📜  DBMS-存储系统

📅  最后修改于: 2021-01-11 06:19:33             🧑  作者: Mango


数据库以文件格式存储,其中包含记录。在物理级别,实际数据以电磁格式存储在某些设备上。这些存储设备可以大致分为三种类型-

记忆体类型

  • 主存储-CPU可以直接访问的内存存储属于此类别。 CPU的内部存储器(寄存器),快速存储器(高速缓存)和主存储器(RAM)可直接访问CPU,因为它们都放在主板或CPU芯片组上。此存储通常非常小,超快速且易失。主存储设备需要持续供电才能维持其状态。如果发生电源故障,其所有数据都会丢失。

  • 辅助存储-辅助存储设备用于存储数据以备将来使用或用作备份。辅助存储设备包括不属于CPU芯片组或主板的一部分的存储设备,例如磁盘,光盘(DVD,CD等),硬盘,闪存驱动器和磁带。

  • 第三级存储-第三级存储用于存储大量数据。由于这种存储设备在计算机系统外部,因此它们的速度最慢。这些存储设备主要用于备份整个系统。光盘和磁带被广泛用作第三级存储。

记忆层级

计算机系统具有明确定义的内存层次结构。 CPU可以直接访问其主存储器及其内置寄存器。主存储器的访问时间显然小于CPU速度。为了最大程度地降低这种速度不匹配,引入了高速缓存。高速缓冲存储器提供最快的访问时间,并且包含CPU最常访问的数据。

访问速度最快的内存是最昂贵的内存。较大的存储设备速度较慢且价格较低,但是与CPU寄存器或高速缓存相比,它们可以存储大量数据。

磁盘

硬盘驱动器是当前计算机系统中最常见的辅助存储设备。这些磁盘称为磁盘,因为它们使用磁化的概念来存储信息。硬盘由涂有可磁化材料的金属磁盘组成。这些磁盘垂直放置在主轴上。读/写磁头在磁盘之间移动,用于磁化或消磁磁点。磁化点可以识别为0(零)或1(一)。

硬盘按照定义明确的顺序进行格式化,以有效地存储数据。硬盘板上有许多同心圆,称为轨道。每个轨道都进一步划分为多个扇区。硬盘上的一个扇区通常存储512字节的数据。

冗余独立磁盘阵列

RAID或R edundantrrayndependent d isks的,是连接多个辅助存储设备,并利用它们作为一个单一的存储介质的技术。

RAID由磁盘阵列组成,其中多个磁盘连接在一起以实现不同的目标。 RAID级别定义了磁盘阵列的使用。

RAID 0

在此级别上,将实现条带化磁盘阵列。数据被分解成块,并且块分布在磁盘之间。每个磁盘接收一个要并行写入/读取的数据块。它提高了存储设备的速度和性能。 0级没有奇偶校验和备份。

RAID 0

RAID 1

RAID 1使用镜像技术。当数据发送到RAID控制器时,它将数据副本发送到阵列中的所有磁盘。 RAID级别1也称为镜像,在出现故障的情况下提供100%的冗余。

RAID 1

RAID 2

RAID 2使用汉明距离记录数据的纠错码,并在不同的磁盘上条带化。像0级一样,字中的每个数据位都记录在单独的磁盘上,数据字的ECC码存储在不同的设置磁盘上。由于其复杂的结构和高昂的成本,RAID 2无法商用。

RAID 2

RAID 3

RAID 3将数据分条到多个磁盘上。为数据字生成的奇偶校验位存储在另一个磁盘上。此技术使其可以克服单个磁盘故障。

RAID 3

RAID 4

在此级别上,将整个数据块写入数据磁盘,然后生成奇偶校验并将其存储在其他磁盘上。请注意,级别3使用字节级条带化,而级别4使用块级条带化。 3级和4级都至少需要三个磁盘才能实现RAID。

RAID 4

RAID 5

RAID 5将整个数据块写入不同的磁盘,但是为数据块条带生成的奇偶校验位分配在所有数据磁盘中,而不是将它们存储在其他专用磁盘上。

RAID 5

RAID 6

RAID 6是级别5的扩展。在此级别中,将生成两个独立的奇偶校验并将其以分布式方式存储在多个磁盘之间。两个奇偶校验提供了附加的容错能力。此级别至少需要四个磁盘驱动器才能实现RAID。