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存儲空間體系結構

發布時間: 2022-12-18 17:05:12

Ⅰ 簡述單片機存儲空間的兩種基本結構

單片機存儲器分為兩種結構,一種為普林斯頓體系結構(Princeton結構),一種為哈佛結構(Harvard結構)。普林斯頓體系結構是一種將將程序指令存儲和數據存儲統一編址的存儲器結構。哈佛結構是一種將程序指令存儲和數據存儲分開編址的存儲器結構。

Ⅱ 現代計算機儲存器的分級體系

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。輔助存儲器用於擴大存儲空間。

存儲系統的性能在計算機中的地位日趨重要,主要原因是:

1、馮諾伊曼體系結構是建築在存儲程序概念的基礎上,訪存操作約佔中央處理器(CPU)時間的70%左右。

2、存儲管理與組織的好壞影響到整機效率。

3、現代的信息處理,如圖像處理、資料庫、知識庫、語音識別、多媒體等對存儲系統的要求很高。

內儲存器(內存)

內儲存器直接與CPU相連接,由存取速度較快的電子元件構成,但儲存容量較小。用來存放當前運行程序的指令和數據,並直接與 CPU 交換信息,是 CPU 處理數據的主要來源。

內儲存器由許多儲存單元組成,每個單元能存放一個二進制數或一條由二進制編碼表示的指令。內儲存器是由隨機儲存器和只讀儲存器構成的。只讀存儲器(ROM,Read Only Memory)用於機器的開機初始化工作和系統默認的設備參數設置。

Ⅲ 微型計算機的存儲體系如何

微型計算機的存儲體系是怎樣的?

1、快速存儲(內存不保留信息 斷電消失)。

2、慢速存儲(硬碟 可保留信息 斷電不消失)。

3、CPU 緩存 用於存放 CPU指令和設備的I/O處理指令等。

4、其他。。。。。。光碟啊。。磁碟啊。。。U盤啊。。。。。

微型計算機中的多級存儲體系以及工作原理

1. 多級存儲體系
多級存儲結構構成的存儲體系是一個整體。從CPU看來,這個整體的速度接近於Cache和寄存器的操作速度、容量是輔存(或海量存儲器)的容量,每位價格接近於輔存的位價格。從而較好地解決了存儲器中速度、容量、價格三者之間的矛盾,滿足了計算機系統的應用需要。

2. 工作原理
存儲器的層次結構能夠成功的關鍵在於處理器訪問存儲器的頻率遞減。在執行程序期間,處理器的指令存儲訪問和數據存儲訪問呈現簇狀,典型的程序包括許多迭代循環和子程序,一旦程序進入一個循環或子程序執行,就會重復訪問一個小范圍的指令集合。同理,對表和數組的操作涉及到存取一簇數據,經過很長一段時間,程序訪問的簇會改變,但在較短的時間內,處理器主要訪問存儲器中固定的簇。

Ⅳ 分層次的存儲器結構與多級存儲體系是一樣的嗎

肯定不一樣啊。多級存儲是一種拓撲結構 ,為了緩解主存儲器讀寫速度慢,不能滿足CPU運行速度需要的矛盾,另一方面又要解決主存儲器容量小,存不下更多的程序和數據的難題,當前計算機系統中,廣泛採用了多級結構的存儲器系統。它的應用是建立在程序運行的局部性原理之上的。
分級存儲是將數據採取不同的存儲方式分別存儲在不同性能的存儲設備上,減少非重要性數據在一級本地磁碟所佔用的空間,還可加快整個系統的存儲性能。分級存儲是根據數據的重要性、訪問頻率、保留時間、容量、性能等指標,將數據採取不同的存儲方式分別存儲在不同性能的存儲設備上,通過分級存儲管理實現數據客體在存儲設備之間的自動遷移。數據分級存儲的工作原理是基於數據訪問的局部性。通過將不經常訪問的數據自動移到存儲層次中較低的層次,釋放出較高成本的存儲空間給更頻繁訪問的數據,可以獲得更好的性價比。這樣,一方面可大大減少非重要性數據在一級本地磁碟所佔用的空間,還可加快整個系統的存儲性能

Ⅳ 計算機三級存儲體系是什麼

計算機的存儲體系中,「三級存儲」指的是:高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器。

三級存儲的用途: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;輔助存儲器用於擴大存儲空間。

計算機存儲器包括主存(main memory),輔存(mass storage)和寄存器(register)。主存就是平時所說的內存,計算機運行時操作系統和其它進程的代碼存儲在其中。輔存主要指硬碟,也包括其它輔助存儲設備,如軟盤,U盤,光碟等,可以存放大量數據。寄存器位於CPU內,在指令執行時起臨時存放作用。

