① 基本分頁存儲管理
假設是按位元組編址
考慮支持多道程序的兩種連續分配方式
原因:連續分配要求進程佔有的必須是一塊連續的內存區域
能否講一個進程分散地裝入到許多不相鄰的分區,便可充分利用內存
基本分頁存儲管理的思想:把內存分為一個個相等的小分區,再按照分區大小把進程拆分成一個個小部分
頁框/頁幀:內存空間分成的一個個大小相等的分區(比如4KB)
頁框號:頁框的編號,從0開始,從低地址開始
頁/頁面:用戶進程的地址空間分為和頁框大小相等的一個個區域
頁號:頁/頁面的編號,從0開始
進程的最後一個頁面可能沒有一個頁框那麼大,頁框不能太大,否則可能產生過大的內部碎片
操作系統以頁框為單位為各個進程分配內存空間。進程的每個頁面分別放入一個頁框中,也就是說,進程的頁面與內存的頁框有一一對應的關系
每個頁面不必連續存放,也不必按照先後順序,可以放到不相鄰的各個頁框中
進程在內存中連續存放時,通過動態重定位實現邏輯地址到物理地址的轉換。在裝入模塊之後,內存中指令使用的依然是邏輯地址,直到指令執行的時候才會進行地址轉換。系統會設置一個重定位寄存器,用來存放裝入模塊存放的起始位置,重定位寄存器中的值加上邏輯地址就是該邏輯地址實際對應的物理地址
如果採用分頁技術
頁框大小為4KB,地址空間為4GB的系統
頁號為前20位,頁內偏移量為後12位
頁表:為了能知道進程的每個頁面在內存中存放的位置,操作系統要為每個進程建立一張頁表
一個進程對應一張頁表
進程的每一頁對應一個頁表項
每個頁表項由頁號和頁框號組成
頁表記錄進程頁面和實際存放的頁框之間的對應關系
每個頁表項的長度是相同的,頁號是隱含的
各頁表項會按順序連續存放在內存中,如果該頁表在內存中的起始地址是X,4GB/4KB系統的頁框有
用於實現邏輯地址到物理地址轉換的一組硬體機構
通常會在系統中設置一個頁表寄存器(PTR),存放頁表在內存中的起始地址F和頁表長度M(M個頁表項)
進程未執行時,頁表的起始地址和頁表長度放在進程式控制制塊(PCB)中,當進程被調度時,操作系統內核會把他們放到頁表寄存器中
基本分頁存儲管理中地址是一維的,即只要給出一個邏輯地址,系統就可以自動計算出頁號、偏移量,不需要顯式告訴系統偏移量是多少
理論上,頁表項長度為3即可表示內存塊號的范圍,但是為了方便頁表查詢,會讓頁面恰好能裝得下整數個頁表項,令每個頁表項佔4位元組
4KB頁面,可以放4096/3 =1365個頁表項,有4096%3 =1B的碎片,訪問1365及之後的頁表項時,還要考慮前面的頁框中的碎片,才能得到頁表項的物理地址,比較麻煩
進程頁表通常存放在連續的頁框中,這樣就能用統一的計算方式得到想要得到的頁表項存儲的位置
地址變換過程中有兩次訪存操作:查詢頁表、訪問目標內存單元
局部性原理
如果這個程序將程序對應的指令存放在10號內存塊,將程序中定義的變數存放在23號內存塊,當這個程序執行時,會很頻繁地反問10、23號內存塊
時間局部性:如果執行了程序中的某條指令,那麼不久後這條指令很有可能被再次執行;如果某個數據被訪問過,不久之後該數據很有可能再次被訪問(因為程序存在大量循環)
空間局部性:一旦程序訪問了某個存儲單元,在不久之後,其附近的存儲單元也很有可能被訪問(因為很多數據在內存中連續存放)
基本地址變換機構中,每次要訪問一個邏輯地址,都要查詢頁表,由於局部性原理,可能連續多次查詢同一個頁表項
快表:又稱聯想寄存器(TLB),是一種訪問速度比內存塊很多的高速緩存,用來存放當前訪問的若干頁表項,以加速地址變換的過程。內存中的頁表常稱為慢表
引入快表後地址的變換過程
一般來說,快表的命中率可以達到90%以上
單級頁表存在的問題
對問題1
可將頁表進行分組,使每個內存塊剛好可以放入一個分組。為離散分配的頁表再建立一張頁表,稱為頁目錄表,或外層頁表
各級頁表的大小不能超過一個頁面
針對兩級頁表
對問題2
可以在需要訪問頁面時,才把頁面調入內存(虛擬存儲技術),可以在頁表項中增加一個標志位,用於表示該頁面是否已經調入內存
若想訪問的頁面不在內存中,會產生缺頁中斷(內中斷),然後將目標頁面從外存調入內存
之後的文章會有展開
兩級頁表訪存次數分析:如果沒有TLB,第一次訪存是訪問內存中的頁目錄表,第二次訪存是訪問內存中的二級頁表,第三次訪存是訪問目標內存單元
② 如何使用雲存儲空間
一.如何使用雲存儲空間
1、我們該如何使用這個雲存儲呢?
