⑴ 存儲器的分類及其各自的特點
存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣,有很多層次,在數字系統中,只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中,一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器,如RAM、FIFO等;在系統中,具有實物形式的存儲設備也叫存儲器,如內存條、TF卡等。計算機中全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器,計算機才有記憶功能,才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等,能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件,用來存放當前正在執行的數據和程序,但僅用於暫時存放程序和數據,關閉電源或斷電,數據會丟失。
存儲器的分類特點及其應用
在嵌入式系統中最常用的存儲器類型分為三類:
1.隨機存取的RAM;
2.只讀的ROM;
3.介於兩者之間的混合存儲器
1.隨機存儲器(Random Access Memory,RAM)
RAM能夠隨時在任一地址讀出或寫入內容。 RAM的優點是讀/寫方便、使用靈活;
RAM的缺點是不能長期保存信息,一旦停電,所存信息就會丟失。 RAM用於二進制信息的臨時存儲或緩沖存儲
2.只讀存儲器(Read-Only Memory,ROM)
ROM中存儲的數據可以被任意讀取,斷電後,ROM中的數據仍保持不變,但不可以寫入數據。
ROM在嵌入式系統中非常有用,常常用來存放系統軟體(如ROM BIOS)、應用程序等不隨時間改變的代碼或數據。
ROM存儲器按發展順序可分為:掩膜ROM、可編程ROM(PROM)和可擦寫可編程ROM(EPROM)。
3. 混合存儲器
混合存儲器既可以隨意讀寫,又可以在斷電後保持設備中的數據不變。混合存儲設備可分為三種:
EEPROM NVRAM FLASH
(1)EEPROM
EEPROM是電可擦寫可編程存儲設備,與EPROM不同的是EEPROM是用電來實現數據的清除,而不是通過紫外線照射實現的。
EEPROM允許用戶以位元組為單位多次用電擦除和改寫內容,而且可以直接在機內進行,不需要專用設備,方便靈活,常用作對數據、參數等經常修改又有掉電保護要求的數據存儲器。
(2) NVRAM
NVRAM通常就是帶有後備電池的SRAM。當電源接通的時候,NVRAM就像任何其他SRAM一樣,但是當電源切斷的時候,NVRAM從電池中獲取足夠的電力以保持其中現存的內容。
NVRAM在嵌入式系統中使用十分普遍,它最大的缺點是價格昂貴,因此,它的應用被限制於存儲僅僅幾百位元組的系統關鍵信息。
(3)Flash
Flash(閃速存儲器,簡稱快閃記憶體)是不需要Vpp電壓信號的EEPROM,一個扇區的位元組可以在瞬間(與單時鍾周期比較是一個非常短的時間)擦除。
Flash比EEPROM優越的方面是,可以同時擦除許多位元組,節省了每次寫數據前擦除的時間,但一旦一個扇區被擦除,必須逐個位元組地寫進去,其寫入時間很長。
存儲器工作原理
這里只介紹動態存儲器(DRAM)的工作原理。
工作原理
動態存儲器每片只有一條輸入數據線,而地址引腳只有8條。為了形成64K地址,必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上,藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元,鎖存信號也靠著外部地址電路產生。
當要從DRAM晶元中讀出數據時,CPU首先將行地址加在A0-A7上,而後送出RAS鎖存信號,該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上,再送CAS鎖存信號,也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1,則在CAS有效期間數據輸出並保持。
當需要把數據寫入晶元時,行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部,然後,WE有效,加上要寫入的數據,則將該數據寫入選中的存貯單元。