寄存器和主存、主存和輔存之間存在不停的數據傳輸和交流,其速度和容量就影響了計算機的性能。如果寄存器和主存之間每條指令和每個數據都進行一次傳輸,那麼計算機的運行速度就受到限制。因此出現了高速緩沖存儲器(cache memory),用於成批處理寄存器內的數據,以同主存進行交流。

而且頻繁使用的數據,CPU可以直接從高速緩存中讀取,減少CPU的等待時間,提高系統效率。內存的容量有限,有時不能一次載入硬碟中所需的數據,這里會出現虛擬存儲(virtual memory)的概念。

虛擬存儲是指當要接收的數據超過內存容量時,系統會在硬碟內分配足夠的空間存儲這些數據,再把這些數據分成很多頁(page),再根據需要實時地把一定的頁載入內存,這樣用戶感覺內存的容量就比真實的容量偏大。

另外,緩沖區(buffer)是用於存儲速度不同步的設備或優先順序不同的設備之間傳輸數據的區域,使進程之間的相互等待變少,從而使從速度慢的設備讀入數據時,速度快的設備的操作進程不發生間斷。

這里再順便說下離線(spooling)的概念。離線是指當多個進程要求同時使用非共享資源如列印機時,系統會根據需求把所有的數據同時讀取到硬碟,再在列印機上逐個列印,這樣給用戶的感覺就是一台列印機同時列印多個進程包含的文件。

Ⅵ 大數據時代下的三種存儲架構

大數據時代下的三種存儲架構_數據分析師考試

大數據時代,移動互聯、社交網路、數據分析、雲服務等應用的迅速普及,對數據中心提出革命性的需求,存儲基礎架構已經成為IT核心之一。政府、軍隊軍工、科研院所、航空航天、大型商業連鎖、醫療、金融、新媒體、廣電等各個領域新興應用層出不窮。數據的價值日益凸顯,數據已經成為不可或缺的資產。作為數據載體和驅動力量,存儲系統成為大數據基礎架構中最為關鍵的核心。

傳統的數據中心無論是在性能、效率,還是在投資收益、安全,已經遠遠不能滿足新興應用的需求,數據中心業務急需新型大數據處理中心來支撐。除了傳統的高可靠、高冗餘、綠色節能之外,新型的大數據中心還需具備虛擬化、模塊化、彈性擴展、自動化等一系列特徵,才能滿足具備大數據特徵的應用需求。這些史無前例的需求,讓存儲系統的架構和功能都發生了前所未有的變化。

基於大數據應用需求,「應用定義存儲」概念被提出。存儲系統作為數據中心最核心的數據基礎,不再僅是傳統分散的、單一的底層設備。除了要具備高性能、高安全、高可靠等特徵之外,還要有虛擬化、並行分布、自動分層、彈性擴展、異構資源整合、全局緩存加速等多方面的特點,才能滿足具備大數據特徵的業務應用需求。

尤其在雲安防概念被熱炒的時代,隨著高清技術的普及,720P、1080P隨處可見,智能和高清的雙向需求、動輒500W、800W甚至上千萬更高解析度的攝像機面市,大數據對存儲設備的容量、讀寫性能、可靠性、擴展性等都提出了更高的要求,需要充分考慮功能集成度、數據安全性、數據穩定性,系統可擴展性、性能及成本各方面因素。

目前市場上的存儲架構如下:

(1)基於嵌入式架構的存儲系統

節點NVR架構主要面向小型高清監控系統,高清前端數量一般在幾十路以內。系統建設中沒有大型的存儲監控中心機房,存儲容量相對較小,用戶體驗度、系統功能集成度要求較高。在市場應用層面,超市、店鋪、小型企業、政法行業中基本管理單元等應用較為廣泛。

(2)基於X86架構的存儲系統

平台SAN架構主要面向中大型高清監控系統,前端路數成百上千甚至上萬。一般多採用IPSAN或FCSAN搭建高清視頻存儲系統。作為監控平台的重要組成部分,前端監控數據通過錄像存儲管理模塊存儲到SAN中。

此種架構接入高清前端路數相對節點NVR有了較高提升,具備快捷便利的可擴展性,技術成熟。對於IPSAN而言,雖然在ISCSI環節數據並發讀寫傳輸速率有所消耗,但其憑借擴展性良好、硬體平台通用、海量數據可充分共享等優點,仍然得到很多客戶的青睞。FCSAN在行業用戶、封閉存儲系統中應用較多,比如縣級或地級市高清監控項目,大數據量的並發讀寫對千兆網路交換提出了較大的挑戰,但應用FCSAN構建相對獨立的存儲子系統,可以有效解決上述問題。

