Современные накопители информации используемые в вычислительной технике: Современные накопители информации используемые в вычислительной технике

Содержание

Накопители информации (стр. 1 из 4)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АКАДЕМИЯ БЮДЖЕТА И КАЗНАЧЕЙСТВА

МИНИСТЕРСТВО ФИНАНСОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОМСКИЙ ФИЛИАЛ

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ ИНФОРМАТИКА

Студентки Лягиной Екатерины Сергеевны

Группа № 2У2-Курс № 2

Тема Накопители информации

Факультет учетный

Специальность Бух. учет, анализ и аудит

Отделение очно-заочное

Научный руководитель

Дата поступления Допуск к защите Зачет работы

работы в деканат Подпись преподавателя

Омск – 2006 /2007 уч. год

ОГЛАВЛЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. НАКОПИТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ: ВИДЫ, ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ВИДЫ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

1.1. УСТРОЙСТВО ЧТЕНИЯ ПЕРФОКАРТ

1.2. НАКОПИТЕЛИ НА МАГНИТНОЙ ЛЕНТЕ

1.3. НАКОПИТЕЛИ НА ГИБКИХ ДИСКАХ

1.4. НАКОПИТЕЛИ НА ЖЕСТКИХ ДИСКАХ

1.5. ПРИВОДЫ CD-ROM

1.6. ФЛЭШ-ПАМЯТЬ

1.7. ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА НАКОПЛЕНИЯ И ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

2. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ НАКОПИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

РАЗДЕЛ 2. ОПИСАНИЕ РАСЧЕТА ИНВАРИАНТНОЙ СМЕТЫ РАСХОДОВ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ EXCEL

ЗАДАНИЕ

РАСЧЕТ ИНВАРИАНТНОЙ СМЕТЫ РАСХОДОВ НА РЕМОНТ КВАРТИРЫ

ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ СТРУКТУРЫ РАСХОДОВ ПО СМЕТЕ

РАЗРАБОТКА СЦЕНАРИЕВ ДЛЯ РАСЧЕТА РАСХОДОВ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЦЕН НА МАТЕРИАЛЫ И РАСЦЕНОК НА ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТ

ПОДБОР ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ РАСЧЕТА ЦЕН ПРИ ЗАДАННОЙ ВЕЛИЧИНЕ РАСХОДОВ

СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ПОГАШЕНИЯ КРЕДИТА НА РАСХОДЫ ПО СМЕТЕ И РАСЧЕТ БУДУЩИХ РАСХОДОВ

В тот самый момент, когда первый компьютер впервые обработал несколько байт данных моментально встал вопрос: где и как хранить полученные результаты? Как сохранять результаты вычислений, текстовые и графические образы, произвольные наборы данных?

В оперативной памяти данные хранятся до выключения питания. Однако существует информация, которую следует хранить долгое время. Для этого компьютеру необходима дополнительная память.

Прежде всего, должно быть устройство, с помощью которого компьютер будет запоминать информацию, затем требуется носитель информации, на котором ее можно будет переносить с места на место, причем другой компьютер должен также легко прочитать эту информацию. Такого рода устройства называются периферийными или внешними запоминающими устройствами (ВЗУ). Таковыми являются накопители на магнитной ленте (стримеры), накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические диски, флэш-память.

Устройство чтения перфокарт: предназначено для хранения программ и наборов данных с помощью перфокарт – картонных карточек с пробитыми в определенной последовательности отверстиями. Перфокарты были изобретены задолго до появления компьютера, с их помощью на ткацких станках получали очень сложные и красивые ткани, потому что они управляли работой механизма. Изменишь набор перфокарт и рисунок ткани будет совсем другим – это зависит от расположения отверстий на карте. Применительно к компьютерам был использован тот же принцип, только вместо рисунка ткани отверстия задавали команды компьютеру или наборы данных. Такой способ хранения информации не лишен недостатков:

– очень низкая скорость доступа к информации;

– большой объем перфокарт для хранения небольшого количества информации;

– низкая надежность хранения информации;

– к тому же от перфоратора постоянно летели маленькие кружочки картона, которые попадали на руки, в карманы, застревали в волосах и уборщицы были страшно недовольны.

Перфокартами люди были вынуждены пользоваться не потому что этот способ как-то особенно нравился им, или он имел какие-то неоспоримые достоинства, вовсе нет, он вообще не имел достоинств, просто в то время ничего другого еще не было, выбирать было не из чего.

Для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках компьютера, широко используются стримеры – устройства для записи информации на кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое дешевое хранение данных.

В стримерах в качестве носителя информации используется магнитная лента. Они могут быть выполнены как в виде внешнего, так и в виде внутреннего устройства. Стримеры в основном используются для архивации и создания резервных копий больших объемов данных на компактном носителе. Их недостатки: малая скорость передачи данных. Она значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Именно поэтому стримеры рекомендуются только для резервного копирования больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT.

У стандарта QIC (Quarter Inch Cartridge) низкое быстродействие, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб.

TRAVAN разработан на основе QIC. Он использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2, в зависимости от объема кассеты.

DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony для цифровой аудио и видео записи.

Самый современный стандарт DLT (появился в середине 90-х годов. Накопители, созданные на основе этой технологии, хранят от 20 до 40 Гб данных. Общая емкость ленточных библиотек построенных на основе кассет DLT может достигать 5 Гб. Дорогим и редким ВЗУ является массовая память – набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска.

Магнитооптические съемные диски. Магнитооптические диски применяются для резервирования данных и для хранения редко используемых данных. Они значительно удобнее

кассет стримера, поскольку пользователь может работать с такими дисками как с обычными жесткими дисками, только съемными и несколько более медленными. Дисководы для магнитооптических дисков выпускаются емкостью от 230 Мбайт до 4,6 Гбайт. Наиболее популярны относительно дешевые модели для дисков размером 3,5 дюйма и емкостью диска 230 или 640 Мбайт. А более дорогие дисководы большой емкости (2,6 и 4,6 Гбайта) лишь немного уступают в быстродействии жестким дискам[1].

Одни из старейших периферийных устройств ПК – накопители на гибких дисках (Floppy Disk Drive), так называемые флоппи-диски. Носителем информации служат дискеты диаметрами 3,5”, 5,25”и 8”. В наши дни дискеты 5,25” используются крайне редко, 8” не используются совсем. Для всех форматов конструкция дискет одинакова. На пластмассовый диск, расположенный в пластиковом футляре наносится магнитный слой для записи информации.

На дискетах размером 5,25 дюйма имеется прорезь для защиты от записи. Если эту прорезь заклеить, то на дискету нельзя будет произвести запись. А на дискетах размером 3,5 дюйма имеется специальный переключатель – защелка, разрешающая или запрещающая запись на дискету. Запись на дискету разрешена, если отверстие, закрываемое защелкой, закрыто, и запрещена, если это отверстие открыто.

Существует понятие “плотность записи”. От нее зависит объем записываемой информации. Существуют стандарты SS/SD, DS/DD, DS/HD для 5/25” объем записываемой информации от 180 Кб до 1.2 Мб. DD, HD и ED для 3,5” дискет, объем записываемой информации от 720 Кб до 2,88 Мб.

Чаще всего встречаются дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты почти изжили себя. Малый объем, небольшая скорость чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным. Однако они обладают большой мобильностью.

Следующий тип носителей – так называемые “винчестеры” или накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive). По сравнению с дискетами они имеют некоторые преимущества:

– объем записываемой информации многократно превосходит возможности гибких дисков,

– скорость чтения/записи также намного больше,

– надежность гораздо более высока.

“Винчестеры” выполняются как в виде внутренних и внешних (переносных) устройств. Физические размеры дисков определяются так называемым форм-фактором. HDD с форм-фактором 3,5 имеют стандартные размеры корпуса 41.6х101х146 мм. Также они имеют несколько стандартных значений высоты 2,6”, 1”,3/4”, 0,5”. Чаще всего в компьютерах используются винчестеры 3,5”, 1” в высоту, так называемые Slimline. Винчестеры бывают нескольких типов: MFM, RLL, ESDI, IDE и SCSI. Диски типов MFM, RLL и ESDI уже не устанавливаются в современные машины. Их использовали на ПК типа ХТ и 286АТ.

Одними из первых винчестеров, достигшими емкости 100 Мб были диски типа ESDI. Они использовались на сетевых серверах и высокоскоростных устройствах.

Сегодня используются винчестеры типа IDE (Integrated Drive Electronics). Их главное отличие от предыдущих типов заключается в том, что управляющая электроника расположена не в контроллере, а на винчестере. Данное преимущество проявляется при приеме и передаче информации, так как в таких устройствах оптимально согласованы прием и передача сигналов. IDE HDD обрабатывают данные совместно с шиной ввода/вывода, поэтому частота тактового сигнала шины должна соответствовать быстродействию HDD.

Винчестеры типа SCSI имеют самую высокую скорость обмена данными. Хотя их основные характеристики сопоставимы с IDE-винчестерами, они различаются тем, что SCSI-винчестеры могут хранить большие объемы информации за счет высокой скорости обмена данными, в то время как объем IDE-винчестеров ограничен их производительностью.

Основной характеристикой винчестера является его емкость. Сегодня объем данных, которые можно записать должен быть не менее 4-5 Гб. Однако требования постоянно растут, поэтому жесткий диск приходится менять раз в 1-2 года. Частота смены зависит от того насколько интенсивно и с какими целями используется компьютер.

Современные накопители информации – Компьютерная техника

Накопители

Накопители информации были придуманы для того, чтобы исходные данные можно было записывать, а результаты работы – сохранять. Но сегодня они прочно заняли свое место в нашей повседневной жизни, когда приходится пропускать через себя море рабочей и личной информации. Наиболее распространенные в настоящее время такие накопители информации: жесткие диски, магнитные запоминающие устройства в пластиковых картах, микросхемы SDRAM, флеш-память (карты памяти в современных устройствах, USB накопители), оптические диски (CD, DVD, Blu-Ray).

Жесткий диск или «винчестер»

Сегодня невозможно представить себе компьютер без такого важного устройства хранения данных, как накопителя на жестких магнитных данных в сокращенном варианте – НЖМД. Его неофициальный, но широко используемый синоним – винчестер. Они предназначены для постоянного хранения информации, которая используется при работе с компьютером: редакторов документов, программ операционной системы, трансляторов с языков программирования, часто используемых пакетов программ и многое другое. Выбор жестких дисков сейчас огромен на любой вкус и цвет. Для этого нужно изучить полный ассортимент жестких дисков.

