬碟模式的隨身碟 具備此開關的隨身碟, 通常都支援開機功能, 但這不代表沒有軟硬碟開關的產品就一定不能開機。

111 行動硬碟 顧名思義, 『行動硬碟』 是一台可隨身攜帶、輕巧方便、帶著就走的硬碟機；它就如同一部超大容量的隨身碟, 適合需要經常攜帶大量資料 (如影像、圖片、動畫) 的使用者。

112 行動硬碟

113 行動硬碟 行動硬碟是藉由一個 2.5 吋的外接式硬碟盒, 加上一顆 2.5 吋硬碟所組合而成。
其體積約為 2 個菸盒大, 略比一般 PDA 大些, 不論是放在公事包、行李袋、文件包裡, 都可以順利容納。

114 行動硬碟

115 行動硬碟 比起其他如隨身碟等儲存媒體, 行動硬碟具有單位儲存成本便宜的優勢, 目前一個 40 GB 的 2.5 吋行動硬碟價格大約為 5000 元, 平均每 MB 的單位成本約為 0.1 元, 對於需要攜帶大量資料的使用者來說, 可說是相當划算。

116 特 別 企 劃 新世代的藍光光碟 或許您會認為, DVD 具備的大容量已經足以應付資料儲存與備份的使用。
其實不然！目前廠商們為了讓影音品質再提升, 莫不致力於更高畫質的影像顯示、更有臨場感的音效呈現, 所以就必須耗費更大的儲存空間。 為了應付將來龐大的儲存容量需求, 採用『藍光』技術的藍光光碟就因此而誕生了。

117 特 別 企 劃 新世代的藍光光碟 目前 CD/DVD 所採用的雷射為波長 780 nm (奈米, 10-9 公尺) 與 650 nm 的紅色可見光, 故稱為紅光雷射, 而藍光光碟則改用波長更短、頻率更高的藍光雷射。藍光雷射產生的焦點面積只有紅光雷射的 19%, 在同樣大小的光碟面積上可以更密集地讀寫資料, 所以能夠有效地提升光碟的容量。 目前藍光光碟分成以下兩種規格：

118 特 別 企 劃 新世代的藍光光碟 Blu-ray Disc ROM (BD-ROM)
Blu-ray 藍光光碟是由 SONY 主導, 並在 Blu-ray Disc Founders group (BDF, 藍光碟片基金會) 組織下制定規格。 其採用 405 nm 的藍光雷射, 在僅 0.1 mm (毫米, 10-3 公尺) 厚度的基板上記錄資料, 單層容量有 25 GB、雙層則更高達 50 GB, 目前已應用在可錄式高畫質影片 (Recording HD Video) 與 HDTV 等家電影音上。

119 特 別 企 劃 新世代的藍光光碟

120 特 別 企 劃 新世代的藍光光碟 BDF 組織在 2004 年 10 月更名為 Blu-ray Disc Association (BDA, 藍光碟片協會), 以進一步推廣 Blu-ray Disc 的研發及製造。 BD-ROM 目前獲得了多家電影公司的支持, 此外 SONY 預定推出的 PS3 遊戲機, 也將採用 BD-ROM 光碟作為儲存媒體。

121 特 別 企 劃 新世代的藍光光碟 High-Definition DVD (HD-DVD)
原名為 AOD (Advanced Optical Disc, 先進光碟規格) 的 HD-DVD, 主要發起者為 Toshiba 公司與 NEC 公司, 同樣採用了 405 nm 的藍光雷射, 單層容量則可達 15 GB。 HD-DVD 標準起步較晚, 不過已獲得 DVD Forum (DVD 論壇) 支持, 並於 2004 年 6 月通過HD-DVD 1.0 的實體規格。微軟公司也公開宣佈, 將於下一代 Windows 作業系統 － Vista, 全面支援 HD-DVD 標準。

122 特 別 企 劃 新世代的藍光光碟 目前這兩大次世代藍光技術都剛剛推出, 兩陣營仍處於互相競爭的狀態, 最後的優劣勝敗還必須靜觀其變。