记忆是人脑对经验过事物的识记、保持、再现或再认,它是进行思维、想象等高级心理活动的基础。人类记忆与大脑海马结构、大脑内部的化学成分变化有关 。记忆作为一种基本的心理过程,是和其他心理活动密切联系着的。记忆联结着人的心理活动,是人们学习、工作和生活的基本机能。把抽象无序转变成形象有序的过程就是记忆的关键。

关于记忆的研究属于心理学或脑部科学的范畴。现代人类对记忆的研究仍在继续,尽管当今的科学技术已经有了长足的发展。运用那些经过实践后能有效提高记忆力的方法、技巧,可以使之更好地服务于人类的工作、生活、学习中。

研究历史

公元前6世纪,古希腊人帕蒙尼德认为,人的记忆是由明暗(或冷热)两种物质构成的混合体,只要混合体没有受到干扰,记忆就是完整的,一旦混合体发生变化就会出现遗忘现象。

在记忆问题上提出重要概念的第一人是公元前4世纪的思想家柏拉图。他的理论被称为"蜡板假说"。他认为,人对事物获得印象,就象有棱角的硬物放在蜡版上所留下的印记一样。人对事物获得了印象之后,随着时间的推移该印象将缓慢的淡薄下去乃至完全消失。这就象蜡版表面逐渐恢复了光滑一样。所谓"光滑的蜡版"相当于完全遗忘。这种学说虽然也不完善准确,但还是影响了许多人 。

一直到公元17世纪,记忆研究几乎没有什么大的进展。17世纪中叶,英国出现了以霍布斯、洛克为代表的"联想主义"心理学派。霍布斯对记忆现象做了唯物主义的分析;洛克则在欧洲心理学史上第一次提出了重要的记忆现象--"联想"一词,此后"联想"便成了专门的术语了 。

第一个在心理学史上对记忆进行系统实验的是德国著名心理学家艾宾浩斯。他对记忆研究的主要贡献一是对记忆进行严格数量化的测定,二是对记忆的保持规律作了重要研究并绘制出了著名的“艾宾浩斯记忆遗忘曲线”1885年他出版了《论记忆》一书。从此,记忆成了心理学研究的重要领域。

第二次世界大战后,特别是60年代以来,记忆研究越来越得到人们的重视。美国、英国、日本、苏联等国家或设立记忆法专科学校,或开办函授教学,开始对人们进行增进记忆的普及教育。


种类


按内容

根据记忆的内容,可以把记忆分成四种:

1.形象记忆

以感知过的事物形象为内容的记忆叫形象记忆。这些具体形象可以是视觉的,也可以是听觉的、嗅觉的、触觉的或味觉的形象,如人们对看过的一幅画,听过的一首乐曲的记忆就是形象记忆。这类记忆的显著特点是保存事物的感性特征,具有典型的直观性 。

2.情绪记忆

是以过去体验过的情绪或情感为内容的记忆 。如学生对接到大学录取通知书时的愉快心情的记忆等。人们在认识事物或与人交往的过程中,总会带有一定的情绪色彩或情感内容,这些情绪或情感也作为记忆的内容而被存贮进大脑,成为人的心理内容的一部分。情绪记忆往往是一次形成而经久不忘的,对人的行为具有较大的影响作用。如教师对某个学生的第一印象会在很大程度上影响对该生的态度、行为,就是因为这一印象是与情绪相连的 。情绪记忆的映象有时比其他形式的记忆映象更持久,即使人们对引起某种情绪体验的事实早已忘记,但情绪体验仍然保持着。

3.逻辑记忆

是以思想、概念或命题等形式为内容的记忆。如对数学定理、公式、哲学命题等内容的记忆。这类记忆是以抽象逻辑思维为基础的,具有概括性、理解性和逻辑性等特点。

4.动作记忆(运动记忆)

是以人们过去的操作性行为为内容的记忆。凡是人们头脑里所保持的做过的动作及动作模式,都属于动作记忆。如上体育课时的体操动作、武术套路,上实验课时的操作过程等都会在头脑中留下一定的痕迹。这类记忆对于人们动作的连贯性、精确性等具有重要意义,是动作技能形成的基础 。

以上四种记忆形式既有区别,又紧密联系在一起。如动作记忆中具有鲜明的形象性。逻辑记忆如果没有情绪记忆,其内容是很难长久保持的。

按保存时间

1.瞬时记忆

瞬时记忆又叫感觉记忆,这种记忆是指作用于人们的剌激停止后,剌激信息在感觉通道内的短暂保留。信息的保存时间很短,一般在0、25~2秒之间。瞬时记忆的内容只有经过注意才能被意识到,进入短时记忆 。

