计算机数据存储

1sdram安装在计算机中。主存储的一个示例。
15 GB Pata Hard Disk Drive(HDD)从1999年。连接到计算机时,它将用作二级存储。
160 GB SDLT磁带盒,一个离线存储的示例。当在机器人磁带库中使用时,将其归类为第三存储。
用摇篮读取/写DVD驱动器以扩展媒体

计算机数据存储是一种由计算机组件和记录媒体组成的技术,用于保留数字数据。它是计算机的核心功能和基本组成部分。

计算机的中央处理单元(CPU)是通过执行计算来操纵数据的方法。实际上,几乎所有计算机都使用存储层次结构,该层次结构使CPU附近的快速但昂贵且较小的存储选项较慢,但价格较慢,但更便宜且更大的选项。通常,快速技术称为“内存”,而较慢的持续技术被称为“存储”。

即使是第一个计算机设计,查尔斯·巴巴奇(Charles Babbage)分析发动机和珀西·卢德盖特(Percy Ludgate )的分析机,在处理和记忆中明确区分了(babbage存储的数字作为齿轮的旋转,而卢德盖特(Ludgate)则将数字存储为航天飞机中的杆的位移)。这种区别在von Neumann架构中扩展了,其中CPU由两个主要部分组成:控制单元算术逻辑单元(ALU)。前者控制CPU和内存之间的数据流,而后者则在数据上执行算术和逻辑操作

功能

如果没有大量内存,计算机将只能执行固定的操作并立即输出结果。必须重新配置它才能改变其行为。对于台式计算器数字信号处理器和其他专用设备等设备,这是可以接受的。冯·诺伊曼(Von Neumann)机器在存储内存的内存方面有所不同。这样的计算机更具通用性,因为它们不需要重新配置每个新程序的硬件,但可以通过新的内存指令进行重新编程;它们也倾向于更简单地设计,因为相对简单的处理器可以在连续计算之间保持状态以构成复杂的程序结果。大多数现代计算机是冯·诺伊曼机器。

数据组织和代表

现代数字计算机使用二进制数字系统表示数据。文本,数字,图片,音频以及几乎所有其他形式的信息都可以转换为一串零件或二进制数字,每个数字的值为0或1。最常见的存储单位是字节,等于到8位。任何计算机或设备都可以处理其存储空间足够大的任何计算机或设备来处理一条信息,以适应该信息的二进制表示形式,或者简单地数据。例如,莎士比亚的完整作品(约1250页)可以存储在约五个兆字节(4000万位)中,每个字节一个字节。

数据是通过为每个字符数字多媒体对象分配的位模式来编码数据。存在许多标准用于编码(例如,诸如ASCII之类的字符编码JPEG等图像编码以及MPEG-4等视频编码)。

通过在每个编码的单元中添加位,冗余允许计算机检测编码数据中的错误并根据数学算法纠正它们。错误通常是由于随机位值翻转而导致的低概率出现的,或“物理位疲劳”,在存储其维持可区分值(0或1)的能力中的物理位丢失,或者由于间或Interra的错误-计算机通信。检测到通常在检测后校正随机位翻转(例如由于随机辐射引起的)。通常会自动围起来,被设备无使用,并用另一个功能的等效组代替,一组或一组发生故障的物理位(特定的有缺陷位;组定义取决于特定的存储设备)通常是自动围起来的设备,恢复校正的位值(如果可能的话)。循环冗余检查(CRC)方法通常用于通信和存储以进行错误检测。然后重试检测到的错误。

数据压缩方法在许多情况下(例如数据库)允许用较短的位字符串(“ Compress”)表示一字符串,并在需要时重建原始字符串(“ DecomPress”)。这利用了许多类型的数据的存储(数百分比),以更多的计算成本(需要在需要时压缩和解压缩)。在确定是否压缩某些数据之前,对存储成本和相关计算的成本与可能延迟的成本之间的权衡进行分析。

出于安全原因,可以将某些类型的数据(例如信用卡信息)保存在存储中,以防止从存储快照块中重建未经授权的信息重建的可能性。

存储的层次结构

各种形式的存储,根据它们与中央处理单元的距离进行分配。通用计算机的基本组件是算术和逻辑单元控制电路,存储空间和输入/输出设备。技术和容量在2005年左右的普通家用计算机中。