下載雲管家或者登陸官方網站,沒有帳號的自己趕快注冊吧!以下就是利用網頁使用雲存儲數據的一個例子!登陸之後點擊左側的「網盤」
2、如何把文件存儲到雲?
點擊「上傳文件」就可以把自己的資料存放到這個免費的「網路U盤」裡面啦,當然這個傳輸速度是根據你公司或者家庭網路寬頻上限所約束的!
3、如何下載雲存儲的文件?
把箭頭移動到需要下載的文件上面後點擊箭頭所指,在彈出的窗口中指定好保持位置後點擊:「直接下載」即可開始下載了。如果你這個文件其他網友上傳過的話,那麼會秒傳哦!這就是雲存儲!
二.雲存儲空間的優勢
(1)存儲管理可以實現自動化和智能化,所有的存儲資源被整合到一起,客戶看到的是單一存儲空間;
(2)提高了存儲效率,通過虛擬化技術解決了存儲空間的浪費,可以自動重新分配數據,提高了存儲空間的利用率,同時具備負載均衡、故障冗餘功能;
(3)雲存儲能夠實現規模效應和彈性擴展,降低運營成本,避免資源浪費。
三、雲存儲技術在安防領域應用存在的問題
受限於安防視頻監控自身業務的特點,監控雲存儲和現有互聯網雲計算模型會有區別,如安防用戶傾向於視頻信息存儲在本地、政府視頻監控應用比較敏感、視頻信息的隱私問題、視頻監控對網路帶寬消耗較大等問題。
③ web的存儲技術
引言
隨著電網商業化運營的深入開展和電網規模的擴大,電力系統的實時監控、分析決策、信息發布及人員培訓等方面的需求水平也越來越高,各部門、人員之間的信息交互也越來越多,越來越頻繁,同時要求具有在不同地域對數據的讀寫功能。信息資源共享及數據的異地讀寫成為了一個突出的問題。
2 WEB方案的提出
2.1 從對數據的共享需求來看
從數據共享分類大致分為兩類:1)只要求對數據進行查詢、瀏覽,屬於前台共享;2)需要將數據進行再處理之後使用,屬於後台共享。
這里涉及到的需求都可以通過前台共享(WEB模式)來實現。而前台共享實現的方式主要有兩種:Client/Server模式 和Browser/Server模式(WEB發布)。現將兩種模式的對比如下:
(1)Client/Server模式是傳統的解決方案,它在一些傳統應用上非常勝任,但對於當今的需求,就有些捉襟見肘。該模式中關系資料庫管理系統可處理的並發用戶是有限的,不超過50個(一般二三十個並發用戶數就可觀了)。但隨著網路規模的急劇擴大,有許多傳統的方法已經不足以應付需求的急劇增長。而採用Browser/Server方式只需要在伺服器上建立相應的Web服務程序,對資料庫的操作由Web伺服器集中完成,不存在並發用戶的限制問題。
(2)運用傳統的模式,每台客戶端機器都必需安裝應用軟體,造成了軟體開發、安裝、升級、維護上的大量人力、物力、財力的耗費。而Browser/Server方式在客戶端幾乎不需要做任何修改,系統軟硬體的安裝,升級、維護僅集中在伺服器端,且Web瀏覽器具有統一的用戶界面,形式簡單,操作方便。
(3)Client Server模式在共享區域上也有很大的局限性,它不能打破企業中各信息系統各自為政,互相獨立的局面。而Web技術(基於Browser/Server模式)帶來了新的企業網路解決方案——Intranet。Intranet是一個以TCP/IP為基礎,集成Web技術而形成的企業內部信息網路,主要提供信息服務,避免了信息孤島現象。企業用戶無論在企業內部,還是在家中,甚至在外出差,都可以通過區域網,或通過電話線運用遠程訪問服務(RAS)進入Intranet,真正實現內部信息的唾手可得。
根據數據面向的訪問群范圍較廣且較分散的特點,我們決定採用Browser/Server模式(即Web發布技術)來實現對數據的共享。
2.2 從對數據讀寫的類型來看