存儲器晶元
由於電容不可能長期保持電荷不變,必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作,以保持電荷穩定,這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1,每隔1⒌12μs產生一次DMA請求,該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時,DMA控制器送出到刷新地址信號,對動態存儲器執行讀操作,每讀一次刷新一行。
⑵ 傳統大數據存儲的架構有哪些各有什麼特點
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可觀的應用前景。
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。
⑶ 計算機中常用的存儲設備有哪些各有什麼作用各自的特點是什麼
計算機中的存儲器,可分為內存和外存。內存,又稱為主存儲器,可分為隨機存儲器RAM和只讀存儲器ROM。隨機存儲器用於存放正在運行的程序和數據,它的特點是具有可讀寫性和易丟失性,即其中保存的信息,一旦掉電就會全部丟失。隨機存儲器又可分為靜態隨機存儲器SRAM和動態隨機存儲器DRAM,前者因為製作工藝復雜,價格高昂,只有少量用於高速緩存Cache;後者則是在微機中被稱為內存條的東東。只讀存儲器用於固化一些基本程序,如微機主板中的BIOS(基本輸入/輸出程序),它的特點是只能讀出信息,不能寫入信息,即具有隻讀不寫性。外存,又稱為輔助存儲器。目前微機中標配的硬碟、光碟,以及常用的U盤等,都是常見的外存儲器。外存因為存儲容量大(內存的存儲容量比較有限,且相對外存小得多),而被廣泛用於各種程序和數據的存放。但外存中的信息,必須先讀入內存後,才能被CPU調用或處理。硬碟和軟盤都屬於磁碟存儲設備,是通過磁性分布來記錄信息的,硬碟的存儲容量、存取速度均遠大於軟盤。U盤屬於一種快閃記憶體設備,因為存儲容量大、存取速度快已取代了軟盤而被廣泛使用。
⑷ 計算機存儲器可分為哪兩大類它們的主要特點分別是什麼
內部存儲器和外部存儲器兩類。
內部存儲器速度快,但斷電後存儲的數據丟失。如內存。
外部存儲器速度相對慢,但斷電後數據仍然保存。如硬碟。
在計算機中採用只有兩個數碼「0」和「1」的二進制來表示數據。記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為「0」和「1」。日常使用的十進制數必須轉換成等值的二進制數才能存入存儲器中。
計算機中處理的各種字元,例如英文字母、運算符號等,也要轉換成二進制代碼才能存儲和操作。
(4)傳統存儲設備特性擴展閱讀:
伺服器在存儲器環境按這樣的方法分配存儲器:在某個環境分配的存儲器可以被環境析構器釋放而不會影響其他環境中分配的存儲器。
所有存儲器分配(通過 palloc 等)都被當作在當前環境的區域中分配存儲器.如果你試圖釋放(或再分配)不在當前環境的存儲器,你將得到不可預料的結果。
當確定了存儲程序代碼和數據所需要的存儲空間之後,設計工程師將決定是採用內部存儲器還是外部存儲器。通常情況下,內部存儲器的性價比最高但靈活性最低,因此設計工程師必須確定對存儲的需求將來是否會增長,以及是否有某種途徑可以升級到代碼空間更大的微控制器。
基於成本考慮,人們通常選擇能滿足應用要求的存儲器容量最小的微控制器,因此在預測代碼規模的時候要必須特別小心,因為代碼規模增大可能要求更換微控制器。
⑸ 傳統大數據存儲的架構有哪些各有什麼特點
數據源:所有大數據架構都從源代碼開始。這可以包含來源於資料庫的數據、來自實時源(如物聯網設備)的數據,及其從應用程序(如Windows日誌)生成的靜態文件。
實時消息接收:假如有實時源,則需要在架構中構建一種機制來攝入數據。
數據存儲:公司需要存儲將通過大數據架構處理的數據。一般而言,數據將存儲在數據湖中,這是一個可以輕松擴展的大型非結構化資料庫。
批處理和實時處理的組合:公司需要同時處理實時數據和靜態數據,因而應在大數據架構中內置批量和實時處理的組合。這是由於能夠應用批處理有效地處理大批量數據,而實時數據需要立刻處理才能夠帶來價值。批處理涉及到長期運轉的作業,用於篩選、聚合和准備數據開展分析。