Магнитные запоминающие устройства в пластиковых картах

Гибкий диск или дискета – компактное низкоскоростное малой емкости средство, позволяющее хранить информацию и переносить ее с одного компьютера на другой. Различают дискеты следующих размеров: 3.5, 5.25, 8 дюймов (последние два типа теперь редко встречаются). Интересен тот факт, что размер в 3.5 дюйма соответствует в точности размеру кармана рубашки.

Микросхемы SDRAM

В переводе с английского означает «синхронная динамическая память с произвольным доступом». Этот вид накопителя информации используют в компьютере в качестве оперативного запоминающего устройства.

Флеш-память

Флеш-память – особый вид энергонезависимой (энергия нужна только для записи) перезаписываемой полупроводниковой памяти. Свое название получила благодаря тому, как производится запись и стирание данного вида памяти. Сегодня словосочетание «флеш-память» обозначает широкий класс твердотельных устройств накопителей информации. Отличаются дешевизной, компактностью, механической прочности, а также большим объемом, скоростью работы и низкому энергопотреблению.

Самый востребованный вид накопителя информации – USB флеш накопители. С ними очень легко и удобно работать, главное не потерять саму флешку.

Различные современные устройства (цифровые камеры, радиотелефоны, диктофоны) имеют флеш-память – карты памяти. Сегодня можно встретить их различные форматы: Compact Flash, SD (Secure Digital Card), XD – Picture Card, Memory Stick, MMC (Multimedia Card) / SD (Secure Digital Card), MMC (Multimedia Card), Smart Media Card.

Оптические накопители информации

CD диски позволяют не только записывать, но и надежно хранить данные во всех форматах (аудио, видео, фото) на дешевом и простом носителе лазерном компакт-диске.

DVD диски визуально мало чем отличаются от обычных CD-ROM, но имеют гораздо больше возможностей: записывать и переписывать большой объем информации, проигрывать ее на DVD приставке. Различают два основных формата: DVD R(W) и DVD+R(W), которые созданы различными организациями. Между собой форматы «плюс» и «минус» не совместимы, поэтому при выборе носителей нужно ознакомиться со списком дисков, которые поддерживает ваш рекордер.

Blu-ray (голубой-луч) диски – это оптические диски последнего поколения, которые позволяют сохранять видео высокой четкости и данные повышенной плотности.

Информацию нужно хранить, но с развитием современных технологий очень быстро меняются и сами накопители информации. И дорогую сердцу видеокассету с записью свадьбы лучше перезаписать на более современный носитель информации.

Современный накопитель – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Современный накопитель

Cтраница 1

Современные накопители на магнитной ленте характеризуются следующими показателями.  [1]

Современные накопители информации, используемые в вычислительной технике.  [2]

Все современные накопители снабжаются встроенным кэшем ( порядка 10 Мбайт), который существенно повышает их производительность.  [4]

Большинство современных накопителей имеют собственную кэш-память емкостью от 2 до 8 Мбайт.  [5]

В современных накопителях обычно применяются программно-секционированные дискеты с удвоенной плотностью записи. Объем информации, которая может быть записана на одной стороне дискеты диаметром 5 / 4 дюйма, составляет 160 Кбайт.  [7]

В современных накопителях на жестком диске может находится несколько дисков для хранения информации.  [8]

Если бы в то время имелись современные накопители на магнитной ленте, за счет обращения на них пришлось бы добавить около 1 мсек на арифметические операции, выполняемые при релаксации каждой точки.  [9]

Счетчик записей на рис. 9.29 выполняет те же функции, что и счетчик времени или метража обычного магнитофона. Современные накопители на магнитной ленте обеспечивают запись информации с плотностью до 1600 байтов на дюйм ( 64 байта на миллиметр) и перемещение ленты со скоростью до 200 дюймов в секунду. Даже при таких скоростях для достижения записи, находящейся в середине стандартной кассеты магнитной ленты длиной 730 метров, потребуется около минуты. Внешние запоминающие устройства последовательного доступа обычно используются только в тех применениях, которые требуют именно последовательного доступа, таких, как запись промежуточного набора данных, полученного при выполнении первого просмотра ассемблера ( гл.  [10]

В настоящее время международный стандарт рекомендует девятидорожечную запись. В современных накопителях продольная плотность записи достигла значения 64 бит / мм. Ширина стандартной дорожки при основном, продольном способе записи составляет 1 2 мм. Задний, нерабочий зазор ( см. бн Р на рис. 13.1) длиной 50 мкм и более служит для уменьшения остаточной намагниченности сердечника. Индукционную головку, которая предназначена как для записи, так и для считывания информации, называют универсальной.  [11]

Рабочую часть поверхности магнитного диска разбивают на ряд концентрических магнитных дорожек ( рис. 6.6 б), количество которых зависит от диаметра диска и расстояния между дорожками. В современных накопителях на магнитных дисках количество дорожек на поверхности диска составляет от нескольких десятков до нескольких сотен. В связи с тем, что скорость вращения диска может изменяться в некоторых пределах, нельзя записывать информацию на магнитную дорожку / по всей ее длине; необходимо оставлять между началом и концом дорожки небольшой зазор, который с учетом возможных колебаний скорости вращения диска должен исключить возможность наложения информации при записи.  [13]

Рассмотренные примеры далеко не отражают всех возможных применений ЭМУ и решаемых ими задач. В современных накопителях информации число ЭМ может достигать нескольких десятков.  [14]

Увеличение значений коэффициентов прямоугольности и добротности ( ffc / Br) магнитного носителя способствует повышению плотности записи. В современных накопителях толщина магнитного слоя составляет примерно 0 05 – 0 5 мкм. Важным требованием является также износостойкость и коррозионная стойкость магнитоносителя.  [15]

Страницы:      1    2

Современные накопители информации, используемые в вычислительной технике.

Фрагмент работы Введение Содержание Список литературы

Современная и развивающаяся вычислительная техника проникла в науку, производство и повседневные дела людей. Сейчас невозможно представить жизнь без цифровых технологий, которые помогают в любых задачах, будь то научные исследование или чтение новостей.

Современная и развивающаяся вычислительная техника проникла в науку, производство и повседневные дела людей. Сейчас невозможно представить жизнь без цифровых технологий, которые помогают в любых задачах, будь то научные исследование или чтение новостей.

Главными качествами в любой вычислительной технике являются скорость чтения, обработки и передачи различных программ и файлов, а также возможность длительного хранения информации. Накопители и носители информации берут на себя главные функции хранителя цифровых файлов. Возможности компьютерной техники постоянно расширяются, компьютерные программы становятся более совершенными, усложняются, требуя все больших ресурсов. Поэтому улучшение характеристик накопителей является неотъемлемой частью развития цифровых технологий.

Быстродействие и в Показать все озможность длительное время хранить информацию – вот главные качественные характеристики компьютеров в целом. В частности, эта задача ложится на накопители и носители информации. Возможности компьютерной техники постоянно расширяются, компьютерные программы становятся более совершенными, усложняются, требуя все больших ресурсов.

Современное развитие компьютерных технологий прогрессирует с каждым годом, следовательно, накопители информации так же не потеряют свою актуальность и будут иметь большое развитие. Для грамотного использования накопителей информации необходимо знать характеристики и функциональность устройств.

Задачей данного проекта является исследование видов, характеристик и принципов работы современных накопителей. Скрыть

ВВЕДЕНИЕ 4
НАКОПИТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ 5
• Накопитель информации 5
• Классификация накопителей информации 5
• Наглядный пример накопителей информации в персональных компьютерах. 6
ЖЁСТКИЙ ДИСК 7
• Жесткий диск. 7
• Первые разработки. 7
• Основные физические и логические параметры жесткого диска. 8
• Диаметр дисков. 8
• Число поверхностей 8
• Число секторов 9
• Частота вращения шпинделя. 9
• Время перехода и скорость передачи данных. 9

• Внешняя и внутренняя скорость передачи данных. 10
СРАВНЕНИЕ HHD И SSD ДИСКОВ 11
• Таблица 1.1 – Ниже приводиться таблицу, где можно посмотреть отличия дисков SSD и HDD в цифрах. 11
КОМПАКТ-ДИСКИ. 13
• История компакт-дисков. 13
• Классификация компакт-дисков. 14
• Поверхность диска и его области: 14
• Байты данных 14
• DVD 15
• Начало эры DVD. 15
• Модификации DV Показать все D 15
ФЛЕШ-НАКОПИТЕЛИ 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 18
Скрыть

1. Цифровые носители информации. https://zen.yandex.ru/media/id/5c35a0f95d92d200abaddd75/cifrovye-nositeli-informacii-kakoi-luchshe-5e4e846cdf21a67d43585911 (20.02.2020)
2. Чем отличаются магнитные диски от твердотельных. https://lumpics.ru/it-differs-from-the-hdd-ssd/ (04.02.2017)
3. История компакт-диска. https://zen.yandex.ru/media/iamhear/istoriia-kompaktdiska-5d550e04ec575b00ada3c3ac?utm_source=serp (16.08.2019)
4. Виды носителей информации, их классификация и характеристики. https://www.syl.ru/article/356975/vidyi-nositeley-informatsii-ih-klassifikatsiya-i-harakteristiki (17.11.2017)
5. Новые технологии хранения данных. https://habr.com/ru/company/kingston_technology/blog/490260/ (28.02.2020)
6. Носители иформации. https://www.ixbt.com/data/ (31.06.2020)
7. Вместительнее и надежнее « Показать все флешки»: в Microsoft разработали «дискеты будущего» https://zen.yandex.ru/media/higuide/vmestitelnee-i-nadejnee-fleshki-v-microsoft-razrabotali-diskety-buduscego-5dc276983d873600b0926d47 (6.11.2019)
8. Эволюция жестких дисков https://habr.com/ru/company/wd/blog/345112/ (20.12.2020)
9. История оптических приводов: DVD https://zen.yandex.ru/media/webpath/istoriia-opticheskih-privodov-dvd-5d4f0bf280879d00b6f55cf3 (11.08.2020)
10. История изобретения флешки. https://habr.com/ru/company/wd/blog/519938/ (21.09.2020) Скрыть

Накопители информации – Все о компьютере

Накопитель информации – устройство, осуществляющее чтение и/или запись информации.

Накопители информации бывают:

  •      внутренними и внешними;
  •     со съёмными и несъёмными носителями информации;
  •      стационарные и переносные.

Внутренние накопители находятся в системном блоке ПК и подключаются к специальным разъёмам на материнской плате. Внешние и переносные накопители находится в собственном корпусе и подключается к компьютеру через стандартные порты ввода/вывода. Внешние накопители информации используются для резервного копирования и хранения информации, а также для транспортировки данных с одного компьютера на другой.

 

Дискета – сменный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных. Представляет собой помещённый в защитный пластиковый корпус диск, покрытый ферромагнитным слоем. Для считывания дискет используется дисковод.