2.短时记忆

短时记忆是保持时间大约在1分钟之内的记忆。据L·R·彼得逊和M·J·彼得逊的实验研究,在没有复述的情况下,18秒后回忆的正确率就下降到10%左右。如不经复述大约在1分钟之内就会衰退或消失。有人认为,短时记忆也是工作记忆,是一种为当前动作而服务的记忆,即人在工作状态下所需记忆内容的短暂提取与保留。

短时记忆有三个特点:

  1. 记忆容量有限,据米勒的研究为7±2个组块。“组块”就是记忆单位,组块的大小因人的知识经验等的不同而有所不同。组块可以是一个字、一个词、一个数字,也可以是一个短语、句子、字表等。

  2. 短时记忆以听觉编码为主,兼有视觉编码。

  3. 短时记忆的内容一般要经过复述才能进入长时记忆。

3.长时记忆

记忆的三级信息加工模式图

长时记忆指信息经过充分的和有一定深度的加工后,在头脑中长时间保留下来的记忆。从时间上看,凡是在头脑中保留时间超过1分钟的记忆都是长时记忆。长时记忆的容量很大,所存贮的信息也都经过意义编码。我们平时常说的记忆好坏,主要是指长时记忆 。

瞬时记忆系统、短时记忆系统和长时记忆系统虽各有自己的对信息加工的特点,但从时间衔接看是连续的,关系也是很密切的 。


表象


表象是头脑里所保存的过去感知过的事物再现出来的形象。由于表象是记忆的重要内容和形式,因此表象又叫记忆表象 。表象一般是在感知的基础上形成的,由于起主要作用的感觉器官不同,可以把表象分为视觉表象、听觉表象、触觉表象、运动表象等不同类型。表象虽然是在感知基础上形成的,但它实际上又摆脱了感知的局限,有自己的明显的特点 。

表象是学生学习的基础。学生必须广泛地运用记忆表象才能理解和获得知识,才能在学习中不断前进和提高,反之,则会造成学习落后。据研究,有许多学习成绩差的学生就是由于缺乏观察能力,头脑里存贮表象太少的缘故 。

形象性(直观性)

指头脑里保持的表象是以生动具体的形象的形式出现的,并和过去感知时有一定的相似之处的特性。由于表象在头脑里存在着加工过程,因此,表象所具有的形象性与感知形象也是有差异的。这些差异主要表现在:

  1. 表象没有感知形象鲜明、具体、生动,具有暗淡性、模糊性。

  2. 表象不如感知形象完整,具有片断性、零碎性。

  3. 表象不如感知形象稳定,具有动摇性、可变性 。

比如站在天安门广场上看到的天安门形象是具体的是具体的、完整的、稳定的,而当回忆天安门的时候,头脑中所出现的表象,其清晰性、完整性等各方面就比较差。

概括性

指表象所反映的事物形象,不是某一具体事物或其个别特点,而是一类事物所共有的特点,是一种类化了的事物形象。这一点也是表象与感知形象的又一区别。如我们看到的粉笔的形象是具体的,但在回忆粉笔时,它的形象总是具有粉笔所共有的特点,是“粉笔”这一类事物形象的概括。但表象的概括与思维的概括是不同的,表象是对一类事物的形象概括,而思维的概括则是对事物的本质、规律的概括,一般是抽象的概括。

表象是一种重要的心理现象,其意义主要表现在:

记忆表象是记忆的重要内容与形式。人们头脑里所贮存的知识经验不外乎两种形式:一是表象的形式,一是语言形式。据研究推测,这两种形式的比例约为1000:1。丰富的表象储存,是人们理解抽象事物的基础,也是人们在处理日常事务时重要的心理依据。

记忆表象是人们认识发展链上的中间环节,是从感知觉向思维过渡的桥梁。通过在头脑中对表象进行分析加工,才能获得对事物的理性认识  。

再认和回忆

再认

再认是过去经历的事物重新出现时,能够被识别和确认的心理过程。在再认过程中,不同的人对不同的材料的再认速度是不一样的,这和影响再认的因素有关。这些因素是:

  1. 原有经验的巩固程度。如果过去经验很清晰、准确地被保持,当再次出现时,一般能迅速、准确地予以确认。如果过去经验已经发生了泛化现象,就容易发生再认错误 。

  2. 原有事物与重新出现时的相似程度。相似程度越高,再认越迅速、准确相似性越差,再认越困难、缓慢,出现再认错误的可能性越大 。

  3. 个性特征。个性特征不同,人的心理活动速度和行为反应的快慢也不同。心理学家曾通过实验证实,独立性强的人和依附性强的人的再认有明显的差异。当再认出现困难时,人们常常要寻找再认的线索,通过线索达到对事物的再认。线索是再认的支点,如对久别重逢的朋友的再认一般要以身体的某些特征作为再认的线索  。