通常,存储在层次结构中的越低,其带宽越小,其访问延迟越大。这种传统的存储空间对主要,次要,第三级和离线存储也是由每位成本指导的。

在当代用法中,内存通常是半导体存储读写随机访问存储器,通常是DRAM (动态RAM)或其他形式的快速但临时存储。存储CPU次级第三级存储)无法直接访问的存储设备及其媒体,通常是硬盘驱动器光盘驱动器和其他设备慢于RAM,而是非挥发性的,而是(停止电源时保留内容)。

从历史上看,根据技术,内存称为中央内存核心内存核心存储主内存真实存储内部内存。同时,持续存储设备较慢被称为辅助存储外部存储器辅助/外围存储

主存储

主存储(也称为主内存内部内存原始内存)通常仅称为内存,是CPU直接访问的唯一一个。 CPU不断读取存储的说明并根据需要执行它们。积极运行的任何数据也以统一的方式存储在那里。

从历史上看,早期计算机使用延迟线威廉姆斯管或旋转磁性鼓作为主要存储。到1954年,这些不可靠的方法主要被磁核记忆所取代。直到1970年代的综合电路技术的进步使半导体记忆在经济上具有竞争力。

这导致了现代的随机记忆(RAM)。它是小型的,轻的,但同时又昂贵。用于主存储的特定类型的RAM类型是挥发性的,这意味着它们在不供电时丢失了信息。除了存储打开的程序外,它还用作磁盘缓存,并写下缓冲区以提高读取和写作性能。操作系统只要不需要运行软件就可以藉用RAM容量来缓存。备用内存可以用作临时高速数据存储的RAM驱动器

如图所示,传统上,主要存储还有两个子层,除了主要的大容量RAM:

  • 处理器寄存器位于处理器内部。每个寄存器通常包含一个数据(通常为32位或64位)。 CPU指示指示算术逻辑单元在此数据(或借助于该数据)执行各种计算或其他操作。寄存器是所有形式的计算机数据存储中最快的。
  • 处理器缓存是超快速寄存器和主内存较慢的中间阶段。它是为了提高计算机的性能而引入的。主内存中大多数积极使用的信息只是在缓存内存中重复的,该信息速度更快,但容量要小得多。另一方面,主内存要慢得多,但存储容量比处理器寄存器要大得多。多级层次缓存设置也常用- 主要缓存最小,最快且位于处理器内;次要缓存更大且较慢。

主内存是通过内存总线直接或间接连接到中央处理单元的。它实际上是两个总线(不在图表上):地址总线和一个数据总线。 CPU首先通过地址总线(称为内存地址)发送数字,该号码指示数据的所需位置。然后,它使用数据总线读取或写入存储单元中的数据。此外,内存管理单元(MMU)是CPU和RAM之间的一个小设备,例如重新计算实际的内存地址,例如提供虚拟内存或其他任务的抽象。

由于用于主存储的RAM类型是挥发性的(在启动时是非初始化的),因此仅包含此类存储的计算机将无法从中读取指令来启动计算机。因此,使用包含小型启动程序( BIOS )的非挥发性主存储引导计算机,也就是说,读取一个较大的程序,从非挥发性辅助存储到RAM并开始执行它。用于此目的的一种非易失性技术称为ROM,用于仅阅读记忆(术语可能有些混乱,因为大多数ROM类型也可以随机访问)。

许多类型的“ ROM”实际上不仅是读取的,因此可以更新它们。但是,它很慢,并且必须在重新编写它之前大量删除内存。一些嵌入式系统直接从ROM(或类似)运行程序,因为此类程序很少更改。标准计算机不会在ROM中存储非优势程序,而是使用较大的二级存储能力,这也是非挥发性的,也不是昂贵的。

