読書（コンピュータ）

読み取りは、コンピュータが実行するアクションであり、ソースからデータを取得し、それを揮発性メモリに配置して処理します。コンピュータは、磁気ストレージ、インターネット、オーディオおよびビデオ入力ポートなど、さまざまなソースから情報を読み取ることができます。読み取りは、チューリング マシンのコア機能の 1 つです。

読み取りサイクルとは、1 単位の情報 (バイトなど) を読み取る動作です。読み取りチャネルは、物理的な磁束の変化を抽象的なビットに変換する電気回路です。読み取りエラーは、ほこりや汚れがドライブに入るなど、何らかの理由でプロセスの物理的な部分に障害が発生したときに発生します。

たとえば、コンピュータはフロッピー ディスクから情報を読み取り、それをランダム アクセス メモリに一時的に保存してから、後で処理するために ハード ドライブに書き込むことがあります。

相補型金属酸化膜半導体（CMOS）は不揮発性媒体である。^[1]これは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、スタティックRAM、およびその他のデジタルロジック回路で使用されます。メモリは、p型およびn型の金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）の組み合わせを使用して読み取られます。CMOSロジックでは、n型MOSFETの集合が、出力ノードと、多くの場合グランド電位であるV _ssと呼ばれる低 電圧電源レールとの間のプルダウンネットワーク内に配置されます。CMOS回路への入力をアサートまたはデアサートすることで、プルアップおよびプルダウンネットワークに沿った個々のトランジスタが電流を伝導および抵抗し、出力ノードから電圧レールの1つに接続する目的のパスが生成されます。

フラッシュ メモリは、フローティング ゲート トランジスタで作られたメモリ セルの配列に情報を保存します。フラッシュ メモリは、NOR ロジックまたは NAND ロジックのいずれかを使用します。

NOR ゲートフラッシュでは、各セルは標準のMOSFETに似ていますが、トランジスタのゲートが 1 つではなく 2 つある点が異なります。他の MOS トランジスタと同様に、上部には制御ゲート (CG) がありますが、その下には、周囲全体が酸化物層で絶縁されたフローティング ゲート (FG) があります。FG は CG と MOSFET チャネルの間に介在しており、FG は絶縁層によって電気的に絶縁されているため、FG上に置かれた電子はそこに閉じ込められ、通常の状態では何年も放電しません。MOSFET チャネルに電流が流れると、バイナリ コードが生成され、保存されたデータが再現されます。

NAND ゲートフラッシュは、書き込みにトンネル注入を利用し、消去にトンネル解放を利用します。NAND フラッシュ メモリは、 USB フラッシュ ドライブと呼ばれる取り外し可能なUSBストレージ デバイスや、現在利用可能なほとんどのメモリ カードフォーマットの中核を形成します。

磁気媒体は、磁気テープ、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクなどに使用されています。この媒体は、磁化可能な材料のさまざまな磁化パターンを使用してデータを保存するもので、不揮発性メモリの一種です。磁気記憶媒体は、シーケンシャル アクセス メモリまたはランダム アクセス メモリのいずれかに分類できます。

磁気コア メモリは、硬質磁性材料 (通常は半硬質フェライト) のトロイド (リング) を変圧器のコアとして使用します。コアに通された各ワイヤは変圧器の巻線として機能します。各コアには 2 本以上のワイヤが通っています。磁気ヒステリシスにより、各コアに状態を保存できます。

機械的な媒体は、最も古い計算方法の 1 つを利用しており、大部分が時代遅れになっています。メモリの保存とそれに続くコンピュータによる読み取りの最も古い既知の方法は、ダイヤル インジケータを回転させる 30 を超える歯車を使用するアンティキティラ島の機械(紀元前100 ～ 150年頃) です。アンティキティラ島の機械に倣って、アレクサンドリアのヘロン(紀元後 10 ～ 70 年頃)は、ロープ、結び目、および回転する円筒形の歯車で操作される単純な機械のバイナリのようなシステムで駆動する、ほぼ 10 分間の完全に機械的な演劇を設計しました。

パンチカードは、 1900 年から 1950 年にかけてコンピューターでよく使われた記憶媒体です。情報は、カードの穴を識別する方法で読み取られました。

光ディスクとは、通常はポリカーボネート製の、不揮発性の平らな円形のディスクを指します。データは、ディスク表面全体を覆う、最も内側のトラックから最も外側のトラックまで伸びる連続した螺旋状のトラックに順番に配置されたピットまたはバンプに保存されます。データはレーザーによって読み取られます。レーザーがピットに入ると、レーザーの焦点が変更され、リーダーのソフトウェアによって相互浸透されます。

ランダム アクセス メモリ(RAM) は、コンピューター データ ストレージの形式です。ランダム アクセス デバイスを使用すると、保存されたデータに任意の順序で直接アクセスできます。対照的に、ハード ディスク、CD、DVD、磁気テープなどの他のデータ ストレージ メディアや、ドラム メモリなどの初期のプライマリ メモリ タイプは、機械設計上の制限により、事前に決められた順序でのみ連続的にデータを読み書きします。したがって、特定のデータ位置にアクセスする時間は、その物理的な位置によって大きく異なります。今日、ランダム アクセス メモリは集積回路の形をとっています。厳密に言えば、DRAM/RAM という名前が定着していますが、最新のタイプの DRAM はランダム アクセスではありません。データはバーストで読み取られます。ただし、多くのタイプの SRAM、ROM、OTP、および NOR フラッシュは、厳密な意味でも依然としてランダム アクセスです。RAM は通常、揮発性タイプのメモリ (DRAM メモリ モジュールなど) に関連付けられており、電源が切断されると保存された情報が失われます。他の多くのタイプの不揮発性メモリも RAM であり、ほとんどのタイプの ROM や NOR フラッシュと呼ばれるタイプのフラッシュ メモリが含まれます。市場に登場した最初の RAM モジュールは 1951 年に作成され、1960 年代後半から 1970 年代前半まで販売されました。

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