回忆

回忆是在一定诱因的作用下,过去经历的事物在头脑中的再现过程。如在回答教师的提问时,学生要把头脑中所保持的与该问题有关的知识提取出来,这种提取过程就是回忆  。

回忆可以分为两大类:根据有无目的性可以把回忆分为有意回忆和无意回忆。有意回忆是在预定目的的作用下对过去经验的回忆。如对考试内容的回忆。无意回忆是没有预定目的,自然而然发生的回忆。如触景生情等。根据有无中介因素参与回忆过程可把回忆分为直接回忆和间接回忆。直接回忆是由当前事物直接唤起的对旧经验的回忆。间接回忆是借助中介因素而进行的回忆。从难度上看,间接回忆比直接回忆难度要大

识记

识记是指通过对事物的特征进行区分、认识并在头脑中留下一定印象的过程。对事物的识记有些通过一次感知后就能达到,而大部分内容则需要通过反复感知,使新的信息与人已有的知识结构形成联系。识记作为记忆过程的第一环节,对记忆效果的好坏具有非常重要的影响作用。因此,了解、掌握识记规律,有助于改善记忆。根据识记是否有目的,可以把识记分无意、有意为两种。根据识记时对材料是否理解,可以把识记分为机械、理解两种。


记忆的概念


记忆的基本过程是由识记、保持、回忆和再认三个环节组成的。识记是记忆过程的开端,是对事物的识别和记住,并形成一定印象的过程。保持是对识记内容的一种强化过程,使之能更好地成为人的经验。回忆和再认是对过去经验的两种不同再现形式。记忆过程中的这三个环节是相互联系、相互制约的。识记是保持的前提,没有保持也就没有回忆和再认,而回忆和再认又是检验识记和保持效果好坏的指标。由此看来,记忆的这三个环节缺一不可。记忆的基本过程也可简单的分成“记”和“忆”的过程,“记”包括识记、保持,“忆”包括回忆和再认。

信息加工理论认为,记忆过程就是对输入信息的编码、存储和提取过程。只有经过编码的信息才能被记住,编码就是对已输入的信息进行加工、改造的过程,编码是整个记忆过程的关键阶段。


数据存储


数据存储是数据流在加工过程中产生的临时文件或加工过程中需要查找的信息、数据以某种格式记录在计算机内部或外部存储介质上。数据存储要命名,这种命名要反映信息特征的组成含义。数据流反映了系统中流动的数据,表现出动态数据的特征;数据存储反映系统中静止的数据,表现出静态数据的特征。


三种常见存储方式 DAS、NAS和SAN


DAS

DAS(Direct Attached Storage)直接附加存储

DAS架构

DAS这种存储方式与我们普通的PC存储架构一样,外部存储设备都是直接挂接在服务器内部总线上,数据存储设备是整个服务器结构的一部分。

DAS存储方式主要适用以下环境:

(1)小型网络

因为网络规模较小,数据存储量小,而且也不是很复杂,采用这种存储方式对服务器的影响不会很大。并且这种存储方式也十分经济,适合拥有小型网络的企业用户。

(2)地理位置分散的网络

虽然企业总体网络规模较大,但在地理分布上很分散,通过SAN或NAS在它们之间进行互联非常困难,此时各分支机构的服务器也可采用DAS存储方式,这样可以降低成本。

(3)特殊应用服务器

在一些特殊应用服务器上,如微软的集群服务器或某些数据库使用的原始分区,均要求存储设备直接连接到应用服务器。

(4)提高DAS存储性能

在服务器与存储的各种连接方式中,DAS曾被认为是一种低效率的结构,而且也不方便进行数据保护。直连存储无法共享,因此经常出现的情况是某台服务器的存储空间不足,而其他一些服务器却有大量的存储空间处于闲置状态却无法利用。如果存储不能共享,也就谈不上容量分配与使用需求之间的平衡。

DAS结构下的数据保护流程相对复杂,如果做网络备份,那么每台服务器都必须单独进行备份,而且所有的数据流都要通过网络传输。如果不做网络备份,那么就要为每台服务器都配一套备份软件和磁带设备,所以说备份流程的复杂度会大大增加。

想要拥有高可用性的DAS存储,就要首先能够降低解决方案的成本,例如:LSI的12Gb/s SAS,在它有DAS直联存储,通过DAS能够很好的为大型数据中心提供支持。对于大型的数据中心、云计算、存储和大数据,所有这一切都对DAS存储性能提出了更高的要求,云和企业数据中心数据的爆炸性增长也推动了市场对于可支持更高速数据访问的高性能存储接口的需求,因而LSI 12Gb/s SAS正好是能够满足这种性能增长的要求,它可以提供更高的IOPS和更高的吞吐能力,12Gb/s SAS提高了更高的写入的性能,并且提高了RAID的整个综合性能。