DVD-диск – носитель информации, выполненный в форме диска, имеющего такой же размер, как и компакт-диск, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и считывать больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с большей числовой апертурой.

FLASH-карта – запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-памяти, и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB.

Жесткий диск – запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Это постоянное запоминающее устройство компьютера, то есть, его основная функция – долговременное хранение данных. Получается, что жёсткий диск служит лучшим местом на компьютере для хранения личной информации: файлы, фотографии, документы и видеозаписи, явно будут долго храниться именно на нём, а сохранённую информацию можно будет использовать и в дальнейшем в своих нуждах.

3. Накопители информации

История развития вычислительной техники неразрывно связана с совершенствованием устройств хранения информации (накопи­телей информации), так как характеристики именно этих устройств в значительной мере определяют характеристики компьютеров.

Накопитель информации — устройство записи, воспроизведе­ния и хранения информации, а носитель информации — это пред­мет, на который производится запись информации (диск, лента, твердотельный носитель).

Накопители информации могут быть классифицированы по следующим признакам:

  • способу хранения информации: магнитоэлектрические, оптические, магнитооптические;

  • виду носителя информации: накопители на гибких и жестких магнитных дисках, оптических и магнитооптических дисках, магнитной ленте, твердотельные элементы памяти;

  • способу организации доступа к информации — накопители прямого, последовательного и блочного доступа;

  • типу устройства хранения информации — встраиваемые (внут­ренние), внешние, автономные, мобильные (носимые) и др.

Значительная часть накопителей информации, используемых в настоящее время, создана на базе магнитных носителей.

Физические основы процессов записи и воспроизведения ин­формации на магнитных носителях заложены в работах физиков М.Фарадея (1791-1867) и Д. К. Максвелла (1831-1879). В маг­нитных носителях информации цифровая запись производится на магниточувствительный материал. К таким материалам относятся некоторые разновидности оксидов железа, никель, кобальт и его соединения, сплавы, а также магнитопласты и магнитоэласты со связкой из пластмасс и резины, микропорошковые магнитные материалы.

Магнитное покрытие имеет толщину в несколько микрометров. Покрытие наносится на немагнитную основу, в качестве ко­нторой для магнитных лент и гибких дисков используются различ­ные пластмассы, а для жестких дисков — алюминиевые сплавы и композиционные материалы подложки. Магнитное покрытие диска имеет доменную структуру, т. е. состоит из множества намагни­ченных мельчайших частиц. Магнитный домен (от лат. dominiumвладение) — это микроскопическая, однородно намагниченная область в ферромагнитных образцах, отделенная от соседних об­ластей тонкими переходными слоями (доменными границами). Под воздействием внешнего магнитного поля собственные маг­нитные поля доменов ориентируются в соответствии с направле­нием магнитных силовых линий. После прекращения воздействия внешнего поля на поверхности домена образуются зоны остаточ­ной намагниченности.

Благодаря этому свойству на магнитном носителе сохраняется информация о действовавшем магнитном поле. При записи информации внешнее магнитное поле создается с помощью магнитной головки. В процессе считывания информа­ции зоны остаточной намагниченности, оказавшись напротив магнитной головки, наводят в ней при считывании электродви­жущую силу (ЭДС). Схема записи и чтения с магнитного диска дана на рис. 3.1. Изменение направления ЭДС в течение некоторо­го промежутка времени отождествляется с двоичной единицей, а отсутствие этого изменения — с нулем. Указанный промежуток времени называется битовым элементом.

Поверхность магнитного носителя рассматривается как последо­вательность точечных позиций, каждая из которых ассоциируется с битом информации. Поскольку расположение этих позиций оп­ределяется неточно, для записи требуются заранее нанесенные метки, которые помогают находить необходимые позиции записи. Для нанесения таких синхронизирующих меток должно быть про­изведено разбиение диска на дорожки и секторы — форматиро­вание.

Организация быстрого доступа к информации на диске явля­ется важным этапом хранения данных. Оперативный доступ к любой части поверхности диска обеспечивается, во-первых, за счет при­дания ему быстрого вращения и, во-вторых, путем перемещения магнитной головки чтения/записи по радиусу диска. Гибкий диск вращается со скоростью 300—360 об/мин, а жесткий диск — 3600— 7200 об/мин.

виды, основные характеристики и тенденции развития

ВВЕДЕНИЕ

В тот самый момент, когда первый компьютер впервые обработал несколько байт данных моментально встал вопрос: где и как хранить полученные результаты? Как сохранять результаты вычислений, текстовые и графические образы, произвольные наборы данных?

В оперативной памяти данные хранятся до выключения питания. Однако существует информация, которую следует хранить долгое время. Для этого компьютеру необходима дополнительная память.

Прежде всего, должно быть устройство, с помощью которого компьютер будет запоминать информацию, затем требуется носитель информации, на котором ее можно будет переносить с места на место, причем другой компьютер должен также легко прочитать эту информацию. Такого рода устройства называются периферийными или внешними запоминающими устройствами (ВЗУ). Таковыми являются накопители на магнитной ленте (стримеры), накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические диски, флэш-память.

ВИДЫ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

1.1. Устройство чтения перфокарт

Устройство чтения перфокарт: предназначено для хранения программ и наборов данных с помощью перфокарт – картонных карточек с пробитыми в определенной последовательности отверстиями. Перфокарты были изобретены задолго до появления компьютера, с их помощью на ткацких станках получали очень сложные и красивые ткани, потому что они управляли работой механизма. Изменишь набор перфокарт и рисунок ткани будет совсем другим – это зависит от расположения отверстий на карте. Применительно к компьютерам был использован тот же принцип, только вместо рисунка ткани отверстия задавали команды компьютеру или наборы данных. Такой способ хранения информации не лишен недостатков:

– очень низкая скорость доступа к информации;

– большой объем перфокарт для хранения небольшого количества информации;

– низкая надежность хранения информации;

– к тому же от перфоратора постоянно летели маленькие кружочки картона, которые попадали на руки, в карманы, застревали в волосах и уборщицы были страшно недовольны.

Перфокартами люди были вынуждены пользоваться не потому что этот способ как-то особенно нравился им, или он имел какие-то неоспоримые достоинства, вовсе нет, он вообще не имел достоинств, просто в то время ничего другого еще не было, выбирать было не из чего.

1.2. Накопители на магнитной ленте

Для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках компьютера, широко используются стримеры – устройства для записи информации на кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое дешевое хранение данных.

В стримерах в качестве носителя информации используется магнитная лента. Они могут быть выполнены как в виде внешнего, так и в виде внутреннего устройства. Стримеры в основном используются для архивации и создания резервных копий больших объемов данных на компактном носителе. Их недостатки: малая скорость передачи данных. Она значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Именно поэтому стримеры рекомендуются только для резервного копирования больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT.

У стандарта QIC (Quarter Inch Cartridge) низкое быстродействие, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб.

TRAVAN разработан на основе QIC. Он использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2, в зависимости от объема кассеты.

DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony для цифровой аудио и видео записи.

Самый современный стандарт DLT (появился в середине 90-х годов. Накопители, созданные на основе этой технологии, хранят от 20 до 40 Гб данных. Общая емкость ленточных библиотек построенных на основе кассет DLT может достигать 5 Гб. Дорогим и редким ВЗУ является массовая память – набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска.

Магнитооптические съемные диски. Магнитооптические диски применяются для резервирования данных и для хранения редко используемых данных. Они значительно удобнее

кассет стримера, поскольку пользователь может работать с такими дисками как с обычными жесткими дисками, только съемными и несколько более медленными. Дисководы для магнитооптических дисков выпускаются емкостью от 230 Мбайт до 4,6 Гбайт. Наиболее популярны относительно дешевые модели для дисков размером 3,5 дюйма и емкостью диска 230 или 640 Мбайт. А более дорогие дисководы большой емкости (2,6 и 4,6 Гбайта) лишь немного уступают в быстродействии жестким дискам1.

типов запоминающих устройств – Dropbox

Емкость хранилища больше не зависит от физической емкости вашего компьютера. Существует множество вариантов хранения файлов при сохранении места на компьютере, телефоне или планшете. Если ваши устройства работают медленно и им не хватает места, вы можете выгрузить файлы на физическое запоминающее устройство. Или, что еще лучше, используйте лучшую технологию хранения и сохраняйте файлы в облаке.

Облачное хранилище

Хотя облачное хранилище и не является устройством само по себе, оно является новейшим и наиболее универсальным типом хранилища для компьютеров.«Облако» – это не одно место или объект, а, скорее, огромное количество серверов, размещенных в центрах обработки данных по всему миру. Когда вы сохраняете документ в облаке, вы сохраняете его на этих серверах.

Поскольку облачное хранилище хранит все в Интернете, оно не использует дополнительное хранилище вашего компьютера, что позволяет сэкономить место.

Облачное хранилище предлагает значительно большую емкость, чем USB-накопители и другие физические устройства. Это избавляет вас от необходимости просматривать каждое устройство в поисках нужного файла.

В то время как внешние жесткие диски и твердотельные накопители когда-то были популярны за их портативность, они тоже уступают облачным хранилищам. Не так много карманных внешних жестких дисков. Хотя они меньше и легче внутреннего накопителя компьютера, они по-прежнему являются материальными устройствами. Облако, с другой стороны, может пойти с вами куда угодно, не занимая никакого физического пространства и без физических уязвимостей внешнего диска.

Внешние запоминающие устройства также были популярны как быстрое решение для передачи файлов, но они полезны только в том случае, если у вас есть доступ к каждому физическому устройству.Облачные вычисления процветают, поскольку многие предприятия теперь работают удаленно. Скорее всего, вы не стали бы отправлять USB-накопитель за границу, чтобы отправить большой файл коллеге. Облачное хранилище действует как мост между удаленными сотрудниками, упрощая совместную работу издалека.

Если вы забыли принести на встречу жесткий диск с важными документами, вы ничего не можете сделать, кроме как вернуться и взять его. Если вы сломаете или полностью потеряете жесткий диск, вряд ли вы когда-нибудь вернете эти данные.Этих рисков нет для облачного хранилища – ваши данные зарезервированы и доступны в любое время и в любом месте, если у вас есть доступ к Интернету.

С помощью Dropbox Smart Sync вы можете получить доступ к любому файлу в Dropbox со своего рабочего стола. Это похоже на локальное хранение файлов – только они не занимают место на диске. Хранение всех ваших файлов в Dropbox означает, что они всегда находятся на расстоянии одного клика. Вы можете получить к ним доступ с любого устройства с подключением к Интернету и мгновенно поделиться ими.

