《信息存储与管理》读书笔记2 存储系统环境

1、存储系统环境的组成

1）主机

·    CPU：算数逻辑单元ALU、控制单元CU、寄存器register、L1 Cache

·    存储设备：RAM、ROM（）

·    输入输出设备

 

2）连接

（1）连接部件

·    物理：连接主机和外存的硬件：串行、并行

·    逻辑：主机和外存之间的通信协议：PCI（网卡）、IDE/ATA（磁盘）、SCSI

 

3）存储设备

（1）外存

磁性介质：硬盘、软盘、磁带

光学介质：CD-ROM、DVD-ROM

（2）磁带局限性

·    检索数据按顺序

·    不能同时被多个应用程序访问

·    易老化、磨损

·    开销大（检索、管理）

解决方案：低成本，需要长期存放但不经常访问的数据

（3）光盘存储：一次写多次读：WORM。

解决方案：低成本，长期存放的固定数据。

光盘阵列：自动唱片点唱机

（4）磁盘驱动器：快速随机数据访问（检索快）、容量大

 

2、磁盘驱动部件

1）盘片

2）主轴：7200rpm、10000r/min、15000r/min

3）读写头：每个盘片有两个读写头----磁头飞行高度、着陆区

4）驱动臂装置

5）控制器

 

3、磁盘的结构

1）磁道：以主轴为圆心的一组同心圆

2）扇区：可被单独寻址的最小单位，通常512B

3）柱面：相同半径处组成的存储区域

PS：扇区中的元数据：一些信息：扇区号、磁头号或盘面号、磁道号（格式化后更小，厂商标明的为未格式化的容量）

 

4、分区位记录：Zone bit recording

1）旧：内外磁道扇区个数相同（外磁道数据密度低）

2）提高利用率：越靠外的扇区多

 

5、逻辑块寻址：LBA

1）旧：CHS编号（Cylinder柱面、Head磁头、Sector扇区）

2）线性地址访问，简化寻址

 

6、磁盘驱动器的性能

1）磁盘服务时间：disk service time

（1）寻道时间：减少方法：把数据只写在某些邻居柱面上

（2）旋转延迟：读写数据时所用时间

（3）数据传输速率：内部传输速率（缓冲区到磁头）、外部传输速率（接口速率）

 

7、磁盘性能基本准则

利用率越低，响应越快

 

8、主机的逻辑部件

1）操作系统

2）设备驱动

3）卷管理器

（1）旧：整个硬盘都分配给文件体统，不易扩展容量

（2）磁盘分区 Disk Partitioning：分成多个逻辑卷（Logical Volume，LV）

（3）串联：多个变成一个逻辑盘

（4）逻辑卷管理器LVM：容量动态扩展、高效存储、优化管理

（5）物理卷-->卷组-->逻辑卷

4）文件系统

（1）定义：大量文件的分层组织结构（优化访问），使用目录把数据组织成分层结构

（2）目录：保存指向文件的指针位置

（3）常见文件系统：FAT32、NTFS、UFS、EXT2/3

（4）元数据Metadata：文件、目录相关的记录

（5）文件系统块：最小的物理磁盘空间分配单元

（6）记录日志：恢复时，使得文件系统检查变快（只关心活动的和最近经常访问的）

5）应用

（1）传统：前端（界面）、中间层（应用本身）、后端（数据库）

（2）数据访问

·    块级别：磁盘访问：通过逻辑地址块存储和查询

·    文件级别

PS：对象级别访问：智能数据访问