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完全同样的优盘。一个装32G文件,一个空的,前者会不会比后者“重”?你怎么看?
电子,数据,重量完全同样的优盘。一个装32G文件,一个空的,前者会不会比后者“重”?你怎么看?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
完全同样的优盘。一个装32G文件,一个空的,前者会不会比后者“重”?你怎么看?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
很乐意回答这个问题。能提出这个问题,想必您是个很讲科学的人。下面我们进入正题。
两个完全相同的U盘,存入数据后,质量会增加吗?
要搞清楚这个问题,我们必须先明白一个问题,那就是数据存储的原理。
U盘数据存储后会发生什么变化?原理是什么?
优盘的闪存介质,与笔记本和台式机的机械硬盘的工作原理是不一样的。
闪存存储数据的过程,就是通过俘获电子区分1和0,虽然电子的数量不会改变,但是一旦它们被俘获(或者数据被储存),它们就有了更高的能量等级。
电子数据有质(重)量吗?
电子数据确实是有重量的,只是这种数值小得可以几乎忽略不计。
1. 2011年,一位英国数学家根据单个电子的重量和因特网电子的数量,计算出整个因特网重量约为50克,仅等同于一颗草莓。而美国加州大学计算机科学家约翰·库比亚托维奇教授根据爱因斯坦著名的质能方程E=mc^2计算出,一台4GB的Kindle(电子书设备)装满电子书数据后,它的质量增量是10的18次方分之一克,即0.000000000000000001g。
2. 加州大学伯克利分校的计算机科学家John D. Kubiatowicz也解释说,一个字节的数据确实会有重量,虽然极其微小——大约是1阿克,也就是1克的1/10^30。
那么,回到我们的问题——
存储数据后存储介质会变重吗?
存储32G的电子数据的优盘是否重变重了呢?
答案是——确确实实、实实在在地变重了,这点是毫无疑问的。
说到这里,可能有人要问了,那我是否能感觉到这点变化呢?这个真有点悬。因为那么一丁点的质量变化,哪怕你使用的是比较精密的称量仪器也恐怕真正测出来质量差异。
换句话说,即便你以非常快的速率不断存储电子数据,尽管每字节都在增加着质量,但是距离你能感觉到还远太多太多了……^_^
以上就是我的回答,希望能对你有所帮助。
回答于 2019-09-11 08:43:50
U盘存储了文件后,因为锁住了很多的电子(但要记住,是0变多了,而不是1),所以变重了。但是这些重量人是无法感知的,目前也没有没有仪器可测量这点重量的。
U盘的存储原理
(闪存的存储原理源自“回形针”,鸣谢。)
U盘的存储过程是通过改变基本存储单元(浮栅晶体管)中的电子数量来表示0和1。其中的浮栅极被二氧化硅包裹,和上下绝缘,在断电时也能够保存电子,当电子数量高于一个中间值就表示 0 ,低于中间值就表示 1 。
晶体管每次写入数据前都要先擦除,在 P 极上加一个电压,浮栅中原有的电子会因为量子隧穿效应通过绝缘层被吸出来,让浮栅中的电子数量低于中间值,还原成 1 ;
如果要写入 0 ,就在控制极加一个电压,让电子穿过绝缘层再注回浮栅,使电子数量高于中间值,表示 0 。
但在读取时,闪存无法直接得知浮栅中有多少电子,只能曲线救国。
我们首先要知道,往控制极加一定大小的电压,会导通这两个 N 极。控制极上的电压越大,N 极间的电流也越大。
然而,存储 0 的浮栅,相比存储 1 的浮栅,有更多的电子,会抵消控制极上的电压,所以控制极需要更大的电压才能导通两个 N 极。
因此,当我们不知道浮栅中有多少电子时,就可以往控制极加一个中间值电压,如果两个 N 极导通,就能反推出浮栅中的电子较少,识别为 1;如果没有导通,就说明浮栅中的电子较多,识别为 0 。
传统的单阶存储单元 SLC ,电子数量只有两种状态,只能保存一比特的数据。而多阶存储单元 MLC、TLC 和 QLC ,它们的电子数量有 4~16 种状态,一个单元可保存 2~4 比特。
多阶存储单元大大降低了固态硬盘单位容量的成本,但也影响了硬盘寿命和性能。
晶体管擦写数据时,二氧化硅绝缘层会困住一部分电子,这些电子的累积会逐渐抵消控制极上的电压,使得控制极为了导通两个 N 极所需的电压越来越大,当这个偏移超过中间值,那么读取时也就无法分辨 0 和 1 。
而多阶存储单元由于不同状态之间分得非常细,也就更容易受这种偏移的影响,所以从 SLC 到 QLC ,它们总的擦写次数呈几何级数递减。
闪存储存的数据通常在断电一年后就会因浮栅内的电子衰减而慢慢丢失数据。
电子有重量吗?
根据粒子物理学的标准模型,电子是基本粒子,凡是自旋为半奇数的基本粒子都是费米子,电子是费米子,因为电子的自旋是1/2,费米子又分为轻子与重子两种,它们的主要不同之处是轻子不涉及强相互作用,因此,电子是轻子。在所有带电的轻子中,电子的质量最小,属于第一代基本粒子。
电子的质量大约为9.109 × 10^(−31)kg或5.489 × 10^(−4)amu。
电子是有重量的,只是我们人无法感知,就算捕获了一亿个电子,我们的测量仪器还没有这种灵敏度。其他的干扰因素,如风吹啊,灰尘啊等等带来的影响就比这增加的一点点质量要高得多。
所以,U盘存了数据后,电子多了,实际就更重了,但这点重量是没法测量,可以忽略不计。
以上个人浅见,欢迎批评指正。喜欢的可以关注我,谢谢!
认同我的看法的请点个赞再走,再次感谢!
回答于 2019-09-11 08:43:50
很高兴能回到你的问题!
U盘属于闪存存储介质,集磁盘存储技术百、闪存技术及通用串行总线技术于一体。
U盘是USB(universal serial bus)盘的简称,据谐音也称“优盘”。U盘是闪存的一种,故有时也称作闪盘。
U盘集磁盘存储技术、闪存技术及通用串行总线技术于一体。USB的端口连接电脑,是数据输入/输出的通道;主控芯片使计算机将U盘识别为可移动磁盘,是U盘的“大脑”;U盘Flash(闪存)芯片保存数据,与计算机的内存不同,即使在断电后数据也不会丢失;PCB底板将各部件连接在一起,并提供数据处理的平台。
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