数据管理系统-week1-介绍

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一、数据它是什么？

• 数据作为一般概念指的是一些现有的信息或知识以某种适合更好地使用或处理的形式表示或编码。 比特是数据的最小单位。
• 一个字节是一个8位的序列。

二、电子存储设备

• 电子存储设备提供对字节序列的读/写访问。

• 瞬态存储设备是需要电源来维护存储信息的计算机存储器；它在通电时保留其内容，但当电源中断时，存储的数据会很快或立即丢失。

• 随机存取存储器（RAM）设备允许访问数据项 无论数据在内存中的物理位置如何，都可以在几乎相同的时间内（读取或写入）。

• 永久存储设备是用于有效存储数据结构的任何方法或设备，即使在创建或上次修改数据结构的过程结束后，也可以使用内存指令或内存API访问数据结构。

• 永久存储（非易失性）设备包括：
  -固态驱动器（SSD）
  -硬盘驱动器（HDD）
  -光盘驱动器（ODD）
  -非易失性存储器

三、持久存储设备

1、硬盘驱动器（HDD）、硬盘、硬盘驱动器是一种用于存储和检索数字信息的机电持久存储设备。

• 硬盘驱动器由一个或多个覆盖磁性材料的快速旋转磁盘和位于可移动臂上的一个或更多磁盘头组成。
• 在盘片正上方的下方可以看到带有磁头的可移动臂。
• 一个简单的硬盘模型包括许多磁盘磁盘和读/写磁盘头，可以改变在磁盘上的位置
• 磁盘由多个磁道组成，每个磁道由一系列扇区组成
• 位于不同盘片上且与盘片中心距离相等的所有磁道称为圆柱体
• 圆柱体的概念可以被视为最低抽象级别的数据逻辑模型

硬盘的物理参数：
-寻道时间：将制动盘臂移动到给定气缸位置所需的时间（约15至约2毫秒）
-旋转延迟：将盘片旋转到指定位置所需的时间（~4毫秒）
-传输时间：从盘片读取/写入数据所需的时间（约13兆字节/秒）
-平均磁盘访问时间：传输数据块所需的平均时间（~10msec=0.001秒）
-相比之下，主存储器访问时间，从RAM读取1字节所需的时间（~10纳米秒=0.000000001秒）
-操作：读取扇区、写入扇区和移动磁盘头

2、固态硬盘（SSD）使用非易失性存储器，即使用NAND闪存作为其存储介质

SSD的物理参数：

• 随机存取时间：从存储器中的不同位置检索数据所需的时间（小于0.1毫秒）
• 传输速度：读取速度高达400 Mb/s，写入速度仅为10-20Mb/s，因为在设置为1之前，所有位都必须设置为0，当访问大量单个块时，传输速度较慢。
• 容量：每个芯片16Gb，SSD由8到226个芯片组成
• 为了进行比较，主存储器访问时间，读取所需的时间 RAM中的1个字节（~10纳米秒=0.000000001秒）
• 操作：读取字节序列并写入字节序列

3、非易失性存储器（NVM）

是一组新技术的名称，如相变RAM、磁性RAM和电阻RAM，这些技术能够实现非易失（持久）存储芯片，这些芯片需要低能量，密度和延迟更接近当前的DRAM芯片

• •NVM每秒的输入/输出操作速度是SSD的4倍 数据查找时间，比SSD快十倍
• NVM支持字节可寻址访问和存储，延迟更低 比SSD

NVM的重要特性包括

• 字节可寻址性：支持字节可寻址加载和存储，无需传输数据 以块为单位
• 高写吞吐量：NVM提供了超过一个数量级的性能 与SSD相比写入吞吐量更高
• 读写不对称：在某些NVM技术中，写入需要更长的时间 与读取和对单个存储单元的过多写入相比 摧毁它

4、光盘驱动器（ODD）

是一种使用可见光谱内或附近的激光或电磁波作为向光盘读取或从光盘写入数据过程的一部分的磁盘驱动器。

• 光盘、DVD和蓝光光盘是可由此类驱动器读取和记录的常见类型的光学介质。
• DVD刻录机驱动器是台式电脑和笔记本电脑最常见的驱动器

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