Внешние накопители

Помимо носителей информации, содержащихся в компьютере, существуют также цифровые запоминающие устройства, внешние по отношению к компьютерам. Они обычно используются для увеличения емкости хранилища на компьютере, на котором не хватает места, обеспечения большей мобильности или обеспечения простой передачи файлов с одного устройства на другое.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители

В качестве внешних накопителей можно использовать как жесткие диски, так и твердотельные накопители. Как правило, они предлагают самую большую емкость хранения среди внешних вариантов: внешние жесткие диски предлагают до 20 ТБ памяти, а внешние твердотельные накопители (по разумной цене) предлагают до 8 ТБ памяти.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители работают точно так же, как и их внутренние аналоги. Большинство внешних накопителей можно подключить к любому компьютеру; они не привязаны к одному устройству, поэтому представляют собой достойное решение для передачи файлов между устройствами.

Устройства флэш-памяти

Мы упоминали флеш-память ранее, когда обсуждали SSD. Устройство флэш-памяти содержит триллионы взаимосвязанных ячеек флэш-памяти, в которых хранятся данные. Эти ячейки содержат миллионы транзисторов, которые при включении или выключении представляют единицы и нули в двоичном коде, позволяя компьютеру читать и записывать информацию.

Одним из самых узнаваемых типов устройств флэш-памяти является USB-накопитель. Эти небольшие портативные запоминающие устройства, также известные как флэш-накопители или карты памяти, долгое время были популярным выбором в качестве дополнительного хранилища на компьютере. Прежде чем стало легко и быстро обмениваться файлами в Интернете, USB-флеш-накопители были необходимы для легкого перемещения файлов с одного устройства на другое. Однако их можно использовать только на устройствах с портом USB. Большинство старых компьютеров имеют порт USB, но для новых может потребоваться адаптер.

В наши дни USB-накопитель может вместить до 2 ТБ. Они дороже на гигабайт, чем внешний жесткий диск, но они преобладали как простое и удобное решение для хранения и передачи файлов меньшего размера.

Помимо USB-накопителей, устройства флэш-памяти также включают SD и карты памяти, которые вы узнаете как носитель информации, используемый в цифровых камерах.

Оптические запоминающие устройства

CD, DVD и Blu-Ray диски используются не только для воспроизведения музыки и видео – они также служат в качестве запоминающих устройств.В совокупности они известны как оптические запоминающие устройства или оптические носители.

Двоичный код хранится на этих дисках в виде крохотных выступов вдоль дорожки, которая по спирали выходит из центра диска. Когда диск находится в работе, он вращается с постоянной скоростью, в то время как лазер, содержащийся в дисководе, сканирует неровности на диске. То, как лазер отражает или отскакивает от выпуклости, определяет, представляет ли он 0 или 1 в двоичной системе.

DVD имеет более узкую спиральную дорожку, чем компакт-диск, что позволяет хранить больше данных, несмотря на тот же размер, а в дисководах DVD используется более тонкий красный лазер, чем в дисководах компакт-дисков.DVD-диски также позволяют использовать два слоя для дальнейшего увеличения их емкости. Blu-Ray поднял вещи на новый уровень, сохраняя данные на нескольких слоях с еще меньшими выступами, что требует еще более тонкого синего лазера для их чтения.

  • CD-ROM, DVD-ROM и BD-ROM относятся к оптическим дискам только для чтения. Записанные на них данные являются постоянными и не могут быть удалены или перезаписаны. Вот почему их нельзя использовать в качестве личного хранилища. Вместо этого они обычно используются для программ установки программного обеспечения.
  • Диски формата
  • CD-R, DVD-R и BD-R допускают запись, но не могут быть перезаписаны. Какие бы данные вы ни сохранили на чистый записываемый диск, они будут постоянно храниться на нем. Таким образом, они могут хранить данные, но они не так гибки, как другие устройства хранения.
  • CD-RW, DVD-RW и BD-RE перезаписываются. Это позволяет вам записывать на них новые данные и стирать из них ненужные данные столько, сколько захотите. Их обогнали новые технологии, такие как флэш-память, но когда-то CD-RW были лучшим выбором для внешнего хранилища.Большинство настольных компьютеров и многие ноутбуки оснащены приводом для компакт-дисков или DVD-дисков.

CD может хранить до 700 МБ данных, DVD-DL может хранить до 8,5 ГБ, а Blu-Ray может хранить от 25 до 128 ГБ данных.

Дискеты

Хотя на данный момент они могут быть устаревшими, мы не можем обсуждать устройства хранения, не упомянув хотя бы скромную дискету, также известную как дискета. Дискеты были первыми широко доступными портативными съемными запоминающими устройствами. Вот почему большинство значков «Сохранить» выглядят именно так, они смоделированы по образцу гибкого диска.Они работают так же, как жесткие диски, но в гораздо меньшем масштабе.

Емкость дискет никогда не превышала 200 МБ, пока CD-RW и флеш-накопители не стали излюбленными носителями информации. IMac был первым персональным компьютером, выпущенным без дисковода для гибких дисков в 1998 году. С этого момента более 30-летнее господство гибких дисков очень быстро пришло в упадок.

Хранение в компьютерных системах

Запоминающее устройство – это аппаратное обеспечение, которое в основном используется для хранения данных.В каждом настольном компьютере, ноутбуке, планшете и смартфоне есть какое-то запоминающее устройство. Существуют также автономные внешние накопители, которые можно использовать на разных устройствах.

Хранилище необходимо не только для сохранения файлов, но и для запуска задач и приложений. Любой файл, который вы создаете или сохраняете на своем компьютере, сохраняется на его запоминающем устройстве. На этом запоминающем устройстве также хранятся любые приложения и операционная система вашего компьютера.

По мере развития технологий устройства хранения данных также претерпевают значительные изменения.В настоящее время запоминающие устройства бывают разных форм и размеров, и есть несколько различных типов запоминающих устройств, которые обслуживают разные устройства и функции.

Запоминающее устройство также известно как носитель данных или носитель данных. Цифровое хранилище измеряется в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ) и, в наши дни, в терабайтах (ТБ).

Некоторые компьютерные запоминающие устройства могут хранить информацию постоянно, в то время как другие могут хранить информацию только временно. Каждый компьютер имеет как первичную, так и вторичную память, причем первичная память действует как кратковременная память компьютера, а вторичная как долговременная память компьютера.

Первичная память: оперативная память (ОЗУ)

Оперативная память или ОЗУ – это основное хранилище компьютера.

Когда вы работаете с файлом на своем компьютере, он временно сохраняет данные в вашей оперативной памяти. ОЗУ позволяет выполнять повседневные задачи, такие как открытие приложений, загрузка веб-страниц, редактирование документа или игры. Это также позволяет вам переходить от одной задачи к другой, не теряя прогресса. По сути, чем больше ОЗУ вашего компьютера, тем быстрее и плавнее вы выполняете многозадачность.

RAM – это энергозависимая память, то есть она не может удерживать информацию после выключения системы. Например, если вы скопируете блок текста, перезагрузите компьютер, а затем попытаетесь вставить этот блок текста в документ, вы обнаружите, что ваш компьютер забыл скопированный текст. Это потому, что он временно хранился в вашей оперативной памяти.

RAM позволяет компьютеру получать доступ к данным в произвольном порядке и, таким образом, читать и писать намного быстрее, чем вторичное хранилище компьютера.

Вторичное хранилище: жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD)

Помимо оперативной памяти, на каждом компьютере есть еще один накопитель, который используется для долговременного хранения информации. Это вторичное хранилище. Любой файл, который вы создаете или загружаете, сохраняется во вторичном хранилище компьютера. В компьютерах в качестве вторичного хранилища используются два типа запоминающих устройств: жесткие диски и твердотельные накопители. Хотя жесткие диски являются более традиционными из двух, твердотельные накопители быстро обгоняют жесткие диски в качестве предпочтительной технологии для вторичного хранилища.

Вторичные запоминающие устройства часто бывают съемными, поэтому вы можете заменить или обновить запоминающее устройство своего компьютера или перенести накопитель на другой компьютер. Есть заметные исключения, такие как MacBook, в которых нет съемного хранилища.

Жесткие диски (HDD)

Жесткий диск (HDD) – оригинальный жесткий диск. Это магнитные запоминающие устройства, которые существуют с 1950-х годов, хотя со временем они эволюционировали.

Жесткий диск состоит из набора вращающихся металлических дисков, называемых пластинами.На каждом вращающемся диске есть триллионы крошечных фрагментов, которые можно намагнитить, чтобы представить биты (единицы и нули в двоичном коде). Приводной рычаг с головкой чтения / записи сканирует вращающиеся пластины и намагничивает фрагменты, чтобы записать цифровую информацию на жесткий диск, или обнаруживает магнитные заряды для считывания информации с него.

Жесткие диски

используются в телевизионных и спутниковых рекордерах и серверах, а также в хранилищах ноутбуков и ПК.

Твердотельные накопители (SSD)

Твердотельные накопители появились гораздо позже, в 90-х годах.SSD-накопители не полагаются на магниты и диски, вместо этого они используют тип флэш-памяти, называемый NAND. В SSD полупроводники хранят информацию, изменяя электрический ток цепей, содержащихся в накопителе. Это означает, что в отличие от жестких дисков, твердотельные накопители не требуют движущихся частей для работы.

Из-за этого твердотельные накопители не только работают быстрее и плавнее, чем жесткие диски (жестким дискам требуется больше времени для сбора информации из-за механической природы их пластин и головок), но и, как правило, они служат дольше, чем жесткие диски (с таким большим количеством сложных движущихся частей жесткие диски более долговечны. уязвимы для повреждений и износа).

Помимо новейших ПК и ноутбуков высокого класса, твердотельные накопители можно найти в смартфонах, планшетах, а иногда и в видеокамерах.

Лучший способ хранить большие объемы данных

Если вам не хватает места на ваших устройствах, пора поискать альтернативное запоминающее устройство. Даже внешние устройства хранения, такие как флэш-накопители, могут исчерпать пространство, сломаться или потеряться. Вот почему лучший способ хранить все ваши файлы – в облаке. Это безопаснее, быстрее и проще для доступа.

Storage 101: Современные технологии хранения

Пока что серий:

  1. Storage 101: Добро пожаловать в чудесный мир хранилищ
  2. Хранение 101: язык хранения
  3. Хранение 101: Общие сведения о жестком диске
  4. Storage 101: твердотельный накопитель NAND Flash
  5. Хранилище 101: конфигурации хранилища центра обработки данных
  6. Хранение 101: современные технологии хранения
  7. Хранение 101: конвергенция и совместимость
  8. Хранилище 101: Облачное хранилище
  9. Хранилище 101: безопасность и конфиденциальность данных
  10. Storage 101: будущее хранения
  11. Хранилище 101: мониторинг показателей хранилища
  12. Хранилище 101: RAID

В предыдущей статье этой серии я познакомил вас с хранилищем с прямым подключением (DAS), хранилищем с сетевым подключением (NAS) и сетью хранения данных (SAN), трем конфигурациям хранилища, которые широко применяются в обеих системах хранения данных. центры и офисные помещения.По большей части эти конфигурации представляют собой традиционные подходы к хранению данных, то есть они были частью ландшафта хранения на протяжении десятилетий и начинают показывать свой возраст.