從數據讀寫分類也可分為兩類:1)數字、字元類型; 2)文件、圖表類型。
對於數字、字元類型的讀寫需求可用WEB模式實現。對文件、圖表類型關鍵在於資料的存儲模式。雖然通過人工錄入的方式可將數據轉錄,但通過第三方軟體可完美的實現文件的網路存儲,不需轉化。而此軟體的操作管理也是基於WEB伺服器模式的,即Web發布技術。
3系統設計思想
我們針對不同的數據存儲、讀寫要求,設計了相應方案。
3.1 關於寫入
3.1.1 歷史數據處理
(1)不需更新、不需再處理的的數據進行文件掃描、上傳處理;
(2)要更新的數據採用WEB伺服器進行文件存儲,可再次在線編輯;
(3)需處理的數據進行人工錄入。
3.1.2 新數據處理
(1)可通過SCADA系統獲取實時數據,直接進行自動存儲;
(2)須更新的數據採用網頁伺服器進行文件存儲,可再次在線編輯;
(3)不需更新、不需再處理的的數據可進行文件掃描、上傳處理;
(4)需處理的數據通過人工錄入方式填寫。
3.2 關於讀取
提供多元化的數據錄入、讀取樣式,能符合各種數據讀、寫的要求。並且針對不同的錄入要求採用相應的錄入方式,可節省大量人力。讀取方式分兩種:
(1)區域網內用戶端通過IE直接訪問伺服器站點;
(2)遠程用戶通過撥號訪問伺服器站點。
4 系統技術實現
4.1 WEB結構
Web結構的核心是一台Web 伺服器,它一般由一台獨立的伺服器承擔,資料庫伺服器為信息管理系統資料庫伺服器,各客戶機數據請求均由Web伺服器提交給資料庫伺服器,再由Web伺服器返回發給請求的客戶機。
這里的Web伺服器可設為的內部網,另一端接入企業Intranet,這樣既避免了內部網直接暴露於外部,又使內部都可訪問到Web站點。
4.2 WEB的軟硬平台
大多數Web伺服器都是為一種操作系統進行優化的,所以選擇Web伺服器時,需要和操作系統聯系起來考慮。IIS(Internet Information Server)是微軟Windows2000/NT自帶的Web伺服器,具有與操作系統的親和性,並繼承了Microsoft產品一貫的用戶界面。所以,我們採用以下Web平台:
(1)硬體:伺服器(PII300以上,128MB 以上RAM,100 Mbit/s網卡),客戶機(PII200以上64 MB以上RAM,100Mbit/s網卡) ;
(2)軟體:伺服器(Windows 2000/(NT Server4.0)中文版,建議Server Pack 5.0以上,IIS 4.0 ),客戶機(Microsoft Win 9X中文版,IE 4.0以上瀏覽器) ;
(3)網路:建議為100Mbit/s乙太網。
4.3 WEB開發
4.3.1開發工具
(1)ASP是Microsoft用於生態動態網頁的技術,它建立在IIS伺服器的基礎上。在ASP中可以利用ADO方便地實現對資料庫的訪問。它提供了連接任何兼容ODBC的資料庫的能力,通過ODBC連接,從資料庫伺服器獲取數據;執行更新、刪除、添加數據,獲取ODBC的錯誤信息等。ASP還支持多種腳本語言,如JavaScript,PerlScript以及VBScript,運用這些腳本語言可以靈活、動態的生成HTML文本。腳本語言還可以方便的調度和控制大量ActiveX控制項和Java小程序。即可使ASP相對於原有的CGI技術,具有開發周期短、調試方便、兼容性好、經濟易行等特點。所以,在軟體製作中,我們採用了ASP技術,並運用Java編制了一些適合自身應用的Applet控制項。
(2)以Microsoft 公司出品的SharePoint軟體作為網路文件存儲的基本結構。可通過WEB頁直接進行文件(Word,Excel,PowerPoint,Txt,Html)的網路存儲、修改。通過對其中源碼的修改,使之適應我們的實際使用情況。同時,對其WEB共享文件夾的安全許可權進行設置,達到網路安全的功能。
