2.请解释一下记忆的发展过程？3.光纤的应用领域？

1.水银延迟线

水银延迟线是基于水银在室温下既是液体又是导体的事实，每一位数据都用机械波的波峰(1)和波谷(0)来表示。机械波从水银柱的一端开始，一定厚度的熔融金属水银通过一个振动膜片沿纵向从一端传到另一端，因此得名“水银延迟线”。在管子的另一端，一个传感器获得每一点信息，并将其反馈到起点。想象一下，水星获取并延迟这些数据，以便存储它们。这个过程是机械和电子的奇妙结合。缺点是由于环境条件的限制，这种记忆方法会受到各种环境因素的影响，不准确。

1950年，冯研制出世界上第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC？诺依曼博士领导了这项设计。它的主要特点是使用二进制，使用水银延迟线作为存储器，指令和程序可以存储在计算机中。

1951 3月，由ENIAC的主要设计者莫克利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-I投入使用。它不仅能做科学计算，还能做数据处理。

2.磁带

第一次，UNIVAC-我使用磁带驱动器作为外部存储器。首先采用奇偶校验方法和双运算电路提高了系统的可靠性，并首次进行了自动编程实验。

磁带是成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。它具有良好的互换性，易于储存。近年来，由于采用了纠错能力强的编码技术和读写能力强的通道技术，磁带存储的可靠性和读写速度都有了很大的提高。根据读写磁带的工作原理，可分为螺旋扫描技术、线性记录(数据流)技术、DLT技术和更先进的LTO技术。

根据读写磁带的工作原理，磁带机可分为六种规格。其中，两种螺旋扫描读写方式分别是针对工作组级别的DAT(4mm)磁带机和针对部门级别的8mm磁带机，另外四种是采用数据流存储技术设计的设备。分别是针对低端应用的单头读写方式、磁带宽度为1/4英寸的Travan和DC系列，以及针对高端应用的磁带宽度为1/2英寸的多头读写方式。

磁带库是一种基于磁带的备份系统，可以提供相同的基本自动备份和数据恢复功能，但同时具有更先进的技术特性。其存储容量可达数百PB，在驱动器管理软件的控制下，可实现连续备份、自动搜带、智能恢复、实时监控和统计。整个数据存储和备份过程完全无需人工干预。

磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面也有着无可比拟的优势。在网络系统中，磁带库可以通过SAN(存储区域网)系统组成网络存储系统，为企业存储提供了强有力的保障。通过磁带镜像技术可以轻松完成远程数据访问、数据存储备份或多磁带库备份，无疑是数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存储设备。

3.磁鼓

1953年，第一个磁鼓应用于IBM 701，作为内存使用。磁鼓利用涂在铝鼓表面的磁性材料来存储数据。滚筒高速旋转，所以存取速度快。它采用饱和磁记录，从固定磁头到浮动磁头，从磁胶到电镀连续磁介质。这些都为后来的磁盘存储奠定了基础。

磁鼓最大的缺点是利用率低。大圆柱体只有一个表层用于存储，而盘的两面都用于存储。显然利用率要高很多。所以盘面一出现，鼓就被淘汰了。

4.磁心

美国物理学家王安1950提出了利用磁性材料制作记忆的想法。阿甘把这个想法变成了现实。

为了实现磁芯存储，Forrest需要一种物质，这种物质应该有非常明确的磁化阈值。他从新泽西州一家生产电视机铁氧体转换器的公司找到了一位德国老陶瓷专家，利用熔融铁矿石和氧化物获得了特定的磁性。

清晰的磁化阈值是设计的关键。这种线的网格和线芯编织在金属网上，称为芯储。它的专利对计算机的发展非常重要。该方案可靠稳定。磁化是相对永久的，因此在系统电源关闭后，存储的数据仍然存在。由于磁场可以以电子的速度读取，这使得交互式计算成为可能。再者，因为是线栅，所以可以访问存储阵列的任何部分，即线栅的不同位置可以存储不同的数据，通过读取该位置的一串位就可以立即访问。这被称为随机存取存储器(RAM)，这是交互式计算的一个创新概念。福里斯特将这些专利转让给麻省理工学院，学院基于这些专利每年获得15万美元到2000万美元。

