小說博覽 第397章 超大容量和速度 文 / 瘋狂小強
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對於程序員來說，文件系統就是軟件問題，一個好的文件系統，可以給整個系統帶來非常大的性能優化。wndaws的文件系統最初是fat系列，例如fat16，fat32，後來又有一種升級型ntfs，而linux的文件系統是ext格式，它們的系統各有利弊，不過基本的原理相差不大。
文件系統中的數據，是保存在硬盤上的。
要想設計文件系統，必然和其存儲設備的物理硬件結構——硬盤密不可分。
在計算機的早期，是沒有硬盤這一結構的，對計算機編程，用的是打孔紙，將程序編製在打孔紙上，然後插入讀取設備，從其中過一遍，計算機就將程序給讀到了內存當中，然後再交給cpu去執行。
後來，盤式磁帶出現，對於計算機存儲設備來說，這是一個巨大的飛躍。一盤磁帶所能存儲的數據，甚至以gb為單位，並且數據極為可靠，至少可以保存二十年以上，立刻成為unix系列主機數據備份的主要存儲設備。
磁帶作為存儲設備存活了一段很長的時間，並且出現了多種不同的格式，例如qic、dlt、slr等。
1953年的時候，ibm701計算機用了一種新的存儲器——磁鼓，利用鋁鼓筒表面塗覆的磁性材料來存儲數據。由於鼓筒旋轉速度很高，囡此存取速度快·它是作為內存儲器使用的
磁鼓的出現，給磁盤打下了重要的技術基礎。
在磁盤出現以前，還有一種過渡的存儲設備，那便是磁芯。這是由美國物理學家王安1950年提出的利用磁性材料製造存儲器的思想，然後福雷斯特則將這一思想變成了現實。磁芯存儲從20世紀50年代、60年代，直至70年代初·一直是計算機主存的標準方式。
七十年代初期，軟盤作為便捷的存儲設備也出現在大家的眼中，這其實是ibm存儲設備部門研發新的磁帶設備無果之後的產物，由於其便捷性，後來軟盤和軟驅，成為了微型電腦的標準配置·直到現在·軟盤也還在廣泛使用。
實際上，早在1956年，世界第一台機械硬盤存儲器就已經由ibm公司發明，其型號為ibm350ramac.這套系統的總容量只有5mb，共使用了50個直徑為24英吋的磁盤·其體積有兩個冰箱的大小，真是一個龐然大物。
沒錯，又是ibm，這個公司的確是一個非常偉大的公司，給計算機的發展帶來極為深遠的影響，可以說·如果沒有ibm，計算機要想達到今天這個水平，可能還要一段很長的時間。
相對於當時已經比較流行的磁帶、磁鼓和磁芯技術，這個龐大的硬盤簡直就像是一個玩具，一個笨重的原始恐龍，但是其所使用的技術，卻又是一個飛躍。
在計算機的歷史上·所有設備都基本遵循一個由大到小的原則，首先是科學家們將設備的原型給做出來，證明其可行性，然後再針對這個原型不斷地進行優化，微型化·最終進入實用階段。
機械硬盤的結構大致是由磁盤和磁頭組成的，磁盤不斷地旋轉·磁頭不動的話，就能夠在盤面上畫出一個肉眼看不見的磁道，磁盤上的信息便是沿著這樣的軌道存放的，而磁頭讀取上面的技術，便是磁阻和巨磁阻技術，其靈敏度的提升，直接引起了機械硬盤存儲容量的提升。
林鴻要想實現存儲設備，自然是無法在大腦裡面製造出一個告訴旋轉的磁盤結構的，也無法製造出超級靈敏可以隨時進行尋址的磁
不過，這也沒關係，除了機械硬盤，還有一種硬盤，即固態硬盤。這是一種由控制單元和存儲單元組成的硬盤，簡單的說就是用固態電子存儲芯片陣列而製成的硬盤。這種硬盤，實際上在八十年代末就已經出現，不過由於各種原因，至今還停留在實驗室中，並沒有得到普及和商業化。
固態硬盤又分為兩種，一種是採用flash芯片作為存儲介質，不需要電源也能保存數據。另外一種，則是基於dram必須專用的電源保護數據安全。這兩種技術，說白了，就是之前的rom存儲技術和內存技術的進一步升級，將其容量擴大而已。
固態硬盤的特點，就是存取速度快，其速度可以和內存相媲美，其速度便可想而知。美中不足的是，其製造成本也非常的高，比機械硬盤要高多了，其商業化進程非常緩慢。
林鴻對這些新技術非常關注，他的興趣之一，就是瞭解和研究這些還停留在實驗室當中的高端技術。因為，這些技術代表了未來的發展方向，按照電子行業的發展速度，這些東西，在未來的五至十年之內，都很有可能會變為現實。
林鴻在自己的「天眼」裡面製造不出機械硬盤，卻是可以製造出固態硬盤，其製造過程，實際上和製造其他硬件結構相差不大，甚至還要更為簡單一些，因為這些結構，基本都是一樣的，像平原一樣平坦，一望無垠。
林鴻估算了一下，使用開關蛋白代替flash芯片的話，其硬盤密度可以超過tb平方英吋，1tb也就是1000gb，這個容量，相對於現在的硬盤存儲設備來說，是相當驚人的，因為現在停留在實驗室階段的硬盤密度，最大也維持在100gb平凡英吋的水平，只相當於幾十分之一。
並且，這個存儲結構，不但可以作為硬盤使用，也可以作為內存使用。
因為其數據讀寫速度非常快，機械硬盤根本無法和其相比。因為固態硬盤並沒有磁頭，並不需要消耗尋址的時間，直接就是信號的光速傳遞，現在實驗室的那些內存的存取時間，大概在8納秒左右，而大腦裡面的傳輸速度要遠遠低於這個速度，據林鴻的估算，只相當於百分之幾。
由於生物結構的特殊性，林鴻在構造存儲硬盤的時候，並不需要像傳統固態硬盤製造那樣，使用扁平的結構，而是可以使用立體的方式，將整個硬盤給捲曲起來，形成一個立體的結構，這樣一來，其所佔體積，就相當小，完全可以滿足他的需求。
他要想將文件系統構造出來，就必須先將這個硬件結構給製造出來。
由於有了時序電路的輔助，他現在對開關蛋白的操作比之前的效率要高很多。
林鴻先是花了幾個小時的時間，先製造出了一小塊的存儲區域，作為內存結構使用，然後開始開始往裡面寫入最原始的指令代碼，其功能非常簡單，就是按照順序不斷地生成開關蛋白並且初始化。