最近,某些用途的主要存储二级存储是指历史上所谓的二级存储第三级存储

辅助存储

辅助存储(也称为外部内存辅助存储)与主存储不同,因为CPU无法直接访问它。计算机通常使用其输入/输出通道访问辅助存储,并将所需数据传输到主存储。辅助存储是非挥发性的(关闭功率时保留数据)。现代计算机系统通常比主存储要多两个次要存储,因为辅助存储的价格便宜。

在现代计算机中,硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD)通常用作辅助存储。 HDD或SSD的每个字节的访问时间通常以毫秒(千分之一秒的千分之一)进行测量,而每个主字节的访问时间用于主存储的访问时间(以纳米秒为单位)(十亿分之一)。因此,辅助存储比主存储明显慢。旋转的光存储设备(例如CDDVD驱动器)的访问时间更长。二级存储技术的其他示例包括USB闪存驱动器软盘磁带纸带打孔卡RAM磁盘

一旦磁盘上的HDD上的读/写头达到适当的位置和数据,轨道上的后续数据就非常快。为了减少寻求时间和旋转延迟,将数据转移到大型连续块中的磁盘中。磁盘上的顺序或块访问是比随机访问快的数量级,并且已经开发了许多复杂的范式来设计基于顺序和块访问的有效算法。减少I/O瓶颈的另一种方法是同时使用多个磁盘,以增加主要内存和次要内存之间的带宽。

辅助存储通常根据文件系统格式进行格式化,该格式提供了将数据组织到文件目录中所需的抽象,同时还提供了元数据来描述某个文件的所有者,访问时间,访问权限和其他资讯.

大多数计算机操作系统都使用虚拟内存的概念,从而使比物理上可用的主要存储容量更多。当主要内存填充时,系统将最不使用的块()移至辅助存储中的交换文件或页面文件,以后在需要时检索它们。如果将很多页面移至较慢的辅助存储,则系统性能会降低。

三级存储

一个大型磁带库,磁带弹药筒放在前面的架子上,一个机器人的手臂在后面移动。图书馆的可见高度约为180厘米。

三级存储三级内存是辅助存储以下的水平。通常,它涉及一种机器人机制,该机构将根据系统的需求安装(插入)并将可移动的质量存储介质卸载到存储设备中;使用前通常将此类数据复制到辅助存储中。它主要用于存档很少访问的信息,因为它比辅助存储慢得多(例如5-60秒,而1-10毫秒)。这主要对于在没有人类运营商的情况下访问的非常大的数据存储非常有用。典型的示例包括磁带库光学点盒

当计算机需要从第三级存储中读取信息时,它将首先咨询目录数据库,以确定哪个磁带或光盘包含信息。接下来,计算机将指示机器人手臂获取培养基并将其放在驱动器中。当计算机读取信息后,机器人臂将将媒介返回到图书馆中。

三级存储也被称为“附近存储”,因为它“靠近在线”。在线,附近和离线存储之间的正式区别是:

  • 在线存储可立即用于I/O。
  • 附近存储没有立即可用,但是可以在没有人工干预的情况下快速在线进行。
  • 离线存储没有立即可用,需要一些人类干预才能在线。

例如,始终开启的旋转硬盘驱动器是在线存储,而旋转驱动器会自动旋转,例如在大量的闲置磁盘(女仆)中,是在线存储。可以自动加载的可移动介质,例如磁带弹药筒,例如在磁带库中,是在线存储,而必须手动加载的磁带弹药筒是离线存储。

离线存储

离线存储是计算机数据存储在介质或不在处理单元控制下的设备上。通常记录介质,通常在次级或第三级存储设备中,然后物理去除或断开连接。必须由人类操作员插入或连接,然后才能再次访问计算机。与三级存储不同,如果没有人类互动,就无法访​​问它。

离线存储用于传输信息,因为分离的介质可以很容易地进行物理运输。此外,这对于灾难案件很有用,例如,火灾摧毁了原始数据,远程位置中的媒介将不受影响,从而使灾难恢复。离线存储会增加一般信息安全性,因为它在物理上无法从计算机上访问,并且数据机密性或完整性不能受到基于计算机的攻击技术的影响。同样,如果很少访问用于档案目的的信息,则离线存储比三级存储便宜。