面對視頻監控系統大文件、隨機讀寫的特點,平台SAN架構系統不同存儲單元之間的數據共享冗餘方面還有待提高;從高性能伺服器轉發視頻數據到存儲空間的策略,從系統架構而言也增加了隱患故障點、ISCSI帶寬瓶頸導致無法充分利用硬體數據並發性能、接入前端數據較少。上述問題催生了平台NVR架構解決方案。

該方案在系統架構上省去了存儲伺服器,消除了上文提到的性能瓶頸和單點故障隱患。大幅度提高存儲系統的寫入和檢索速度;同時也徹底消除了傳統文件系統由於供電和網路的不穩定帶來的文件系統損壞等問題。

平台NVR中存儲的數據可同時供多個客戶端隨時查詢,點播,當用戶需要查看多個已保存的視頻監控數據時,可通過授權的視頻監控客戶端直接查詢並點播相應位置的視頻監控數據進行歷史圖像的查看。由於數據管理伺服器具有監控系統所有監控點的錄像文件的索引,因此通過平台CMS授權,視頻監控客戶端可以查詢並點播整個監控系統上所有監控點的數據,這個過程對用戶而言也是透明的。

(3)基於雲技術的存儲方案

當前,安防行業可謂「雲」山「物」罩。隨著視頻監控的高清化和網路化,存儲和管理的視頻數據量已有海量之勢,雲存儲技術是突破IP高清監控存儲瓶頸的重要手段。雲存儲作為一種服務,在未來安防監控行業有著客觀的應用前景。

與傳統存儲設備不同,雲存儲不僅是一個硬體,而是一個由網路設備、存儲設備、伺服器、軟體、接入網路、用戶訪問介面以及客戶端程序等多個部分構成的復雜系統。該系統以存儲設備為核心,通過應用層軟體對外提供數據存儲和業務服務。

一般分為存儲層、基礎管理層、應用介面層以及訪問層。存儲層是雲存儲系統的基礎,由存儲設備(滿足FC協議、iSCSI協議、NAS協議等)構成。基礎管理層是雲存儲系統的核心,其擔負著存儲設備間協同工作,數據加密,分發以及容災備份等工作。應用介面層是系統中根據用戶需求來開發的部分,根據不同的業務類型,可以開發出不同的應用服務介面。訪問層指授權用戶通過應用介面來登錄、享受雲服務。其主要優勢在於:硬體冗餘、節能環保、系統升級不會影響存儲服務、海量並行擴容、強大的負載均衡功能、統一管理、統一向外提供服務,管理效率高,雲存儲系統從系統架構、文件結構、高速緩存等方面入手,針對監控應用進行了優化設計。數據傳輸可採用流方式,底層採用突破傳統文件系統限制的流媒體數據結構,大幅提高了系統性能。

高清監控存儲是一種大碼流多並發寫為主的存儲應用,對性能、並發性和穩定性等方面有很高的要求。該存儲解決方案採用獨特的大緩存順序化演算法,把多路隨機並發訪問變為順序訪問,解決了硬碟磁頭因頻繁尋道而導致的性能迅速下降和硬碟壽命縮短的問題。

針對系統中會產生PB級海量監控數據,存儲設備的數量達數十台上百台,因此管理方式的科學高效顯得十分重要。雲存儲可提供基於集群管理技術的多設備集中管理工具,具有設備集中監控、集群管理、系統軟硬體運行狀態的監控、主動報警,圖像化系統檢測等功能。在海量視頻存儲檢索應用中,檢索性能尤為重要。傳統文件系統中,文件檢索採用的是「目錄-》子目錄-》文件-》定位」的檢索步驟,在海量數據的高清視頻監控,目錄和文件數量十分可觀,這種檢索模式的效率就會大打折扣。採用序號文件定位可以有效解決該問題。

雲存儲可以提供非常高的的系統冗餘和安全性。當在線存儲系統出現故障後,熱備機可以立即接替服務,當故障恢復時,服務和數據回遷;若故障機數據需要調用,可以將故障機的磁碟插入到冷備機中,實現所有數據的立即可用。

對於高清監控系統,隨著監控前端的增加和存儲時間的延長,擴展能力十分重要。市場中已有友商可提供單純針對容量的擴展櫃擴展模式和性能容量同步線性擴展的堆疊擴展模式。

雲存儲系統除上述優點之外,在平台對接整合、業務流程梳理、視頻數據智能分析深度挖掘及成本方面都將面臨挑戰。承建大型系統、構建雲存儲的商業模式也亟待創新。受限於寬頻網路、web2.0技術、應用存儲技術、文件系統、P2P、數據壓縮、CDN技術、虛擬化技術等的發展,未來雲存儲還有很長的路要走。