IBM是第一个获得这些专利许可的公司，IBM最终获得了在北美国防军事基地安装“旋风”的商业合同。更重要的是，从20世纪50年代开始，所有大中型计算机都采用了这种系统。磁心存储从五六十年代一直到七十年代初都是计算机主存的标准方式。

5.磁盘

世界上第一个硬盘存储器是IBM在1956年发明的，型号是IBM 350 Ramac(会计与控制的随机存取法)。这个系统的总容量只有5MB，使用了50个直径为24英寸的磁盘。1968年，IBM公司提出了“Winchester /Winchester”技术，其要点是将高速旋转的磁盘、磁头及其寻道机构密封在一个无尘的外壳中，形成头盘组件(HDA)，与外界环境隔绝，避免了粉尘污染。采用小型化、轻薄化的磁头滑块，磁盘表面涂有润滑剂，实现接触启停。1979年，IBM发明了薄膜磁头，进一步减轻了磁头的重量，使更快的访问速度和更高的存储密度成为可能。20世纪80年代末，IBM对磁盘技术做出了另一项重大贡献，发明了MR(磁阻)磁头，它在读取数据时对信号变化相当敏感，使磁盘的存储密度比以前提高了几十倍。1991年，IBM生产的3.5寸硬盘使用了MR磁头，使得硬盘容量首次达到1GB。从此，硬盘的容量进入了GB的量级。IBM还发明了PRML(部分响应最大似然)信号读取技术，大大提高了信号检测的灵敏度，从而大大提高了记录密度。

目前硬盘的面密度已经达到每平方英寸100Gb以上，是容量和性价比最大的存储设备。所以在计算机的外接存储设备中，近年来还没有其他的存储设备可以挑战它的霸主地位。硬盘不仅用于各种计算机和服务器，也是磁盘阵列和各种网络存储系统中的基本存储单元。值得注意的是，近年来微型硬盘的出现和快速发展为移动存储提供了理想的存储介质。在闪存芯片难以承担的大容量移动存储领域，微硬盘可以大显身手。目前硬盘尺寸为1寸，存储容量达到了4GB和10GB。1英寸硬盘也即将上市。微硬盘广泛应用于数码相机、MP3设备和各种手持电子设备中。

另一种磁盘存储设备是软盘，从早期的8寸软盘、5.25寸软盘到3.5寸软盘，主要用于数据交换和小容量备份。其中，3.5英寸1.44MB软盘占据了近20年的电脑标准配置地位，随后又出现了24MB、100MB、200MB的高密度过渡软盘和软驱产品。但由于USB接口闪存的出现，软盘作为数据交换和小容量备份的主导地位被动摇，即将退出历史舞台。

6.激光唱片

光盘主要分为只读光盘和读写光盘。只读型是指光盘上的内容是固定的，不能写入或修改，只能读取内容。读写型允许人们修改光盘的内容，可以擦除原来的内容，写入新的内容。微型计算机使用的主要有CD-ROM、CD-R/W和DVD-ROM。

20世纪60年代，荷兰飞利浦公司的研究人员开始使用激光束记录和重放信息。他们的研究在1972成功，在1978投放市场。最初的产品是众所周知的激光视盘(LD)系统。

从LD的诞生到电脑用CD-ROM，经历了LD-激光盘、CD-DA激光盘、CD-ROM三个阶段。下面简单介绍一下这三个阶段的产品特点。

LD-激光盘，俗称LCD，大直径12英寸，可以双面记录信息，但它记录的信号是模拟的。模拟信号的处理机理是指模拟电视图像信号和模拟声音信号都经过FM(调频)调频、线性叠加，然后限幅放大。削波信号由0.5微米宽的凹坑长度表示。