Это не означает, что они находятся на пути к устареванию, но они вынуждены уступить место более современным технологиям, которые внедряются в центры обработки данных, облачные среды, удаленные офисы и филиалы и другие параметры – часто вместе или как часть их более традиционных аналогов.

В этой статье я познакомлю вас с пятью важными технологиями, которые постоянно проникают в ИТ-инфраструктуры: программно-конфигурируемое хранилище, виртуальная сеть хранения данных, интеллектуальное хранилище, вычислительное хранилище и память класса хранилища. Некоторые из этих технологий внедряются быстрее, чем другие, при этом степень их принятия варьируется от одной к другой, но все они представляют важные тенденции в хранении данных и становятся все более распространенными в инфраструктуре.

Программно-определяемое хранилище

Хотя традиционные конфигурации хранения по-прежнему играют жизненно важную роль, они не были разработаны для удовлетворения требований сегодняшних огромных объемов динамических, распределенных и разнородных данных. Некоторые ИТ-группы решают эти проблемы, обращаясь к программно-определяемым хранилищам (SDS), программному решению, которое обеспечивает уровень абстракции между приложениями и устройствами хранения, фактически отделяя программное обеспечение хранилища от базового оборудования.

В идеале решение SDS будет работать на обычных серверах и поддерживать широкий спектр устройств хранения, устраняя любые зависимости от проприетарного оборудования или его программного обеспечения. Решение SDS контролирует запросы к хранилищу от приложения, одновременно управляя самими ресурсами хранилища. Такое отделение плоскости данных от плоскости управления может привести к большей оперативности и контролю над тем, где и как хранятся данные.

Хотя поставщики используют разные подходы к SDS, решения обычно используют виртуализацию для консолидации физических запоминающих устройств в логические пулы ресурсов, которые можно динамически контролировать и выделять для приложений, которым они нужны.Решение SDS предоставляет основанные на стандартах API-интерфейсы для предоставления ресурсов и управления ими, что упрощает автоматизацию операций, поддерживает усилия по разработке, такие как инфраструктура как код (IaC), и интегрируется с инструментами оркестровки контейнеров, такими как Kubernetes.

Одно из самых больших преимуществ SDS – гибкость. Не только ИТ-команды имеют больший выбор оборудования, но и приложения также выигрывают, потому что ресурсы хранения могут распределяться и масштабироваться по запросу. Кроме того, решение SDS может лучше использовать физические ресурсы, что может привести к снижению затрат, особенно если исключить проприетарные системы хранения и привязку к поставщику, которая идет с ними.SDS может иногда даже повысить производительность за счет использования параллелизма, многоуровневого хранения данных и кэширования данных.

Тем не менее, SDS не лишена проблем. Во-первых, внедрение и поддержка SDS-решения может быть сложной задачей, особенно при работе с несколькими продуктами хранения от разных поставщиков. Эти мультивендорные сценарии также могут затруднить получение поддержки от поставщика или даже выявить источник конкретной проблемы (еще больше усугубляя проблемы поддержки). Кроме того, решения SDS могут быть не такими аппаратно-независимыми, как иногда предлагают, а некоторые продукты SDS могут не включать в себя все функции, доступные для специализированных проприетарных систем, хотя ситуация постоянно улучшается.

Виртуальный SAN

Еще одна технология, которую организации используют для решения современных рабочих нагрузок, – это виртуальная сеть хранения данных (VSAN), механизм разделения и изоляции трафика в таких сетях, как Fibre Channel или Ethernet. В конфигурации VSAN физическая сеть SAN разбита на логические разделы, которые разделяют устройства, подключенные к одной и той же структуре. Например, вы можете создавать сети VSAN для разделения групп с разными требованиями к безопасности или производительности или использовать их для изоляции трафика резервного копирования от производственного трафика.

Этот тип VSAN отличается от того, что вы видите в продуктах, в которых для описания возможностей SDS используются термины virtual SAN, VSAN, или даже vSAN (строчная буква «v»). Например, VMware предлагает продукт под названием vSAN (ранее Virtual SAN), решение SDS, используемое вместе с VMware vSphere для создания основы для гиперконвергентных инфраструктур. VMware vSAN создает пулы логических ресурсов, состоящие из устройств DAS, подключенных к кластерам vSphere инфраструктуры, а затем делает эти ресурсы доступными для виртуальных машин кластера.

VSAN в контексте этой статьи берет свое начало в Cisco Systems и специфична для реализаций SAN. Каждая логическая VSAN поддерживает те же операции и конфигурации, которые доступны для физической SAN, но их можно настроить независимо для удовлетворения конкретных потребностей. Устройства в vSAN могут свободно обмениваться данными друг с другом, но не могут обмениваться данными с устройствами за пределами своей собственной VSAN, даже если они подключены к одной и той же физической SAN. Таким образом, организация может построить единую топологию SAN, но при этом иметь преимущества логических топологий, не зависящих от географического расположения коммутаторов SAN и подключенных устройств.

Cisco VSAN был утвержден в качестве стандарта Американского национального института стандартов (ANSI) в октябре 2004 года, что свидетельствует о его важности для центров обработки данных. Хотя VSAN не может квалифицироваться как современная технология , она стала играть важную роль в облачных вычислениях и виртуализированных средах, поскольку позволяет изменять топологию SAN без изменения фактической физической структуры. VSAN также упрощают масштабирование ресурсов хранения для поддержки меняющихся рабочих нагрузок и обеспечения избыточности сети.Если одна VSAN выходит из строя, службы могут быть переключены на другую VSAN в той же физической сети.

Интеллектуальное хранилище

Постоянно растущие объемы разнородных данных приносят с собой целый ряд проблем, связанных с производительностью, обслуживанием и безопасностью. Чтобы помочь решить эти проблемы, поставщики неуклонно внедряют интеллектуальные средства в свои решения для хранения данных. Интеллектуальное хранилище использует искусственный интеллект (AI) и другие передовые технологии для упреждающего управления системами, оптимизации производительности и устранения потенциальных проблем до их возникновения.

Интеллектуальная система постоянно учится на своем окружении и соответственно автоматически корректирует свое поведение. Система собирает данные телеметрии из участвующих систем хранения, агрегирует и анализирует данные, а затем использует полученные знания для обслуживания и оптимизации этих систем. При эффективном внедрении интеллектуальные решения для хранения данных могут обеспечить большую надежность, безопасность, использование ресурсов и производительность приложений.

Интеллектуальная система хранения основана на сложном механизме анализа, который использует технологии искусственного интеллекта, такие как машинное обучение и глубокое обучение, а также другие передовые технологии, включая прогнозную аналитику.Механизм выявляет закономерности и аномалии в данных для прогнозирования проблем, прогнозирования тенденций, выявления проблем с производительностью и решения других потенциальных проблем. В то же время движок постоянно учится на собранных данных, что приводит к более точным прогнозам и, следовательно, к более эффективным системам хранения.

Интеллектуальное решение для хранения данных может автоматически прогнозировать результаты и предотвращать проблемы до их возникновения, одновременно принимая меры для оптимизации производительности рабочих нагрузок и обеспечения безопасности и соответствия данных.Решение может предупреждать вас о проблемах конфиденциальности, устранять угрозы безопасности, помогать планировать емкость, уведомлять вас о нехватке хранилища, выделять ресурсы для виртуализированных рабочих нагрузок или выполнять множество других операций.

Поставщики по-разному внедряют интеллект в свои решения для хранения данных. Например, Hewlett-Packard Enterprises (HPE) обеспечивает интеллектуальную систему хранения данных через свою службу InfoSight, которая ежесекундно собирает данные телеметрии с миллионов датчиков в системах, установленных по всему миру.InfoSight постоянно анализирует данные, а затем применяет результаты этого анализа к индивидуальным системам клиентов.

Dell EMC использует другой подход, встраивая механизм машинного обучения непосредственно в решения для хранения данных, что позволяет каждой системе принимать быстрые решения автономно, не полагаясь на постоянный внешний ввод. Механизм анализирует данные, собранные из локальных компонентов, используя модель усиленного обучения для быстрого решения проблем распределения.

Однако у него нет преимущества немедленного доступа к текущей аналитике по сравнению с глобальным набором данных.При этом заказчики систем хранения Dell также могут воспользоваться услугой CloudIQ поставщика, которая обеспечивает мониторинг, аналитику и аналитику для устройств хранения Dell. Преимущество подхода Dell – более быстрое время отклика, поскольку он не ожидает ввода от внешней службы.

Вычислительная память

В традиционной архитектуре вычислений / хранения данные перемещаются между запоминающим устройством и памятью компьютера, где они могут обрабатываться в ответ на запросы приложений.При нормальной работе данные свободно перемещаются между ними, что вызывает несколько проблем с задержкой и узкими местами. Однако современные рабочие нагрузки, такие как искусственный интеллект или анализ больших данных, могут столкнуться с проблемами производительности, потому что порты ввода-вывода, которые находятся между хранилищем и памятью, имеют ограниченную полосу пропускания и не могут удовлетворить спрос, что приводит к возникновению узких мест, которые замедляют время отклика.

Чтобы решить эту проблему, несколько поставщиков теперь предлагают решения для вычислительных хранилищ, которые переносят по крайней мере часть обработки на саму платформу хранения, подход, который иногда называют обработкой на месте, .Вычислительное хранилище сближает хранилище и вычислительные ресурсы на уровне хранилища, где данные могут быть предварительно обработаны от имени сервера. Это не только сокращает путь доступа к данным и уменьшает поток трафика – и связанные с ним задержки, – но вычислительные компоненты также могут использовать преимущества возможностей параллельной обработки, присущие решениям для хранения данных, что приводит к еще большей производительности.

Вычислительное хранилище потенциально может принести пользу любому чувствительному к задержкам приложению, обрабатывающему большие объемы данных.Это также может принести пользу сценариям периферийных вычислений и Интернета вещей (IoT), где вычислительные ресурсы часто ограничены размером. Например, вы можете агрегировать массивный набор данных на месте, а затем отправлять только агрегированные результаты в память сервера для дополнительной обработки. Таким образом вы уменьшаете объем данных, которые должны проходить через порты ввода-вывода, сводя к минимуму влияние на вычислительные ресурсы, что, в свою очередь, освобождает их для других рабочих нагрузок.