在现代个人计算机中,大多数二级和高等存储媒体也用于离线存储。光盘和闪存设备是最受欢迎的,并且在较小程度上可移动硬盘驱动器;较旧的示例包括软盘和拉链磁盘。在企业用途中,磁带墨盒主要是主导。较旧的示例包括开放式磁带和打孔卡。

存储的特征

笔记本电脑DDR2 RAM的1 GIB模块

可以通过评估某些核心特征以及测量特定实现的特定特征来区分存储层次结构的所有级别存储技术。这些核心特征是波动性,可及性,可访问性和可寻址性。对于任何存储技术的任何特定实施,值得衡量的特征是能力和性能。

概述
特征 硬盘驱动器 光碟 快闪记忆体 随机存取存储器 线性胶带开放
技术 磁碟 激光 半导体 磁带
挥发性 易挥发的
随机访问 是的 是的 是的 是的
延迟(访问时间) 〜15 ms (迅速) 〜150毫秒(中度) 没有(即时) 没有(即时) 缺乏随机访问(非常慢)
控制器 内部的 外部的 内部的 内部的 外部的
迫在眉睫的数据丢失 头崩溃 电路
错误检测 诊断(智能 错误率测量 通过下降速度指示 (短期存储) 未知
每个空间的价格 低的 低的 高的 很高 非常低(但昂贵的驱动器)
每单位价格 缓和 低的 缓和 高的 中等(但昂贵的驱动器)
主要应用程序 中期档案,常规备份,服务器,工作站存储扩展 长期档案,硬拷贝发行 便携式电子设备;作业系统 即时的 长期档案

挥发性

即使不经常用电力提供,非易失性记忆也保留了存储的信息。它适用于长期存储信息。挥发性内存需要持续的功率来维护存储的信息。最快的记忆技术是挥发性的,尽管这不是通用规则。由于主要存储必须非常快,因此主要使用挥发性内存。

动态随机记忆是一种挥发性内存的一种形式,还要求存储的信息定期重新读取和重写或刷新,否则它将消失。静态随机记忆是一种类似于DRAM的挥发性内存形式,只要应用功率,就永远不需要刷新它。当电源丢失时,它会失去其内容。

不间断的电源(UPS)可用于为计算机提供短暂的时间窗口,以将信息从一级挥发性存储转移到电池耗尽之前,将信息从初级挥发性存储转移到非挥发性存储中。某些系统,例如EMC Symmetrix ,具有集成的电池,可维持挥发性存储几分钟。

可变性

读/写存储或可变存储
允许随时覆盖信息。用于主要存储目的的没有数量的读/写存储的计算机对于许多任务将是无用的。现代计算机通常也将读/写存储用于辅助存储。
缓慢写,快速阅读存储
读取/写入存储,允许信息多次覆盖,但是写操作比读取操作慢得多。示例包括CD-RWSSD
写一次存储
写一遍读取许多(蠕虫)允许在制造后的某个时刻仅编写一次信息。示例包括半导体可编程的仅读取内存CD-R
仅读取存储
保留制造时存储的信息。示例包括Mask ROM ICCD-ROM

可访问性

随机访问
可以在大约相同的时间内随时访问存储中的任何位置。这种特征非常适合初级和次要存储。与硬盘驱动器相比,大多数半导体的记忆闪光记忆硬盘驱动器都可以随机访问,尽管半导体和闪光记忆都具有最小的延迟,因为不需要移动机械零件。
顺序访问
信息段的访问将以串行顺序为单位,一个接一个地;因此,访问特定信息的时间取决于最后访问哪些信息。这种特征是离线存储的典型特征。

寻址性

位置 - 可调
选择每个单独访问的信息单位存储中的信息单位都使用其数值内存地址。在现代计算机中,可将位置的可调存储通常限制在主存储中,这是通过计算机程序在内部访问的主存储,因为位置 - 地址性能非常有效,但对于人类而言繁重。
文件可寻址
信息分为可变长度的文件,并选择具有人类可读目录和文件名的特定文件。基础设备仍然是位于位置地理的,但是计算机的操作系统提供了文件系统抽象,以使操作更易于理解。在现代计算机中,次级,第三和离线存储使用文件系统。
内容 - 可调
每个单独访问的信息单位都是基于(一部分)存储在此处的内容的基础的。可以使用软件(计算机程序)或硬件(计算机设备)实现内容 - 可调的存储,其硬件更快但更昂贵。硬件内容可寻址内存通常在计算机的CPU缓存中使用。