虽然CD-DA激光视盘LD是成功的，但由于事先没有统一的标准，其开发和生产从一开始就陷入了昂贵的资金投入。1982年，飞利浦和索尼制定了CD-DA激光视盘红皮书标准。于是，一种新型的CD诞生了。CD-DA激光盘的记录方法不同于LD系统。CD-DA激光光盘系统首先通过PCM(脉码调制)将模拟音频信号数字化，然后经过EMF (8 ~ 14位调制)编码后记录在光盘上。数字记录代替模拟记录的优点是，它对干扰和噪声不敏感，并且可以校正由磁盘本身的缺陷、划痕或污染引起的错误。

CD-DA系统成功后，飞利浦和索尼自然想到用CD-DA作为电脑的大容量只读存储器。但要将CD-DA作为计算机的存储器，必须解决两个重要问题，即建立适合计算机读写的数据结构，将CD-DA的错误率从现有的10-9降低到10-12以下，从而产生光盘黄皮书标准。该标准的核心思想是将磁盘上的数据以数据块的形式组织起来，每个块都必须有一个地址，这样才能从数百兆的存储空间中快速找到磁盘上的数据。为了降低误码率，采用了增加检错和纠错的方案。检错采用循环冗余检测码，即所谓的CRC，纠错采用Reed Solomon码。黄皮书确立了光盘的物理结构，为了使其在计算机上完全兼容，后来又制定了光盘的文件系统标准，即ISO 9660。

80年代中期，光盘发展很快，陆续推出了蜗盘、磁光盘(MO)、相变盘(PCD)等新品种。90年代，DVD-ROM、CD-R、CD-R/W开始出现并普及，现在已经成为电脑的标准存储设备。

光盘技术进一步向高密度发展，蓝光光盘是即将推出的下一代高密度光盘。实验室正在研究多层多层次光盘和全息存储光盘，预计五年内投放市场。

7.纳米存储

纳米是长度单位，符号为nm。1 nm =1 nm，长度约为10个原子。假设一根头发的直径为0.05 mm，在径向平均上分成5万根头发，每根头发的粗细约为1nm。与纳米存储相关的主要进展如下。

65438-0998年，美国明尼苏达大学和普林斯顿大学成功制备了量子盘，量子盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系。一个量子盘相当于我们现在的65438+10万~ 65438+10万个盘，但是能耗降低了65438+10万倍。

1988年，法国人首先发现巨磁电阻效应。到1997年，美国已经出了基于巨磁电阻原理的纳米结构器件，在磁存储、磁记忆、计算机读写头等方面有着广阔的应用前景。

2002年9月，美国威斯康星大学的研究团队宣布，他们通过在室温下操纵单个原子，研制出了一种原子级硅存储材料，其信息存储密度是目前光盘的654.38+0万倍。这是纳米存储材料技术研究的一大进步。根据发表在《纳米技术》杂志上的研究报告，这种新的存储材料是建立在硅材料的表面上的。研究人员首先在硅材料表面升华金，形成精确的原子轨道；然后升华硅元素，按照上面的原子轨道排列；最后，借助扫描隧道显微镜的探针，从这些排列整齐的硅原子中间隔提取出硅原子，被抽空的部分代表“0”，剩余的硅原子代表“1”，从而形成相当于计算机晶体管功能的原子级存储材料。整个实验研究是在室温下进行的。研究小组的负责人Helmsar教授说，在室温下一次操纵一批原子并不容易。更重要的是，存储材料中硅原子排列线的间距是一个原子大小。这就保证了记忆材料的原子级。Helmsar教授表示，新的硅存储材料与目前的硅存储材料具有相同的存储功能，但不同的是，前者是原子体积，由其制成的计算机存储材料更小、更致密。这将使未来的计算机小型化，存储信息的功能更加强大。

光纤应用:

计算机和微电子制造业

用于各种微电子制造工艺和数据存储处理。

。图像记录和打印

用于所有形式的图像处理和永久图像记录。

工业制造

用于传统工业制造和作为高功率二极管激光泵浦光源。

医学是用于医学诊断和治疗的

科学研究

用于科学研究，包括可调和窄带宽系统、超快和高能激光器以及高功率泵浦光源。

。沟通

用于通信市场的有源和无源光电产品。