4.3.2網路用戶管理 網路用戶的創建是基於伺服器的本機用戶帳號。所有許可權集中於伺服器於一身,便於維護人員集中管理。維護人員足不出戶就可對每個用戶發出命令,允許或禁止用戶的讀、寫操作。為了方便用戶修改個人網路帳戶及密碼,我們通過網路WEB技術提供了系統帳戶密碼修改頁面,使得用戶不論身在何處,只要能訪問該WEB伺服器,就好像在辦公室內上班一樣方便。
5 系統安全
除了平台、開發環境和功能設計外,網站的安全性問題也不容忽視。從硬體的安全形度考慮,我們為主伺服器設置了一台備份伺服器,同時將WEB伺服器設為網關使用雙網卡,對內部機器IP進行合理規劃。在軟體方面,凡是用於客戶端的腳本(主要是響應客戶端時間)全部採用JavaScript腳本編寫。伺服器端腳本(主要是用戶許可權設置及資料庫操作)均採用運行於伺服器端的 VbScript腳本編寫,ODBC介面及用戶許可權跟蹤進行獨特加密。這樣,對資料庫操作及用戶身份驗證的腳本在伺服器端編譯執行,相對於客戶端是看不見的,同時傳遞時進行了多次加密、校驗。
在防護上堅持使用正版軟體,並時刻注意升級庫,做到防患於未然。
6 結語
基於WEB的電網信息管理及辦公應用系統不但具有易於開發、使用和維護的特點,而且易於和其他系統介面及協同工作,同時向下和向上兼容過去和將來的辦公模式。OFFICE文擋的網路存儲和基於網路資料庫的數據存儲方式,既保留了以前的工作習慣,同時提供了網路數據存儲的工作方法。能通過此系統,使得工作人員向完全網路辦公模式轉化,有一個循序漸進的過程。
④ 存儲技術發展歷史
最早的外置存儲器可以追溯到19世紀末。為了解決人口普查的需要,霍列瑞斯首先把穿孔紙帶改造成穿孔卡片。
他把每個人所有的調查項目依次排列於一張卡片,然後根據調查結果在相應項目的位置上打孔。在以後的計算機系統里,用穿孔卡片輸入數據的方法一直沿用到20世紀70年代,數據處理也發展成為電腦的主要功能之一。
2、磁帶
UNIVAC-I第一次採用磁帶機作外存儲器,首先用奇偶校驗方法和雙重運算線路來提高系統的可靠性,並最先進行了自動編程的試驗。此時這個磁帶長達1200英寸、包含8個磁軌,每英寸可存儲128bits,每秒可記錄12800個字元,容量也達到史無前例的184KB。從 此之後,磁帶經歷了迅速發展,後來廣泛應用了錄音、影像領域。
3、軟盤(見過這玩意的一定是80後)
1967年 IBM公司推出世界上第一張「軟盤」,直徑32英寸。隨著技術的發展,軟盤的尺寸一直在減小,容量也在不斷提升,大小從8英寸,減到到5.25英寸軟盤,以及到後來的3.5英寸軟盤,容量卻從最早的81KB到後來的1.44MB。在80-90年代3.5英寸軟盤達到了巔峰。直到CD-ROM、USB存儲設備出現後,軟盤銷量才逐漸下滑。
4、CD
CD也就是我們常說的光碟、光碟,誕生於1982年,最早用於數字音頻存儲。1985年,飛利浦和索尼將其引入PC,當時稱之為CD-ROM(只 讀),後來又發展成CD-R(可讀)。因為聲頻CD的巨大成功,今天這種媒體的用途已經擴大到進行數據儲存,目的是數據存檔和傳遞。
5、磁碟
第一台磁碟驅動器是由IBM於1956年生產,可存儲5MB數據,總共使用了50個24英寸碟片。到1973年,IBM推出第一個現代「溫徹斯特」磁碟驅動器3340,使用了密封組件、潤滑主軸和小質量磁頭。此後磁碟的容量一度提升MB到GB再到TB。
6、DVD