Хотя несколько поставщиков сейчас предлагают вычислительные системы хранения, отрасль все еще очень молода.Нередко возникают проблемы с интеграцией из-за различий в реализациях. К счастью, Промышленная ассоциация сетей хранения данных (SNIA) предприняла попытку определить стандарты интерфейсов для развертывания, предоставления, управления и защиты вычислительных устройств хранения.

Память класса хранения

Еще одна современная технология, которая сейчас вызывает много шума, – это память класса хранения (SCM), тип памяти, который почти такой же быстрый, как динамическая память с произвольным доступом (DRAM), но, как и флэш-память NAND, является энергонезависимой (то есть может сохранить данные, даже если отключен от сети).SCM также имеет более низкую стоимость байта, чем DRAM, но значительно превосходит NAND. Он может даже обеспечить большую выносливость, чем NAND.

Как и вычислительные системы хранения данных, SCM все еще является молодой технологией, но у нее есть большой импульс, и Intel находится в авангарде. Вероятно, вы увидите, что SCM также называют постоянной памятью, PMEM или P-MEM. Некоторые источники различают SCM и постоянную память в зависимости от того, как реализована технология, но такие несоответствия обычны в зарождающейся отрасли, такой как SCM, и, несомненно, отрасль в конечном итоге остановится на общей номенклатуре.

Обсуждения SCM часто сосредоточены вокруг идеи нового уровня в иерархии памяти / хранилища с модулями SCM, расположенными между DRAM и NAND flash. Как и DRAM, устройство SCM имеет байтовую адресацию и может напрямую подключаться к пространству памяти сервера, обеспечивая эффективный способ поддержки чувствительных к задержкам приложений, которым требуется больше памяти, чем может предоставить DRAM.

Преодолевая разрыв между традиционной памятью и хранилищем, SCM позволяет приложениям получать доступ к большим наборам данных через пространство системной памяти, что значительно ускоряет операции чтения и записи.В то же время устройство SCM может поддерживать доступ на уровне блоков, например флэш-память NAND, обеспечивая большую универсальность, чем DRAM или NAND.

Первоначально основное внимание в технологии SCM уделялось устройствам, которые можно использовать в качестве кеш-памяти или для замены твердотельных флэш-накопителей (SSD). Intel лидирует в этом направлении, выпустив линейку твердотельных накопителей Optane DC, которые работают во многом как твердотельные накопители на базе флэш-памяти NAND, но обеспечивают более высокую производительность.

Совсем недавно Intel представила свои модули постоянной памяти Optane DC.Они подключаются непосредственно к стандартным разъемам для модулей памяти с двухрядным расположением выводов (DIMM). Модуль Optane может хранить до 512 ГБ данных, что намного превышает сегодняшнюю память DRAM, хотя в ближайшем будущем такая емкость может стать более распространенной для DRAM. Таким образом, модуль может служить уровнем хранения между DRAM и NAND flash, приближая нас к исходному видению SCM.

Также возможно использовать SCM вместо DRAM. Хотя модули SCM медленнее, их способность сохранять данные делает их хорошо подходящими в качестве загрузочных устройств.Например, вы можете использовать SCM для производственного сервера, который должен быть запущен как можно быстрее после запланированного или незапланированного перезапуска.

Постоянная память

Optane DC основана на технологии 3D XPoint, которая является результатом совместных усилий Intel и Micron Technology. Компания Micron недавно выпустила свой первый продукт на базе 3D XPoint, твердотельный накопитель X100, следуя тому же пути, что и Intel, впервые представив твердотельный накопитель. Тем не менее, 3D XPoint – не единственное, что делается в области SCM. Другие производители работают над собственными решениями, основанными на таких технологиях, как магниторезистивная RAM (MRAM) и RAM на нанотрубках (NRAM).

Двигаясь в будущее

Конечно, каждая из этих технологий – это гораздо больше, чем то, что я могу охватить в одной статье, и есть много других новых технологий, таких как хранилище 5D, в котором для встраивания данных используется сверхбыстрая лазерная технология. на кварцевом стекле.

Хранилище

5D может хранить до 360 ТБ данных на одном 12-сантиметровом диске из диоксида кремния, при этом данные остаются жизнеспособными в течение более 13 миллиардов лет. Фактически, диск, содержащий всю серию Foundation Исаака Азимова, в настоящее время вращается вокруг нашего Солнца, заправленный в вишнево-красный Tesla Roadster Илона Маска на борту ракеты Falcon Heavy SpaceX, запущенной в феврале 2018 года.

Как и вращающийся на орбите кварцевый диск, технологии хранения постоянно совершенствуются, и будущее систем хранения остается неопределенным, но захватывающим. Несомненно то, что объем данных будет продолжать расти, данные будут становиться все более разнообразными и распределенными, а рабочие нагрузки, обрабатывающие эти данные, станут более сложными и интенсивными, что приведет к более высоким требованиям к хранению, чем когда-либо.

Технологии хранения данных будущего должны будут учитывать как объем, так и сложность данных, одновременно поддерживая приложения, которые с каждым днем ​​становятся все более сложными и надежными.Технологии также должны обеспечивать безопасность данных и защиту от кибератак, которые также становятся все более изощренными и надежными. Современные решения для хранения данных, появляющиеся сейчас, прокладывают путь к этому будущему, но их недостаточно для решения бесчисленного множества проблем, которые вырисовываются перед нами и возглавляют новое поколение инновационных технологий.

Что такое запоминающее устройство?

Обновлено: 02.05.2021, Computer Hope

Альтернативно упоминаемое как цифровое хранилище , хранилище , носитель хранения или носитель данных , устройство хранения представляет собой любое аппаратное обеспечение, способное хранить информацию либо временно, либо постоянно.На рисунке показан пример внешнего вторичного запоминающего устройства Drobo.

Есть два типа запоминающих устройств, используемых с компьютерами: первичное запоминающее устройство, такое как ОЗУ, и вторичное запоминающее устройство, такое как жесткий диск. Вторичное хранилище может быть съемным, внутренним или внешним.

Примеры компьютерных хранилищ

Магнитные запоминающие устройства

Сегодня магнитное хранилище – один из наиболее распространенных типов хранилищ, используемых в компьютерах. Эта технология в основном используется на жестких дисках очень большого размера или гибридных жестких дисках.

Оптические запоминающие устройства

Другой распространенный тип запоминающего устройства – это оптическое запоминающее устройство, в котором в качестве метода чтения и записи данных используются лазеры и свет.

Устройства флэш-памяти

Флэш-память

заменила большинство магнитных и оптических носителей, поскольку она становится дешевле, поскольку является более эффективным и надежным решением.

Интернет и облако

Хранение данных в Интернете и в облачном хранилище становится популярным, поскольку людям требуется доступ к своим данным с нескольких устройств.

Хранение бумаги

Ранние компьютеры не имели метода использования какой-либо из вышеперечисленных технологий для хранения информации, и им приходилось полагаться на бумагу. Сегодня эти формы хранения используются или встречаются редко. На картинке показан пример того, как женщина вводит данные на перфокарту с помощью машины для перфокарт.

Примечание

Печатная копия считается формой хранения на бумаге, хотя ее нелегко использовать для ввода данных обратно в компьютер без помощи OCR.

Зачем нужна память на компьютере?

Без запоминающего устройства компьютер не может сохранять или запоминать какие-либо настройки или информацию и будет считаться «тупым» терминалом.

Несмотря на то, что компьютер может работать без запоминающего устройства, он сможет только просматривать информацию, если он не подключен к другому компьютеру, у которого есть возможности хранения. Даже такая задача, как просмотр веб-страниц в Интернете, требует хранения информации на вашем компьютере.

Почему так много разных запоминающих устройств?

По мере развития компьютеров технологии, используемые для хранения данных, тоже, с повышенными требованиями к пространству для хранения. Поскольку людям нужно все больше и больше места, они хотят его быстрее, дешевле и хотят брать его с собой, необходимо изобретать новые технологии.Когда разрабатываются новые устройства хранения, по мере того, как люди переходят на эти новые устройства, старые устройства больше не нужны и перестают использоваться.

Например, когда перфокарты впервые использовались в ранних компьютерах, магнитные носители, используемые для гибких дисков, были недоступны. После выпуска дискет их заменили приводы CD-ROM, которые были заменены приводами DVD, которые были заменены флэш-накопителями. Первый жесткий диск от IBM стоил 50 000 долларов, был всего 5 МБ, большим и громоздким.Сегодня у нас есть смартфоны, емкость которых в сотни раз больше по гораздо меньшей цене, которую мы можем носить в кармане.

Каждое усовершенствование устройств хранения данных дает компьютеру возможность хранить больше данных, а также быстрее сохранять и получать к ним доступ.

Что такое место хранения?

При сохранении чего-либо на компьютере он может запросить место хранения , в котором сохраняется информация о местоположении. По умолчанию большая часть информации сохраняется на жестком диске вашего компьютера.Если вы хотите переместить информацию на другой компьютер, сохраните ее на съемном запоминающем устройстве, например на USB-накопителе.

Какие устройства хранения используются сегодня?

Большинство упомянутых выше запоминающих устройств больше не используются в современных компьютерах. Большинство компьютеров сегодня в основном используют SSD для хранения информации, а также возможность использовать USB-накопители и доступ к облачному хранилищу. Большинство настольных компьютеров и некоторые ноутбуки оснащены дисководом, способным читать и записывать компакт-диски и DVD.

Какое устройство хранения имеет наибольшую емкость?

Для большинства компьютеров самым большим запоминающим устройством является жесткий диск или твердотельный накопитель. Однако сетевые компьютеры также могут иметь доступ к более крупным хранилищам с большими ленточными накопителями, облачными вычислениями или устройствами NAS. Ниже приведен список устройств хранения от наименьшей емкости до наибольшей емкости.

Примечание

Многие устройства хранения доступны с разной емкостью. Например, с развитием жестких дисков их объем памяти увеличился с 5 МБ до нескольких терабайт.Таким образом, приведенный ниже список предназначен только для того, чтобы дать общее представление о разнице в размерах каждого устройства хранения, от наименьшего до наибольшего объема хранения. Из списка есть исключения.

  1. Перфокарта
  2. Перфолента
  3. Дискета
  4. Застежка-молния
  5. CD
  6. DVD
  7. Диск Blu-ray
  8. Флэш-привод
  9. Жесткий диск / SSD
  10. Ленточный накопитель
  11. NAS / облачное хранилище

Являются ли запоминающие устройства устройствами ввода и вывода?

№Хотя эти устройства отправляют и получают информацию, они не считаются устройством ввода или устройством вывода. Более правильно называть любое устройство, способное хранить и читать информацию, как запоминающее устройство, диск, диск, привод или носитель.

Как получить доступ к устройствам хранения?

