引言——為什么需要磁盤(pán)陣列

工作原理

影響磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素

RAID技術(shù)

磁盤(pán)陣列

3,000

1,000

100

10

0

1970

1980

1990

2000

2010

2020

用戶(hù)數(shù)量 (百萬(wàn))

2005

2010

數(shù)據(jù)的摩爾定律：人類(lèi)每18個(gè)月產(chǎn)生的信息量，是人類(lèi)之前全部信息量的總和

2015

假如有1PB數(shù)據(jù)，買(mǎi) 4TB大小的磁盤(pán)，需要250個(gè)！

如何把250個(gè)磁盤(pán)連接起來(lái)？

如果用一般的PC，需要63臺(tái)！

數(shù)據(jù)存放起來(lái)了，如何管理和使用？

性能如何？

當(dāng)設(shè)備損壞或發(fā)生事故時(shí)如何應(yīng)對(duì)？

幾個(gè)問(wèn)題

容量

速度

管理

安全：容災(zāi)與備份

可擴(kuò)展性

信息存儲(chǔ)需要解決的主要問(wèn)題

信息的分層存儲(chǔ)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

輔助存儲(chǔ)器

與信息存儲(chǔ)有關(guān)的部件

CPU

(寄存器)

高速緩存

主存儲(chǔ)器

輔助存儲(chǔ)器

信息的分層存儲(chǔ)

存儲(chǔ)器硬件的金字塔結(jié)構(gòu)

速度越來(lái)越快

容量越來(lái)越大

信息的分層存儲(chǔ)

信息的分層存儲(chǔ)

輔助存儲(chǔ)器主要有磁表面存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器兩大類(lèi).

磁表面存儲(chǔ)器是將磁性材料沉積在盤(pán)片(或帶)的基體上形成記錄介質(zhì),并以繞有線圈的磁頭與記錄介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)寫(xiě)入或讀出信息.

磁表面存儲(chǔ)器有數(shù)字式磁記錄,如硬盤(pán),軟盤(pán)和磁帶. 模擬式磁記錄,如錄音,錄像設(shè)備

光存儲(chǔ)器主要是光盤(pán),它是利用激光束在具有感光特性的表面上存儲(chǔ)信息的

存儲(chǔ)密度

面密度：單位面積中存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息量；

道密度：單位長(zhǎng)度上存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息量。

存儲(chǔ)容量

格式化容量、非格式化容量

尋址時(shí)間

平均尋道時(shí)間+平均等待時(shí)間

數(shù)據(jù)傳輸率

單位時(shí)間內(nèi)從磁表面存儲(chǔ)器所讀/寫(xiě)的信息量。

誤碼率、價(jià)格

信息的分層存儲(chǔ)

磁表面存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)

磁盤(pán)采取直接存取方式,尋址時(shí)間包括兩部分: 一是磁頭尋找目標(biāo)磁道所需的尋道時(shí)間ts; 二是找到磁道以后,磁頭等待所需要讀寫(xiě)的區(qū)段旋轉(zhuǎn)到它的下方所需要的等待時(shí)間tw. 由于尋找相鄰磁道和從最外面磁道找到最里面磁道所需的時(shí)間不同,磁頭等待不同區(qū)段所花的時(shí)間也不同,因此,取它們的平均值,稱(chēng)作平均尋址時(shí)間Ta,它由平均找道時(shí)間Tsa和平均等待時(shí)間Twa組成: Ta=Tsa+Twa=(tsmax+tsmin)/2+(twmax+twmin)/2

磁盤(pán)尋址時(shí)間

信息的分層存儲(chǔ)

信息的分層存儲(chǔ)

磁盤(pán)的磁化軌跡

磁盤(pán)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)

面surface，道track，扇區(qū)sector，柱面cylinder

讀寫(xiě)頭

①容量

硬盤(pán)容量=盤(pán)面數(shù)×柱面數(shù)×扇區(qū)數(shù)×扇區(qū)大小。

硬盤(pán)容量=單碟容量×碟片數(shù)。

目前可達(dá)8TB

②硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸率(Data Transfer Rate)

又稱(chēng)吞吐率，表示在磁頭定位后，硬盤(pán)讀或?qū)憯?shù)據(jù)的速度。

信息的分層存儲(chǔ)

硬盤(pán)主要性能指標(biāo)

③道至道時(shí)間(single track seek)

指磁頭從一磁道轉(zhuǎn)移至另一磁道的時(shí)間，單位為毫秒。

④平均尋道時(shí)間(Average Seek Time)

指硬盤(pán)磁頭移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在磁道所用的時(shí)間，單位為毫秒(ms),平均尋道時(shí)間越短硬盤(pán)速度越快。

⑤轉(zhuǎn)速

主流硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速：5400rpm、7200rpm、10000rpm、 15000rpm 。

⑥平均潛伏期(average latency)

也稱(chēng)旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間，指當(dāng)磁頭移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在的磁道后，然后等待所要的數(shù)據(jù)塊繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)(半圈或多些、少些)到磁頭下的時(shí)間，單位為毫秒。

⑦平均訪問(wèn)時(shí)間(average access)

指磁頭找到指定數(shù)據(jù)的平均時(shí)間，單位為毫秒。通常是平均尋道時(shí)間和平均潛伏時(shí)間之和。

⑧全程訪問(wèn)時(shí)間(max full seek)

指磁頭開(kāi)始移動(dòng)直到最后找到所需要的數(shù)據(jù)塊所用的全部時(shí)間，單位為毫秒。

⑨緩存

硬盤(pán)與外部總線交換數(shù)據(jù)的場(chǎng)所，緩存對(duì)提高硬盤(pán)速度很有好處，目前市面上的緩存容量通常為8~32MB。

連續(xù)無(wú)故障時(shí)間(Mean Time Between Failure，MTBF)

硬盤(pán)表面溫度

信息的分層存儲(chǔ)

SCSI

ATA

FC

SATA

SAS

SAS2.0

硬盤(pán)接口類(lèi)型

IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)

磁盤(pán)陣列

1、如果文件大于系統(tǒng)中最大的存儲(chǔ)空間，如何存放？

2、如果文件不允許分割存放？

3、如果硬盤(pán)速度不能滿(mǎn)足系統(tǒng)需要，怎么辦？

引言

1、VLSI技術(shù)的迅速發(fā)展和多級(jí)并行處理技術(shù)的廣泛使用，計(jì)算機(jī)主機(jī)的性能得到了空前的提高 ；

2、I/O子系統(tǒng)的速度卻因機(jī)械傳動(dòng)等因素，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于CPU處理速度，二者之間的差距日益增大 I/O和CPU速度上的不匹配，高性能計(jì)算機(jī)面臨著越來(lái)越嚴(yán)重的瓶頸問(wèn)題；

3、快速多盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的并發(fā)與并行性；

4、廉價(jià)、小容量、高性能的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，組成盤(pán)陣列，實(shí)現(xiàn)對(duì)多盤(pán)的并發(fā)讀/寫(xiě)，達(dá)到高數(shù)傳率、高可靠性和高性?xún)r(jià)比 ；

過(guò)去十年來(lái),CPU的處理速度增加了五十倍有多,內(nèi)存

與50位技術(shù)專(zhuān)家面對(duì)面20年技術(shù)見(jiàn)證，附贈(zèng)技術(shù)全景圖

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的高性能计算机存储部件有磁盘阵列,信息存储技术——磁盘阵列解读.pptx的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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