与直连存储架构相比,共享式的存储架构,比如SAN(storage-area network)或者NAS(network-attached storage)都可以较好的解决以上问题。于是乎我们看到DAS被淘汰的进程越来越快了。可是到目前为止,DAS仍然是服务器与存储连接的一种常用的模式。事实上,DAS不但没有被淘汰,近几年似乎还有回潮的趋势。

NAS

NAS(Network Attached Storage)网络附加存储

NAS的存储架构

NAS方式则全面改进了以前低效的DAS存储方式。它采用独立于服务器,单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器来连接所存储设备,自形成一个网络。这样数据存储就不再是服务器的附属,而是作为独立网络节点而存在于网络之中,可由所有的网络用户共享。

NAS的优点:

(1)真正的即插即用

NAS是独立的存储节点存在于网络之中,与用户的操作系统平台无关,真正的即插即用。

(2)存储部署简单

NAS不依赖通用的操作系统,而是采用一个面向用户设计的,专门用于数据存储的简化操作系统,内置了与网络连接所需要的协议,因此使整个系统的管理和设置较为简单。

(3)存储设备位置非常灵活

(4)管理容易且成本低

NAS数据存储方式是基于现有的企业Ethernet而设计的,按照TCP/IP协议进行通信,以文件的I/O方式进行数据传输。

NAS的缺点:

(1)存储性能较低 (2)可靠度不高

SAN

SAN(Storage Area Network)存储区域网络

san架构

1991年,IBM公司在S/390服务器中推出了ESCON(Enterprise System Connection)技术。它是基于光纤介质,最大传输速率达17MB/s的服务器访问存储器的一种连接方式。在此基础上,进一步推出了功能更强的ESCON Director(FC SWitch),构建了一套最原始的SAN系统。

SAN存储方式创造了存储的网络化。存储网络化顺应了计算机服务器体系结构网络化的趋势。FC-SAN的支撑技术是光纤通道(FC Fiber Channel)技术。它是ANSI为网络和通道I/O接口建立的一个标准集成。FC技术支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多种高级协议,其最大特性是将网络和设备的通信协议与传输物理介质隔离开,这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送。当然SAN也可以使用IP通道进行部署---IP-SAN。

FC-SAN的硬件基础设施是光纤通道,用光纤通道构建的SAN由以下三个部分组成:

(1)存储和备份设备:包括磁带、磁盘和光盘库等。

(2)光纤通道网络连接部件:包括主机总线适配卡驱动程序、光缆、集线器交换机、光纤通道和SCSI间的桥接器

(3)应用和管理软件:包括备份软件、存储资源管理软件和存储设备管理软件。

FC-SAN的优势:

(1)网络部署容易;

(2)高速存储性能。因为SAN采用了光纤通道技术,所以它具有更高的存储带宽,存储性能明显提高。SAn的光纤通道使用全双工串行通信原理传输数据,传输速率高达1062.5Mb/s。

(3)良好的扩展能力。由于SAN采用了网络结构,扩展能力更强。光纤接口提供了10公里的连接距离,这使得实现物理上分离,不在本地机房的存储变得非常容易。


存储方式比较


DASNASSAN三种存储方式比较

存储应用最大的特点是没有标准的体系结构,这三种存储方式共存,互相补充,已经很好满足企业信息化应用。

从连接方式上对比,DAS采用了存储设备直接连接应用服务器,具有一定的灵活性和限制性;NAS通过网络(TCP/IP,ATM,FDDI)技术连接存储设备和应用服务器,存储设备位置灵活,随着万兆网的出现,传输速率有了很大的提高;FC-SAN则是通过光纤通道(Fibre Channel)技术连接存储设备和应用服务器,具有很好的传输速率和扩展性能。三种存储方式各有优势,相互共存,占到了磁盘存储市场的70%以上。SAN和NAS产品的价格仍然远远高于DAS.许多用户出于价格因素考虑选择了低效率的直连存储而不是高效率的共享存储。

客观的说,SAN和NAS系统已经可以利用类似自动精简配置(thin provisioning)这样的技术来弥补早期存储分配不灵活的短板。然而,之前它们消耗了太多的时间来解决存储分配的问题增加内链,以至于给DAS留有足够的时间在数据中心领域站稳脚跟。此外,SAN和NAS依然问题多多,至今无法解决。但是SAN常用于大型网络存储的建设,并且在混合存储技术成熟的未来,是颇具潜力的。




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