Доступ к запоминающему устройству на вашем компьютере зависит от операционной системы, которая используется на вашем компьютере, и от того, как она используется. Например, в Microsoft Windows вы можете использовать файловый менеджер для доступа к файлам на любом устройстве хранения.Microsoft Windows использует проводник в качестве файлового менеджера по умолчанию. На компьютерах Apple Finder считается файловым менеджером по умолчанию.

Какое устройство хранения последней версии?

Одной из самых последних технологий устройств хранения, которые будут представлены, является NVMe, при этом SSD и облачное хранилище также являются недавно разработанными устройствами хранения. Кроме того, старые технологии, такие как жесткие диски и ленточные накопители, всегда разрабатывают новые методы, позволяющие устройствам хранить больше данных.

Условия для CD, Облако, Условия для дисковода гибких дисков, Условия для жестких дисков, Условия для оборудования, Устройство ввода-вывода, Условия для памяти, Энергонезависимая, Оптановая память, Постоянное хранилище, SAN, Условия на магнитной ленте

Современные технологии хранения данных в 2020 году: что нужно знать

Зачем нужны инновационные технологии хранения?

Во-первых, несколько цифр, чтобы поместить обсуждение в контекст.Во всем мире на YouTube просматривают 4,3 миллиона видео, добавляется 400 часов новых видео, публикуется более 474 000 твитов, а в Google выполняется более 3,5 миллиардов поисковых запросов – каждую минуту . В исследовании , проведенном за 2018 год, IDC сообщила, что в мире насчитывается около 33 зеттабайт данных. По их оценкам, к 2025 году это число вырастет до 175 зеттабайт данных. Это настолько много данных, что одному пользователю потребуется около 1,8 миллиарда лет, чтобы загрузить их все при текущей скорости интернета.

4,333 миллиарда человек в настоящее время являются пользователями Интернета, что на 8 процентов больше, чем в 2018 году. Из них 3,534 миллиарда человек являются пользователями социальных сетей, что на 9 процентов больше, чем в прошлом году. Более 3,463 миллиарда человек используют социальные сети на своих телефонах, что на 7,8 процента больше, чем в 2018 году.

Неудивительно, что потребность в решениях для быстрого доступа к данным и хранилищах с высокой пропускной способностью сейчас больше, чем когда-либо, и продолжает расти. Вот почему происходит быстрое внедрение новых технологий, дополняющих современные подходы к хранению данных.

Новые технологии хранения данных

Одним из них является память класса хранения (SCM) или энергонезависимая память с произвольным доступом (NVRAM). NVRAM может сохранять данные даже после отключения электроэнергии. Поскольку каждый байт имеет свой адрес памяти, NVRAM работает очень быстро, особенно по сравнению с динамической RAM (DRAM), которая имеет доступ на уровне страниц, или со стандартной NAND, которая имеет доступ на уровне блоков.

Существует несколько типов технологий NVRAM. Самая старая из них, статическая RAM (SRAM), имеет более сложную структуру, чем DRAM, как минимум с шестью переключателями и более активными соединениями.Коммутаторы сконфигурированы таким образом, что чип будет сохранять свое состояние без обновления, что делает SRAM очень подходящей для операций чтения и приложений с малой задержкой. Однако из-за этого становится сложнее писать и со временем становится более подверженным ухудшению качества.

Новые технологии энергонезависимой памяти, такие как сегнетоэлектрическая RAM (FRAM) и магниторезистивная RAM (MRAM), имеют лучшие характеристики и варианты использования, чем SRAM. FRAM использует архитектуру сегнетоэлектрического конденсатора в качестве элемента хранения. Есть электрический диполь, который перемещается и меняет полярность с помощью внешнего электрического поля.Из-за температуры и свободных электрических зарядов диполь со временем расшатывается, что в конечном итоге приводит к поломке.

По сравнению с FRAM, MRAM не требует какого-либо движения, потому что он основан на магнитном состоянии ферромагнитного материала в определенный момент времени, поэтому он не изнашивается со временем и не зависит от температуры . MRAM также имеет более быстрый доступ и время цикла.

На подходе и другие технологии, такие как RAM с фазовым переходом (PRAM), SONOS, резистивная RAM (RRAM) или Nano-RAM.Только время покажет, какие из них надежны и достаточно дешевы для массового производства и попадания на полки.

NVRAM также поставляется в виде модулей NVDIMM, хотя некоторые технологии NVDIMM, такие как NVDIMM-N, не имеют встроенной технологии постоянной памяти. Он объединяет только микросхемы DRAM и NAND на одной плате и копирует данные из микросхем DRAM во флэш-память в случае потери электроэнергии.

С другой стороны, NVDIMM-P будет использовать некоторую технологию постоянной памяти, описанную выше, а также сложную схему контроллера и буфера.Время выпуска, вероятно, будет где-то в 2020 году, вероятно, вместе с временными рамками DDR5. Сценарии использования, которые могут извлечь выгоду из преимуществ постоянной памяти, – это приложения, которые используют быстрое ведение журнала транзакций и вычисления в памяти, например базы данных.

Быстрое развитие технологий и доступность могут стать реальностью благодаря лидерам рынка, таким как Intel и Everspin, которые в настоящее время уделяют особое внимание этой технологии. На данный момент цена довольно высока; Intel продает модуль NVDIMM 128 ГБ примерно за 570 долларов США, модуль 256 ГБ – за 2100 долларов США, а модуль 512 ГБ можно приобрести за поразительную сумму в 6700 долларов США.Будем надеяться, что цены упадут вместе с внедрением технологий.

Еще одна новая технология – NVMe over Fabrics или NVMeOF. Этот протокол позволяет передавать команды хранилища NVMe между серверами через Infiniband и Ethernet с использованием технологии RDMA. Протокол RDMA позволяет различным приложениям передавать информацию о памяти напрямую, минуя ОС и ЦП, имея очень низкую задержку и экономя вычислительные ресурсы. С помощью NVMeOF это можно сделать по кабелям Ethernet, подключив узлы в сценариях высокопроизводительных вычислений или распределенного хранения.Протокол NVMe может передаваться через различные носители, такие как FC, Infiniband, Ethernet или NextGen Fabrics.

Мы видим адаптацию RoCE (работающего на Infiniband) к RoCEv2 с описанием каждого заголовка:

Рисунок 1. RoCE и кадры RoCEv2

Самыми популярными реализациями NVMe через Ethernet являются RoCEv2 и iWARP. Хотя iWARP (не аббревиатура) может звучать как модернизированный варп-привод из Star Trek, он не так быстр по сравнению со своим двоюродным братом RoCEv2 из-за своей сложности и дополнительных накладных расходов.RoCEv2 легче, быстрее, но ему не хватает надежности iWARP, учитывая, что iWARP использует TCP, а RoCEv2 использует кадры UDP.

Рисунок 2. Уровни транспортных протоколов RDMA

И iWARP, и RoCEv2 являются протоколами с маршрутизацией; таким образом, сценарий варианта использования может быть расширен, хотя и за счет немного большей задержки и ненадежности при использовании UDP. Однако, чтобы сделать RoCEv2 полностью надежным, в будущем в стек протоколов RDMA могут быть добавлены проверки надежности.

Рис. 3. Протоколы iWARP

Хотя для протоколов RoCEv2 и iWARP требуется физический адаптер или RNIC (RDMA NIC), установленный на каждом хосте в сети, iWARP также можно протестировать с помощью обычных сетевых адаптеров Ethernet. с помощью Soft-iWARP. Вы можете клонировать его из GitHub и попробовать сами.

Какое влияние оказывают эти новые технологии?

Технологии SCM и NVMeOF помогли проложить путь для некоторых интересных новых подходов к хранению данных.

Одним из них является вычислительное хранилище , которое берет старую идею системы хранения и меняет ее наоборот: вместо перемещения данных на узел обработки вычисления выполняются гораздо ближе к тому месту, где хранятся данные, тем самым экономя значительные ресурсы центрального процессора и время. Хотя структура хранения, состоящая из быстрых носителей и NVMe, молниеносна, вычислительные системы хранения данных поднимают все выше и выше. CSS полагается на обработку данных на месте путем добавления процессора ARM в контроллер твердотельного накопителя NVME.Данные по-прежнему должны поступать в ЦП, но это происходит намного быстрее благодаря общему интерфейсу флэш-памяти или CFI.

CFI – это стандарт, введенный JEDEC, позволяющий хранить параметры таблицы данных, расположенные в устройстве. Эта информация хранится в виде таблиц CFI, которые может запрашивать приложение, запрашивающее данные.

Например, NGD Systems использует процессор ARM Cortex-A53, встроенный в контроллер SSD-диска. Samsung использует ПЛИС Xilinx с ядрами ARM для разгрузки ЦП такими задачами, как сжатие, дедупликация, шифрование или даже аналитика.Eideticom разработал ускоритель NoLoad; один из них вписывается в форм-фактор 2,5-дюймового твердотельного накопителя U.2 NVMe, но вместо флеш-чипов он имеет ускоритель Xilinx FPGA и немного памяти. Этот подход использует преимущества сохранения текущей настройки диска и использования шины PCIe для разгрузки таких задач, как стирающее кодирование, рейд, сжатие данных и дедупликация; если вы спросите меня, все вкусности, которые вы хотели бы получить от быстрого Storage Santa. Eideticom и Nallatech заявляют, что одно устройство NoLoad Gen3x4 может сжимать и распаковывать данные с использованием алгоритма zlib со скоростью более 3 ГБ / с.Впечатляет, правда?

Второй подход – это хранилище на основе намерений , новое интересное решение для хранения данных с большим потенциалом. Развивая идею вычислительного хранилища, такие компании, как Datera и Hammerspace, разработали отличные проприетарные решения.

Hammerspace объединяет мультиоблачные среды под одним и тем же капотом, используя глобальную файловую систему поверх фактических данных. Каждый фрагмент данных получает свои собственные метаданные, которые сообщают глобальной файловой системе, где находится информация, как получить к ней доступ, и подробности о ней через механизм метаданных.После создания индекса метаданных в игру вступает алгоритм машинного обучения, который анализирует метаданные с помощью аналитики и предлагает более подробную информацию о данных, а также постоянно улучшает доступ к файлам и производительность.

Datera – еще один важный игрок в индустрии программных услуг передачи данных. Они предлагают решение, аналогичное тому, что есть в Hammerspace, но также предоставляют способ взаимодействия со средой хранения через графический интерфейс или API в соответствии с потребностями клиентов. В зависимости от требований заказчика к ресурсам комплексная реализация QoS в инфраструктуре хранения может автоматически добавлять или удалять вычислительные узлы, перемещать данные на более горячие или более холодные уровни хранения, делая возможной масштабируемость «на лету».