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Ⅶ 誰能簡述三大網路存儲

網路存儲結構大致分為三種:直連式存儲、網路存儲設備和存儲網路。
1、開放系統的直連式存儲(Direct-Attached Storage,簡稱DAS)已經有近四十年的使用歷史,隨著用戶數據的不斷增長,尤其是數百GB以上時,其在備份、恢復、擴展、災備等方面的問題變得日益困擾系統管理員。直連式存儲與伺服器主機之間的連接通道通常採用SCSI連接,隨著伺服器CPU的處理能力越來越強,存儲硬碟空間越來越大,陣列的硬碟數量越來越多,SCSI通道將會成為IO瓶頸;伺服器主機SCSI ID資源有限,能夠建立的SCSI通道連接有限。
2、NAS(Network Attached Storage:網路附屬存儲)按字面簡單說就是連接在網路上,具備資料存儲功能的裝置,因此也稱為「網路存儲器」。它是一種專用數據存儲伺服器。它以數據為中心,將存儲設備與伺服器徹底分離,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。其成本遠遠低於使用伺服器存儲,而效率卻遠遠高於後者。目前國際著名的NAS企業有Netapp、EMC、OUO等。
3、SAN(Storage Area Network )是一個集中式管理的高速存儲網路,由多供應商存儲系統、存儲管理軟體、應用程序伺服器和網路硬體組成,能夠幫助您充分利用您所擁有的商業信息的價值。由於SAN的基礎是存儲介面,所以是與傳統網路不同的一種網路,常常被稱為伺服器後面的網路。

Ⅷ 計算機採用分層次存儲體系結構的原因 答完整

在計算機網路技術中,網路的體系結構指的是通信系統的整體設計,它的目的是為網路硬體、軟體、協議、存取控制和拓撲提供標准。現在廣泛採用的是開放系統互連OSI(Open System Interconnection)的參考模型,它是用物理層、數據鏈路層、網路層、傳送層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網路的結構。你應該注意的是,網路體系結構的優劣將直接影響匯流排、介面和網路的性能。而網路體系結構的關鍵要素恰恰就是協議和拓撲。目前最常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、令牌環網和快速乙太網等。

採用分層次的結構原因:各層功能相對獨立,各層因技術進步而做的改動不會影響到其他層,從而保持體 系結構的穩定性

Ⅸ 什麼是分級的存儲體系結構它主要解決了什麼問題

分級存儲是將數據採取不同的存儲方式分別存儲在不同性能的存儲設備上,減少非重要性數據在一級本地磁碟所佔用的空間,還可加快整個系統的存儲性能。分級存儲是根據數據的重要性、訪問頻率、保留時間、容量、性能等指標,將數據採取不同的存儲方式分別存儲在不同性能的存儲設備上,通過分級存儲管理實現數據客體在存儲設備之間的自動遷移。

數據分級存儲的工作原理是基於數據訪問的局部性。通過將不經常訪問的數據自動移到存儲層次中較低的層次,釋放出較高成本的存儲空間給更頻繁訪問的數據,可以獲得更好的性價比。這樣,一方面可大大減少非重要性數據在一級本地磁碟所佔用的空間,還可加快整個系統的存儲性能。

(9)存儲空間體系結構擴展閱讀

在分級數據存儲結構中,存儲設備一般有磁帶庫、磁碟或磁碟陣列等,而磁碟又可以根據其性能分為FC磁碟、SCSI磁碟、SATA磁碟等多種,而快閃記憶體存儲介質(非易失隨機訪問存儲器(NVRAM))也因為較高的性能可以作為分級數據存儲結構中較高的一級。一般,磁碟或磁碟陣列等成本高、速度快的設備,用來存儲經常訪問的重要信息,而磁帶庫等成本較低的存儲資源用來存放訪問頻率較低的信息。

信息生命周期管理(Information Lifecycle Management,ILM)是StorageTek公司針對不斷變化的存儲環境推出的先進存儲管理理念,ILM試圖實現根據數據在整個生命周期過程中不斷變化的數據訪問需求而進行數據的動態分布。

分級存儲和ILM在存儲體系結構上基本相同,目標也都是使不同級別的數據在給定時間和不同級別的存儲資源能夠更好的匹配。二者本質差別是數據分級的標准不同:前者標准為數據近期被訪問的概率;後者標准為數據近期對企業的價值。