存儲系統

存儲系統

計算機的組成部分
存儲系統是指計算機中由存放程序和數據的各種存儲設備、控制部件及管理信息調度的設備(硬件)和算法(軟件)所組成的系統。[1]計算機的主存儲器不能同時滿足存取速度快、存儲容量大和成本低的要求,在計算機中必須有速度由慢到快、容量由大到小的多級層次存儲器,以最優的控制調度算法和合理的成本,構成具有性能可接受的存儲系統。
  • 中文名:存儲系統
  • 外文名:Storage System
  • 定義:
  • 核 心:存儲器
  • 屬 于:計算機的重要組成部分
  • 功 能:計算機的信息記憶

簡介

計算機最初采用串行的延遲線存儲器,不久又用磁鼓存儲器。50年代中期,主要使用磁芯存儲器作為主存。60年代中期以來,半導體存儲器已取代磁芯存儲器。在邏輯結構上,并行存儲和從屬存儲器技術的采用提高了主存的供數速度,緩和了主存和高速的中央處理器速度不匹配的矛盾。1968年IBM-360/85最早采用了高速緩沖存儲器-主存儲器結構。高速緩沖存儲器的存取周期與中央處理器主頻周期一樣,由硬件自動調度高速緩沖存儲器與主存儲器之間信息的傳遞,使中央處理器對主存儲器的絕大部分存取操作,可以在中央處理器和高速緩沖存儲器之間進行。

虛拟存儲器源出于英國ATLAS計算機的一級存儲器概念。這種系統的主存為16千字的磁芯存儲器,但中央處理器可用20位邏輯地址對主存尋址。到1970年,美國RCA公司研究成功虛拟存儲器系統。IBM公司于1972年在IBM370系統上全面采用了虛拟存儲技術。

存儲層次

在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。輔助存儲器用于擴大存儲空間。

存儲映像

完成邏輯地址空間和物理地址空間之間的變換,并且合理地管理存儲系統資源。邏輯地址是指程序員編制的程序地址,由它構成邏輯地址空間。程序主存儲器中的實際地址稱為物理地址,由它構成物理地址空間。存儲映像基本上分為兩種情況:一種是邏輯地址空間小于物理地址空間,映像要求可以訪問所有的物理存儲器;另一種是邏輯地址空間大于物理地址空間,映像要确定每個邏輯地址實際所對應的物理地址。

存儲變換最簡單的方法是采用基址編址。基址編址是将基址寄存器中的内容(程序基點)與邏輯地址相加,形成物理地址,然後訪問存儲器。

存儲保護

近代計算機系統資源為一同執行的多個用戶程序所共享。就主存來說,它同時存有多個用戶的程序和系統軟件。為使系統正常工作,必須防止由于一個用戶程序出錯而破壞同時存在主存内的系統軟件或其他用戶的程序,還須防止一個用戶程序不合法地訪問并非分配給它的主存區域。因此,存儲保護是多道程序和多處理機系統必不可少的部分。

主存保護是存儲保護的重要環節。主存保護一般有存儲區域保護和訪問方式保護。存儲區域保護可采用界限寄存器方式,由系統軟件經特權指令給定上、下界寄存器内容,從而劃定每個用戶程序的區域,禁止越界訪問。

遵循原理

1.局部性原理

程序運行的局部性原理有時間、空間和順序三方面的規律。

2.一緻性原則和包含性原則

(1)一緻性原則:同一個信息會同時存放在幾個層次的存儲器中,此時,這一信息在幾個層次的存儲器中必須保持相同的值。

(2)包含性原則:處在内層(更靠近CPU)存儲器中的信息一定被包含在各外層的存儲器中,即内層存儲器中的全部信息一定是各外層存儲器中所存信息中一小部分的副本。

主存儲器

存放指令和數據,并能由中央處理器直接随機存取的存儲器,有時也稱操作存儲器或初級存儲器。主存儲器的特點是速度比輔助存儲器快,容量比高速緩沖存儲器大。

主存儲器被劃分成若幹用于存放數據或指令的存儲單元。為了區分不同的存儲單元,給每一個存儲單元分配一個編号,這個編号稱為存儲單元的地址,因此主存是按地址存取信息的。在主存中,以字節作為編址單位,即一個存儲單元的長度為8個二進制位。存儲單位的地址編号從0開始,順序加1,是一個無符号二進制整數,一般用十六進制數表示。

移動存儲

特點

獲國家保密局認證,安全可靠;

與加密系統無縫結合,防護能力倍增;

國内首創,将普通U盤變為加密U盤,徹底解決U盤的方便性帶來的風險;

采用雙因子認證技術;

專用加密移動存儲與系統無縫結合,管理更流暢;

功能多樣,可滿足各種不同需求的保密要求;

完善的審計功能,随時掌握U盤持有人的行為。

功能

集中注冊與授權。可通過注冊信息實現U盤身份識别和介質追蹤;

主機身份認證。所有安裝客戶端的計算機都須經管理員分配實名信息後方可使用;

加密上鎖。對加密上鎖後的U盤需要用戶進行身份認證;

訪問控制。可靈活控制移動存儲介質注冊策略和信息,設定允許使用的計算機或租;

外出拷貝。拷入U盤内的數據可與外界的計算機進行數據交互使用,也可實現定向拷貝;

用戶審計。移動管理存儲系統提供詳細的審計記錄及審計報告。

網絡附屬

NAS(Network Attached Storage:網絡附屬存儲)是一種将分布、獨立的數據整合為大型、集中化管理的數據中心,以便于對不同主機和應用服務器進行訪問的技術。按字面簡單說就是連接在網絡上,具備資料存儲功能的裝置,因此也稱為“網絡存儲器”。它是一種專用數據存儲服務器。它以數據為中心,将存儲設備與服務器徹底分離,集中管理數據,從而釋放帶寬、提高性能、降低總擁有成本、保護投資。其成本遠遠低于使用服務器存儲,而效率卻遠遠高于後者。

NAS是通過與網絡直接連接的磁盤陣列,它具備了磁盤陣列的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠。NAS将存儲設備通過标準的網絡拓撲結構連接,可以無需服務器直接上網,不依賴通用的操作系統,而是采用一個面向用戶設計的、專門用于數據存儲的簡化操作系統,内置了與網絡連接所需的協議,因此使整個系統的管理和設置較為簡單。其次,NAS是真正即插即用的産品,并且物理位置靈活,可放置在工作組内,也可放在其他地點與網絡連接。

NAS使用了傳統以太網和TCP/IP協議,當進行文件共享時,則利用了NFS和CIFS以溝通NT和UNIX系統。由于NFS和CIFS都是基于操作系統的文件共享協議,所以NAS的性能特點是進行小文件級的共享存取。NAS提供各種應用領域的異種文件共享和文件服務功能,包括内容傳送和分發、統一的存儲管理、技術計算,以及Web服務。它允許企業在不使服務器停機的前提下增加容量。

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