Заключение

Индустрия данных быстро развивается и может быть порочной средой для компаний, которые не успевают за тенденциями или не инвестируют должным образом в разработку новых продуктов. Тем не менее, та же быстро развивающаяся отрасль поощряет появление новых аппаратных технологий, таких как память класса хранения, NVMe over Fabrics и новых программных сервисов хранения, нацеленных на вычислительные и основанные на намерениях решения для хранения данных.

Об авторе

Каталин Майта – инженер по хранению в Bigstep.Он технический энтузиаст, специализирующийся на технологиях хранения с открытым исходным кодом.

Компьютер – запоминающее устройство (носитель)

Компьютер хранения – Устройство

—————— То же, что и компьютер – Память (физическая память) ???? ——————

Запоминающее устройство – это устройство, на котором хранятся байты:

Это массив схем, сохраняющий битовое состояние (0 или 1). Запоминающее устройство может быть любым, что может хранить и извлекать 0 и 1.

Он также упоминается как:

  • компонент хранения данных.

  • СМИ

Хранилище компьютерных данных, часто называемое хранилищем или памятью , относится к компьютерным компонентам и носителям записи, которые сохраняют цифровые данные, используемые для вычислений, в течение некоторого интервала времени.

В основном они обслуживают запросы ввода-вывода.

Хранение компьютерных данных обеспечивает одну из основных функций современного компьютера – сохранение информации. Он является одним из основных компонентов всех современных компьютеров и в сочетании с центральным процессором (ЦП, процессор) реализует базовую компьютерную модель, используемую с 1940-х годов.

В современном использовании:

  • Сегодня хранилище
  • чаще относится к запоминающим устройствам большой емкости – оптическим дискам, формам магнитных накопителей, таким как жесткие диски, и другим типам, более медленным, чем ОЗУ, но более постоянного характера.

Исторически память и хранилище соответственно назывались основной памятью и вторичной памятью (или вспомогательной памятью). Вспомогательная память (или блоки вспомогательной памяти) также использовалась для представления памяти, которая не была напрямую доступна ЦП (вторичная или третичная память).Также используются термины внутренняя память и внешняя память.

Назначение компонента хранения данных в компьютерном мире – хранить элементы (данные) и обеспечивать легкий доступ к ним в качестве хранилища на полках в реальном мире.

Компонент хранения данных – это компьютерные компоненты, в которых записываются (хранятся) данные, такие как:

и могут быть дифференцированы путем оценки определенных основных характеристик

Компоненты хранилища можно различать по их характеристикам или свойствам, но для упрощения можно выделить три основных или базовых характеристики:

  • Задержка: сколько времени проходит между отправкой запроса и получением запрошенных данных
  • Вместимость: сколько он может вместить (запомнить)

  • Пропускная способность: как быстро можно получить или сохранить эти данные

Исходя из вышеперечисленных характеристик, в типичном компьютере существует четыре физических типа устройства хранения данных:

  • регистров ЦП – здесь ЦП управляет данными – без задержки, очень низкая емкость

  • Кэш ЦП – прямой доступ памяти к модулю ЦП – некоторая задержка при запросе памяти

  • RAM – заметная задержка, связанная с доступом к этой памяти, но в то же время значительно большая емкость
  • Диск – значительная задержка – очень большая емкость (в мире баз данных).Ее также иногда называют «оперативной памятью», поскольку это единственная энергонезависимая память. Это память, которая не сбрасывается при выключении компьютера.

Современный компьютер использует сложные правила и методы для управления ими. Обычно оборудование управляет кешем ЦП автоматически, а программное обеспечение контролирует использование регистров ЦП, ОЗУ и диска. Регистры CPU немного более особенные, так как обычно они не управляются динамически. Скорее, когда данная программа компилируется, она имеет встроенное использование определенных регистров ЦП.

электронных запоминающих устройств и технологий | Small Business

Современные компании нуждаются в безопасном, надежном и быстром доступе к своим данным, поэтому выбор электронного запоминающего устройства очень важен. Доступен широкий спектр типов хранилищ, каждый из которых имеет свои преимущества с точки зрения производительности и доступности. Изучение различий между ними может помочь вам сделать правильный выбор для вашей организации, гарантируя, что ваши данные всегда будут у вас под рукой.

Жесткий диск

Жесткие диски хранят данные на магнитно заряженных пластинах. Эти данные считываются парой головок, которые перемещаются по поверхности диска аналогично игле проигрывателя виниловых пластинок. Жесткие диски есть почти во всех компьютерах, их также можно купить как внешние устройства. Они хороши для общего использования, так как относительно дешевы и их можно записывать много раз. Однако с ними нужно обращаться осторожно, потому что их движущиеся части делают их хрупкими.

Твердотельный накопитель

Твердотельный накопитель или твердотельный накопитель хранит данные на микрочипах, а не на пластинах. Они похожи на жесткие диски в том, что данные могут быть перезаписаны на них столько раз, сколько необходимо, но отсутствие движущихся частей делает их значительно быстрее, тише и холоднее, чем стандартные жесткие диски. Однако их стоимость за гигабайт обычно намного выше, чем у жестких дисков, и поэтому они лучше всего подходят для высокопроизводительных приложений, которым требуется дополнительная скорость и надежность.

Лента

Магнитная лента, один из старейших форматов хранения, до сих пор широко используется. В этом формате накопитель записывает данные на ленточный картридж, который затем можно извлечь и заменить на другую ленту. Основным преимуществом ленты является низкая стоимость гигабайта, но доступ к данным медленный по сравнению с другими форматами, а сами диски могут быть дорогими. Таким образом, ленту лучше всего использовать для приложений хранения, которым не требуется регулярный доступ к данным, например, для целей архивирования.

Облако

Облачное хранилище позволяет использовать Интернет для хранения данных – обычно за ежемесячную плату – вместо покупки собственных устройств хранения.Хранение ваших данных в облаке позволяет вам получать к ним доступ с любого устройства, подключенного к Интернету, что делает его идеальным, если вы часто путешествуете или работаете из дома. Однако популярные облачные сервисы, такие как Dropbox, часто становятся мишенью для хакеров, а нормативные требования могут затруднить легальное хранение конфиденциальных данных, таких как финансовые или клиентские записи, в Интернете.

Источники

Ресурсы

Биография писателя

Энди Уолтон (Andy Walton) с 2009 года занимается технологией и специализируется на сетевых технологиях и мобильной связи.Ранее он был ИТ-специалистом и менеджером по продукту. Уолтон живет в Лестере, Англия, и имеет степень бакалавра информационных систем в Университете Лидса.

Технологии хранения и их устройства | Базер Хуссейн | Вычислительные технологии с основами информационных технологий

В наши дни каждое вычислительное устройство имеет какую-то память, которую они используют для хранения информации. В основном существует два типа хранилища: одно – статическое или энергонезависимое, а другое – динамическое или энергозависимое, как я уже обсуждал в предыдущем блоге, посвященном оперативной памяти.Теперь поговорим о технологиях хранения, которые мы используем для хранения данных. Существует три основных типа технологий хранения:

  • Магнитное хранилище
  • Оптическое хранилище
  • Твердотельное хранилище

Магнитное хранилище кодирует данные в виде шаблонов положительной и отрицательной магнитной полярности на некотором магнитном носителе, например органический металл. Такие устройства, как гибкие диски, кассеты для магнитофонов и жесткие диски, используют технологию магнитного хранения.Внутри жестких дисков находятся круглые пластины из металлооксидного материала, которые вращаются вокруг шпинделя с высокой скоростью. Точно так же у них есть механическая часть, то есть якорь и его головка, которые считывают / записывают шаблоны магнитной полярности на пластинах. Шаблоны сохраняются в виде битов за счет намагничивания пластин с положительной и отрицательной полярностями. Емкость жестких дисков варьируется от мегабайт (мегабайт) до сотен ТБ (терабайт). Внутренняя часть жесткого диска показана на рисунке ниже.

Рисунок: Внутри жесткого диска

В следующем видео показано, как жесткий диск работает для чтения и записи данных.

Видео: Как работают жесткие диски

В оптических запоминающих устройствах для чтения или записи данных используется явление лазерного / оптического отражения. Для технологии оптических накопителей требуются две вещи: оптические носители, представляющие собой круглые диски, а другие – оптические приводы с источником лазерного луча для освещения и фотодиоды для генерации диаграмм напряжений при попадании на них отраженного луча.

В настоящее время используются три типа дисков.

  • CD (компакт-диск) , который был впервые обнаружен и используется для хранения музыкальных файлов и некоторых программ. У них небольшая емкость памяти – около 700 МБ. В них используются лазерные лучи красного цвета.
  • DVD (универсальный цифровой диск): Эти носители используются для хранения фильмов стандартной четкости. Они доступны в двух слоях, например DVD-DL (Double Layer). В них используются лазерные лучи красного цвета.
  • BD (Blue-Ray Disc): Они используются для хранения фильмов высокой четкости и имеют большую емкость, чем CD и DVD. В них используется лазер с синими лучами.

Точно так же все эти типы дисков имеют еще две категории: одна – это ROM (CD-ROM и т. Д.), Которые используются для постоянного хранения, а другая – RAM (CD RAM и т. Д.), Которая может использоваться для временных хранилищ, таких как диски, используемые в видеокамерах.

Эти все типы дисков могут быть односторонними (SS) или двусторонними (DS), а также однослойными или многослойными.

На следующем рисунке показаны три вышеупомянутых типа дисков и обратите внимание на разницу в цветах.

Рис.: Диски CD, DVD и BD

Еще одним важным элементом оптических накопителей являются оптические приводы, такие как привод CD, привод DVD и привод BD. У них также есть разные категории, которые обсуждаются ниже

  • Диски только для чтения: , которые могут только читать диски, но не могут записывать
  • Диски только для записи: Которые могут только записывать диски, но не могут читать
  • Чтение и Диски записи: , которые могут читать, а также записывать диски.
Рис.: Оптический привод, встроенный в портативный компьютер

Твердотельное хранилище использует энергонезависимую (или флэш-память ) память, которая может сохранять данные при выключенном питании. В этой технологии нет движущихся частей. Твердотельное хранилище дороже, но оно легче, быстрее, тише и эффективнее, чем предыдущие. Вот наиболее распространенные формы твердотельных накопителей:

  • USB-накопитель – это портативный накопитель, который подключается к USB-порту.Они в основном используются в настоящее время, потому что они имеют небольшие размеры и хорошую скорость.
Рис.: Флэш-накопитель USB
  • Карты памяти Flash используются в цифровых камерах, смартфонах и навигационных устройствах. Наиболее распространенными форматами являются CompactFlash, Secure Digital (SD), MemoryStick и MicroSD.
  • Flash Жесткие диски также называемые твердотельными накопителями (SSD) в основном используются в ноутбуках, планшетах и ​​многих портативных устройствах.По форме они аналогичны механическим жестким дискам, но имеют меньший размер. Они в основном используются сегодня.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.