容量

原始容量
存储设备或介质可以保留的存储信息总量。它表示为一定数量字节(例如10.4兆字节)。
内存存储密度
存储信息的紧凑性。它是一个中等长度,面积或体积单位的中型储存能力(例如每平方英寸1.2兆字节)。

表现

潜伏
访问存储中特定位置所需的时间。相关的测量单元通常用于主存储的纳秒秒,二次存储的毫秒第二个用于三级存储。分离读取延迟和写延迟(尤其是对于非易失性存储器),并且在顺序访问存储中,最小,最大和平均延迟可能是有意义的。
吞吐量
可以从存储中读取或写入信息的速率。在计算机数据存储中,吞吐量通常以每秒(MB/s)的兆字节表示,尽管也可以使用比特率。与延迟一样,阅读率和写入率可能需要区分。同样,依次访问媒体,而不是随机访问,通常会产生最大的吞吐量。
粒度
可以有效地作为单个单元访问的最大“块”数据的大小,例如而无需引入额外的延迟。
可靠性
在各种条件下或总体故障率下自发性位价值变化的可能性。

HDPARMSAR等实用程序可用于测量Linux中的IO性能。

能源使用

  • 减少风扇使用情况的存储设备会在不活动期间自动关闭,而低功率硬盘驱动器可以将能源消耗降低90%。
  • 2.5英寸硬盘驱动器通常比更大的功率消耗的功率更少。低容量的固态驱动器没有运动部件,并且与硬盘相比,功率更少。同样,内存可能比硬盘使用更多的功率。用于避免撞击记忆墙的大型缓存也可能会消耗大量功率。

安全

完整的磁盘加密音量和虚拟磁盘加密,Andor文件/文件夹加密很容易用于大多数存储设备。

硬件内存加密在Intel体系结构中可用,支持总存储器加密(TME)和Page Granular Memory加密使用多个密钥(MKTME)。自2015年10月以来,在SPARC M7一代中。

脆弱性和可靠性

智能软件警告表明即将发生硬盘驱动器故障。

不同类型的数据存储具有不同的故障点和各种预测故障分析方法。

可能立即导致全部损失的漏洞是在机械硬盘驱动器和闪存存储时电子组件的故障崩溃的

错误检测

DVD+R上的错误率测量。小错误是可纠正的,并且在健康范围内。

硬盘驱动器上即将发生的故障使用包括操作时间和旋转计数的智能诊断数据可以估算,尽管其可靠性是有争议的。

闪存存储可能会由于累积错误而经历倾斜的传输速率,闪存控制器试图纠正这些错误。

光学介质的健康可以通过测量可更正的小错误来确定,其中高计数表示恶化和/或低质量媒体。太多连续的小错误会导致数据损坏。并非所有光学驱动器的供应商和模型支持错误扫描。

储存媒介

截至2011年,最常用的数据存储介质是半导体,磁性和光学的,而纸张仍然认为使用有限。提出了其他一些基本的存储技术,例如全闪存阵列(AFA)进行开发。

半导体

半导体内存使用基于半导体集成电路(IC)芯片来存储信息。数据通常存储在金属 - 氧化 - 溶剂导体(MOS)记忆细胞中。半导体记忆芯片可能包含数百万个记忆细胞,包括微小的MOS场效应晶体管(MOSFET)和/或MOS电容器。半导体记忆的挥发性非挥发性形式都存在,前者使用标准MOSFET,而后者则使用浮栅MOSFET

在现代计算机中,主存储几乎完全由动态挥发性半导体随机存储器(RAM)组成,尤其是动态的随机访问记忆(DRAM)。自本世纪之交以来,一种被称为闪存的非易失性浮动半导体内存已稳步获得,作为家用计算机的离线存储。非挥发性半导体内存也用于在各种高级电子设备和为其设计的专用计算机中进行辅助存储。