數字多功能光碟,簡稱DVD,是一種光碟存儲器。起源於上世紀60年代,荷蘭飛利浦公司的研究人員開始使用激光光束進行記錄和重放信息的研究。1972年,他們的研究獲得了成功,1978年投放市場。最初的產品就是大家所熟知的激光視盤(LD,Laser Vision Disc)系統。它們的直徑多是120毫米左右。容量目前最大可到17.08GB。
7、快閃記憶體
淺談存儲器的進化歷程
快閃記憶體(Flash Memory)是一種長壽命的非易失性(在斷電情況下仍能保持所存儲的數據信+息)的存儲器。包含U盤、SD卡、CF卡、記憶棒等等種類。在1984年,東芝公司的發明人舛岡富士雄首先提出了快速快閃記憶體存儲器(此處簡稱快閃記憶體)的概念。與傳統電腦內存不同,快閃記憶體的特點是非易失性(也就是所存儲的數據在主機掉電後不會丟失),其記錄速度也非常快。Intel是世界上第一個生產快閃記憶體並將其投放市場的公司。到目前為止快閃記憶體形態多樣,存儲容量也不斷擴展到256GB甚至更高。
隨著存儲器的更新換代,存儲容量越來越大,讀寫速度也越來越快,企業級硬碟單盤容量已經達到10TB以上,目前使用的SSD固態硬碟,讀速度達:3000+MB/s,寫速度達:1700MB/s,用起來美滋滋啊。
⑤ 互聯網如何海量存儲數據
目前存儲海量數據的技術主要包括NoSQL、分布式文件系統、和傳統關系型資料庫。隨著互聯網行業不斷的發展,產生的數據量越來越多,並且這些數據的特點是半結構化和非結構化,數據很可能是不精確的,易變的。這樣傳統關系型資料庫就無法發揮它的優勢。因此,目前互聯網行業偏向於使用NoSQL和分布式文件系統來存儲海量數據。
下面介紹下常用的NoSQL和分布式文件系統。
NoSQL
互聯網行業常用的NoSQL有:HBase、MongoDB、Couchbase、LevelDB。
HBase是Apache Hadoop的子項目,理論依據為Google論文 Bigtable: A Distributed Storage System for Structured Data開發的。HBase適合存儲半結構化或非結構化的數據。HBase的數據模型是稀疏的、分布式的、持久穩固的多維map。HBase也有行和列的概念,這是與RDBMS相同的地方,但卻又不同。HBase底層採用HDFS作為文件系統,具有高可靠性、高性能。
MongoDB是一種支持高性能數據存儲的開源文檔型資料庫。支持嵌入式數據模型以減少對資料庫系統的I/O、利用索引實現快速查詢,並且嵌入式文檔和集合也支持索引,它復制能力被稱作復制集(replica set),提供了自動的故障遷移和數據冗餘。MongoDB的分片策略將數據分布在伺服器集群上。
Couchbase這種NoSQL有三個重要的組件:Couchbase伺服器、Couchbase Gateway、Couchbase Lite。Couchbase伺服器,支持橫向擴展,面向文檔的資料庫,支持鍵值操作,類似於SQL查詢和內置的全文搜索;Couchbase Gateway提供了用於RESTful和流式訪問數據的應用層API。Couchbase Lite是一款面向移動設備和「邊緣」系統的嵌入式資料庫。Couchbase支持千萬級海量數據存儲
分布式文件系統
如果針對單個大文件,譬如超過100MB的文件,使用NoSQL存儲就不適當了。使用分布式文件系統的優勢在於,分布式文件系統隔離底層數據存儲和分布的細節,展示給用戶的是一個統一的邏輯視圖。常用的分布式文件系統有Google File System、HDFS、MooseFS、Ceph、GlusterFS、Lustre等。
