引言——為什么需要磁盤陣列

工作原理

影響磁盤存儲系統性能的關鍵因素

RAID技術

磁盤陣列

3,000

1,000

100

10

0

1970

1980

1990

2000

2010

2020

用戶數量 (百萬)

2005

2010

數據的摩爾定律：人類每18個月產生的信息量，是人類之前全部信息量的總和

2015

假如有1PB數據，買 4TB大小的磁盤，需要250個！

如何把250個磁盤連接起來？

如果用一般的PC，需要63臺！

數據存放起來了，如何管理和使用？

性能如何？

當設備損壞或發生事故時如何應對？

幾個問題

容量

速度

管理

安全：容災與備份

可擴展性

信息存儲需要解決的主要問題

信息的分層存儲

計算機系統基本結構

輔助存儲器

與信息存儲有關的部件

CPU

(寄存器)

高速緩存

主存儲器

輔助存儲器

信息的分層存儲

存儲器硬件的金字塔結構

速度越來越快

容量越來越大

信息的分層存儲

信息的分層存儲

輔助存儲器主要有磁表面存儲器和光存儲器兩大類.

磁表面存儲器是將磁性材料沉積在盤片(或帶)的基體上形成記錄介質,并以繞有線圈的磁頭與記錄介質的相對運動來寫入或讀出信息.

磁表面存儲器有數字式磁記錄,如硬盤,軟盤和磁帶. 模擬式磁記錄,如錄音,錄像設備

光存儲器主要是光盤,它是利用激光束在具有感光特性的表面上存儲信息的

存儲密度

面密度：單位面積中存儲的二進制信息量；

道密度：單位長度上存儲的二進制信息量。

存儲容量

格式化容量、非格式化容量

尋址時間

平均尋道時間+平均等待時間

數據傳輸率

單位時間內從磁表面存儲器所讀/寫的信息量。

誤碼率、價格

信息的分層存儲

磁表面存儲器的技術指標

磁盤采取直接存取方式,尋址時間包括兩部分: 一是磁頭尋找目標磁道所需的尋道時間ts; 二是找到磁道以后,磁頭等待所需要讀寫的區段旋轉到它的下方所需要的等待時間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間不同,磁頭等待不同區段所花的時間也不同,因此,取它們的平均值,稱作平均尋址時間Ta,它由平均找道時間Tsa和平均等待時間Twa組成: Ta=Tsa+Twa=(tsmax+tsmin)/2+(twmax+twmin)/2

磁盤尋址時間

信息的分層存儲

信息的分層存儲

磁盤的磁化軌跡

磁盤設備的基本結構

面surface，道track，扇區sector，柱面cylinder

讀寫頭

①容量

硬盤容量=盤面數×柱面數×扇區數×扇區大小。

硬盤容量=單碟容量×碟片數。

目前可達8TB

②硬盤的數據傳輸率(Data Transfer Rate)

又稱吞吐率，表示在磁頭定位后，硬盤讀或寫數據的速度。

信息的分層存儲

硬盤主要性能指標

③道至道時間(single track seek)

指磁頭從一磁道轉移至另一磁道的時間，單位為毫秒。

④平均尋道時間(Average Seek Time)

指硬盤磁頭移動到數據所在磁道所用的時間，單位為毫秒(ms),平均尋道時間越短硬盤速度越快。

⑤轉速

主流硬盤的轉速：5400rpm、7200rpm、10000rpm、 15000rpm 。

⑥平均潛伏期(average latency)

也稱旋轉等待時間，指當磁頭移動到數據所在的磁道后，然后等待所要的數據塊繼續轉動(半圈或多些、少些)到磁頭下的時間，單位為毫秒。

⑦平均訪問時間(average access)

指磁頭找到指定數據的平均時間，單位為毫秒。通常是平均尋道時間和平均潛伏時間之和。

⑧全程訪問時間(max full seek)

指磁頭開始移動直到最后找到所需要的數據塊所用的全部時間，單位為毫秒。

⑨緩存

硬盤與外部總線交換數據的場所，緩存對提高硬盤速度很有好處，目前市面上的緩存容量通常為8~32MB。

連續無故障時間(Mean Time Between Failure，MTBF)

硬盤表面溫度

信息的分層存儲

SCSI

ATA

FC

SATA

SAS

SAS2.0

硬盤接口類型

IEEE 1394標準

磁盤陣列

1、如果文件大于系統中最大的存儲空間，如何存放？

2、如果文件不允許分割存放？

3、如果硬盤速度不能滿足系統需要，怎么辦？

引言

1、VLSI技術的迅速發展和多級并行處理技術的廣泛使用，計算機主機的性能得到了空前的提高 ；

2、I/O子系統的速度卻因機械傳動等因素，遠遠落后于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，高性能計算機面臨著越來越嚴重的瓶頸問題；

3、快速多盤存儲技術存儲系統的并發與并行性；

4、廉價、小容量、高性能的磁盤驅動器，組成盤陣列，實現對多盤的并發讀/寫，達到高數傳率、高可靠性和高性價比 ；

過去十年來,CPU的處理速度增加了五十倍有多,內存

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

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的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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