早在2006年,笔记本电脑台式计算机制造商就开始使用基于Flash的固态驱动器(SSD)作为默认配置选项,除了或更传统的HDD之外,还可以使用辅助存储。

磁的

磁性存储涂层的表面上使用不同的磁化模式来存储信息。磁性存储是非挥发性的。使用一个或多个可能包含一个或多个录制传感器的读取头访问信息。读/写头仅覆盖表面的一部分,因此必须相对于另一个人移动,以访问数据。在现代计算机中,磁性存储将采用以下形式:

在早期计算机中,磁性存储也被用作:

磁性存储没有明确的重写周期(例如闪存存储和可重新编写的光学介质)的限制,因为改变磁场不会导致物理磨损。相反,它们的寿命受到机械零件的限制。

光学的

光学存储(典型的光盘)将信息存储在圆盘表面上,并通过用激光二极管照亮表面并观察反射来读取此信息。光盘存储是非挥发性的。畸形可能是永久性的(仅读媒体),形成一次(写一次介质)或可逆(可记录或读/写媒体)。截至2009年,以下表格常用于:

  • CDCD-ROMDVDBD-ROM :仅阅读存储,用于数字信息的质量分布(音乐,视频,计算机程序);
  • CD-RDVD-RDVD+RBD-R :编写一次存储,用于第三纪和离线存储;
  • CD-RWDVD-RWDVD+RWDVD-RAMBD-RE :缓慢写入,快速读取存储,用于第三纪和离线存储;
  • 超密度光学或UDO的容量与BD-R或BD-RE相似,并且慢速写入,快速读取存储用于第三纪和离线存储。

磁光盘存储是光盘存储,其中铁磁表面上的磁态存储信息。通过结合磁性和光学方法,可以通过光学读取信息。磁光盘存储是非挥发性的顺序访问,缓慢的写入,用于第三纪和离线存储的快速读取存储。

还提出了3D光学数据存储

还提出了用于高速低能消耗磁光储存的磁光照射器中的磁化强度熔化。

纸数据存储通常以纸带打孔卡的形式长期以来一直用于存储自动处理的信息,尤其是在存在通用计算机之前。通过将孔打入纸张或纸板培养基中,并进行机械读取(或以后的光学)来记录信息,以确定介质上的特定位置是固体还是孔。条形码使得出售或运输的物体可以牢固地附有一些可读的信息。

相对较少的数字数据(与其他数字数据存储相比)可以作为长期存储的矩阵条形码在纸上备份,因为纸张的寿命通常超过磁性数据存储。

其他存储媒体或基板

真空管记忆
威廉姆斯管使用了阴极射线管,而Selectron管则使用大型真空管来存储信息。这些主要的存储设备在市场上是短暂的,因为Williams Tube不可靠,Selectron管很昂贵。
电声记忆
延迟线记忆水星等物质中使用声波来存储信息。延迟线存储器是动态挥发性的,周期顺序读取/写入存储,用于主存储。
光胶带
是一种用于光学存储的介质,通常由长而狭窄的塑料带组成,可以在其上写入图案,并可以从中读取图案。它与电影胶片的库存和光盘共享一些技术,但与两者都不兼容。开发这项技术的动机是比磁带或光盘更大的存储能力。
相变内存
使用相变材料的不同机械阶段将信息存储在X-Y可寻址矩阵中,并通过观察材料的不同电阻来读取信息。相变内存将是非易失性的,随机访问读/写存储的,并且可用于主,次要和离线存储。大多数可重写和许多写入磁盘已经使用相变材料来存储信息。
全息数据存储
晶体光聚合物内部以光学的方式存储信息。与光盘存储不同,全息存储可以利用整个存储介质的整体量,这仅限于少量的表面层。全息存储将是非挥发性,顺序访问的,并且要幺写入/写入/写入存储。它可以用于辅助和离线存储。请参阅全息磁盘(HVD)。
分子记忆
将信息存储在聚合物中,以存储电荷。分子记忆可能特别适合主存储。分子记忆的理论存储能力为每平方英寸10 terabits(16 Gbit/mm 2 )。
磁光导体
存储磁性信息,可以通过低光照明来修改。
脱氧核糖核酸
将信息存储在DNA核苷酸中。这是在2012年首次完成的,当时研究人员的DNA每克达到1.28 pb。 2017年3月,科学家报告说,一种称为DNA喷泉的新算法达到了理论极限的85%,每克DNA的215 pB。