相比過去打電話、發簡訊、用彩鈴的「老三樣」,移動互聯網的發展使得人們可以隨時隨地通過刷微博、看視頻、微信聊天、瀏覽網頁、地圖導航、網上購物、外賣訂餐等,這些業務的海量數據都構建在大規模網路雲資源池之上。當14億中國人把衣食住行搬上移動互聯網的同時,也給網路雲資源池帶來巨大業務挑戰。
首先,用戶需求動態變化,傳統業務流量主要是端到端模式,較為穩定;而互聯網流量易受熱點內容牽引,數據流量流向復雜和規模多變:比如雙十一購物狂潮,電商平台訂單創建峰值達到58.3萬筆,要求通信網路提供高並發支持;又如優酷春節期間有超過23億人次上網刷劇、抖音拜年短視頻增長超10倍,需要通信網路能夠靈活擴充帶寬。面對用戶動態多變的需求,通信網路需要具備快速洞察和響應用戶需求的能力,提供高效、彈性、智能的數據服務。
「隨著通信網路管道十倍百倍加粗、節點數從千萬級逐漸躍升至百億千億級,如何『接得住、存得下』海量數據,成為網路雲資源池建設面臨的巨大考驗」,李輝表示。一直以來,作為新數據存儲首倡者和引領者,浪潮存儲攜手通信行業用戶,不斷 探索 提速通信網路雲基礎設施的各種姿勢。
早在2018年,浪潮存儲就參與了通信行業基礎設施建設,四年內累計交付約5000套存儲產品,涵蓋全快閃記憶體儲、高端存儲、分布式存儲等明星產品。其中在網路雲建設中,浪潮存儲已連續兩年兩次中標全球最大的NFV網路雲項目,其中在網路雲二期建設中,浪潮存儲提供數千節點,為上層網元、應用提供高效數據服務。在最新的NFV三期項目中,浪潮存儲也已中標。
能夠與通信用戶在網路雲建設中多次握手,背後是浪潮存儲的持續技術投入與創新。浪潮存儲6年內投入超30億研發經費,開發了業界首個「多合一」極簡架構的浪潮並行融合存儲系統。此存儲系統能夠統籌管理數千個節點,實現性能、容量線性擴展;同時基於浪潮iTurbo智能加速引擎的智能IO均衡、智能資源調度、智能元數據管理等功能,與自研NVMe SSD快閃記憶體檔進行系統級別聯調優化,讓百萬級IO均衡落盤且路徑更短,將存儲系統性能發揮到極致。
「為了確保全球最大規模的網路雲正常上線運行,我們聯合用戶對存儲集群展開了長達數月的魔鬼測試」,浪潮存儲工程師表示。網路雲的IO以虛擬機數據和上層應用數據為主,浪潮按照每個存儲集群支持15000台虛機進行配置,分別對單卷隨機讀寫、順序寫、混合讀寫以及全系統隨機讀寫的IO、帶寬、時延等指標進行了360無死角測試,達到了通信用戶提出的單卷、系統性能不低於4萬和12萬IOPS、時延小於3ms的要求,產品成熟度得到了驗證。
以通信行業為例,2020年全國移動互聯網接入流量1656億GB,相當於中國14億人每人消耗118GB數據;其中春節期間,移動互聯網更是創下7天消耗36億GB數據流量的記錄,還「捎帶」打了548億分鍾電話、發送212億條簡訊……海量實時數據洪流,在網路雲資源池(NFV)支撐下收放自如,其中分布式存儲平台發揮了作用。如此樣板工程,其巨大示範及拉動作用不言而喻。
⑥ IPFS與HTTP的區別
http屬於集中化的,所有流量直接搭載在中心化的伺服器上,承載的壓力極大,容易造成系統崩潰,http還容易遭受DDOS攻擊;ipfs的存儲方式是去中心化的分片的分布式存儲,黑客無法攻擊,文件不易丟失,安全有保障。
⑦ 什麼是網頁緩存
來解決降低互聯網流量和提高終端用戶響應時間的網路技術,也可以叫做網頁緩存技術。
是搜索引擎經行蜘蛛爬行後,備份一份純文本的備份網頁,但是可能不保存CSS樣式,網頁快照就會出現,沒有樣式表或者部分錯位。
擴展網頁搜索結果的時間寬度,當檢索某個網頁後,網頁不存在或者改動,點擊網頁快照也可以訪問,比如訪問網路圖片,有些檢索出來存在網路資料庫的圖片,原網頁消失或者不能訪問,通過網路圖片搜索是可以訪問的,但是無法直接訪問原網頁圖片。