相关技术

冗余

尽管一组位故障可以通过错误检测和校正机制来解决(见上文),但存储设备故障需要不同的解决方案。以下解决方案通常用于大多数存储设备:

  • 设备镜像(复制) - 问题的常见解决方案是不断维护另一个设备上的设备内容的相同副本(通常是相同类型的)。不利的一面是,这使存储空间增加了一倍,并且两个设备(副本)需要同时更新一些开销和可能的延迟。上升空间是通过两个独立过程对同一数据组的同时读取,从而提高了性能。当检测到一种复制的设备有缺陷时,另一个副本仍在运行,并被用于在另一个设备上生成新副本(通常可在备用设备池中可用,以实现此目的)。
  • 独立磁盘的冗余数组RAID ) - 此方法通过允许在一组设备中的一个设备失败并被恢复的内容替换(设备镜像用n = 2突袭)来概括上述镜像。 n = 5n = 6的突袭组很常见。与n = 2相比,n> 2可以保存存储,以常规操作(通常会降低性能)和置换设备更换的成本进行更多处理。

设备镜像和典型的RAID旨在处理RAID设备组中的单个设备故障。但是,如果在第一次故障完全修复突袭组之前发生了第二次故障,则可能会丢失数据。单个故障的概率通常很小。因此,在同一突袭组中,近距离的两个失败的概率要小得多(大约概率平方,即自身乘以乘以)。如果数据库甚至无法忍受如此较小的数据丢失概率,则重复了RAID组本身(镜像)。在许多情况下,这种镜像在地理位置上是在不同的存储阵列中远程进行的,以处理灾难中的恢复(请参见上面的灾难恢复)。

网络连接

二级或三级存储可以连接到使用计算机网络的计算机。这个概念与主要存储无关,这在多个处理器之间在较小程度上共享。

  • Direct Attached Storage (DAS)是一种传统的质量存储,不使用任何网络。这仍然是最受欢迎的方法。此竞争是最近与Nas和San一起创造的。
  • 网络连接存储(NAS)是附加到计算机上的质量存储,另一台计算机可以通过局部网络,私人广泛区域网络在线文件存储Internet上通过该计算机级别访问。 NAS通常与NFSCIFS/SMB协议有关。
  • 存储区域网络(SAN)是一个专门的网络,可为其他计算机提供存储容量。 NAS和SAN之间的关键区别在于,NAS呈现并管理对客户端计算机的文件系统,而SAN则在块- 地址(RAW)级别提供访问权限,从而将其用于附加系统以在提供的容量内管理数据或文件系统。 SAN通常与光纤通道网络相关。

机器人存储

大量的单个磁性磁带以及光学或磁光盘可以存储在机器人的高级存储设备中。在磁带存储字段中,它们被称为磁带库,并且在光学存储字段中,光学自动点盒或每个类比的光磁盘库。最小的仅包含一个驱动器设备的技术的最小形式称为自动加速器自动装饰器

机器人访问存储设备可能具有许多插槽,每个插槽都有单个媒体,通常有一个或多个拾取机器人,可以遍历插槽并将介质加载到内置驱动器。插槽和采摘设备的布置会影响性能。这种存储的重要特征是可能的扩展选项:添加插槽,模块,驱动器,机器人。磁带库可能从10到100,000多个插槽,并提供近线信息的trabytesPB 。光学自动点唱机是较小的解决方案,最多1,000个插槽。

机器人存储用于备份,并用于成像,医疗和视频行业中的大容量档案。分层存储管理是一种最著名的归档策略,它是将已有长使用的文件从快速硬盘存储到库或点盒的自动迁移。如果需要文件,则将它们检索回磁盘。

也可以看看

主要存储主题

次要,第三和离线存储主题

数据存储会议