分析數據存儲:准備好要分析的數據後,需要將它們放到一個位置,便於對整個數據集開展分析。分析數據儲存的必要性在於,公司的全部數據都聚集在一個位置,因而其分析將是全面的,而且針對分析而非事務進行了優化。
這可能採用基於雲計算的數據倉庫或關系資料庫的形式,具體取決於公司的需求。
分析或報告工具:在攝入和處理各類數據源之後,公司需要包含一個分析數據的工具。一般而言,公司將使用BI(商業智能)工具來完成這項工作,而且或者需要數據科學家來探索數據。
「大數據」 通常指的是那些數量巨大、難於收集、處理、分析的數據集,亦指那些在傳統基礎設施中長期保存的數據。大數據存儲是將這些數據集持久化到計算機中。
⑹ 存儲介質主要有哪些,其特點是什麼
存儲介質是指存儲數據的載體。比如軟盤、光碟、DVD、硬碟、快閃記憶體、U盤、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、記憶棒(Memory Stick)、xD卡等。
特點:存儲空間大,速度快,可讀寫,安全性高,攜帶不方便。
流行的存儲介質是基於快閃記憶體(Nand flash)的,比如U盤、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、記憶棒、xD卡等。
數碼相機將圖像信號轉換為數據文件保存在磁介質設備或者光記錄介質上。如果說數碼相機是電腦的主機,那麼存儲卡相當於電腦的硬碟。存儲記憶體除了可以記載圖像文件以外,還可以記載其他類型的文件,通過USB和電腦相連,就成了一個移動硬碟。
CF卡
CF卡(Compact Flash)是1994年由SanDisk最先推出的。CF卡具有PCMCIA-ATA功能,並與之兼容;CF卡重量只有14g,僅紙板火柴般大小(43mm x 36m x m3.3mm),是一種固態產品,也就是工作時沒有運動部件。CF卡採用快閃記憶體(flash)技術,是一種穩定的存儲解決方案,不需要電池來維持其中存儲的數據。
優點
對所保存的數據來說,CF卡比傳統的磁碟驅動器安全性和保護性都更高;比傳統的磁碟驅動器及Ⅲ型PC卡的可靠性高5到10倍,而且CF卡的用電量僅為小型磁碟驅動器的5%。CF卡使用3.3V到5V之間的電壓工作(包括3.3V或5V)。這些優異的條件使得大多數數碼相機選擇CF卡作為其首選存儲介質。
CF卡作為世界范圍內的存儲行業標准,保證CF產品的兼容,保證CF卡的向後兼容性;隨著CF卡越來越被廣泛應用,各廠商積極提高CF卡的技術,促進新一代體小質輕、低能耗先進移動設備的推出,進而提高工作效率。
CFA總部在加拿大的Palo Alto,其成員有權免費得到CF卡、CF商標和CF技術詳情。CFA成員包括3COM,佳能、柯達、惠普、日立、IBM、松下、摩托羅拉、NEC、SanDisk、精工(愛普生)和Socket Communications等120多個。而且其中的主要數碼相機生產研發廠商已經成立了一個專門組織,從事於CF產品的開發。
⑺ 簡述計算機各種存儲設備(內存、硬碟、光碟)的特點
內存
是電腦中的主要
部件
,它是相對於外存而言的。我們平常使用的
程序
,如Windows
操作系統
、打字
軟體
、
游戲軟體
等,一般都是安裝在
硬碟
等外存上的,但僅此是不能使用其功能的,必須把它們調入內存中運行,才能真正使用其功能,我們平時輸入一段文字,或玩
一個游戲
,其實都是在內存中進行的。就好比在一個書房裡,存放
書籍
的
書架
和
書櫃
相當於電腦的外存,而我們工作的
辦公桌
就是內存。通常我們把要永久保存的、大量的
數據存儲
在外存上,而把一些臨時的或少量的數據和程序放在內存上,當然內存的好壞會直接影響電腦的
運行速度
。它是CPU和外存之間的橋梁。斷電後存儲的數據就會消失。內存的
存取速度
相對於硬碟
光碟等
外部
存儲器
快要很多。
硬碟的
容量
非常大,斷電後存儲的數據也不會消失,可以長期保存。
光碟雖然容量無法和硬碟相比,但他價格便宜,攜帶方便,說以也是很好的
存儲介質
。
⑻ 計算機的存儲器可分為哪幾類,各特點
存儲系統可分為內存和外存兩大類。
內存是直接受cpu控制與管理的並只能暫存數據信息的存儲器,外存可以永久性保存信息的存儲器。存於外存中的程序必須調入內存才能運行,內存是計算機工作的舞台。
內存與外存的區別是:內存只能暫存數據信息,外存可以永久性保存數據信息;外存不受cpu控制,但外存必須藉助內存才能與cpu交換數據信息;內存的訪問速度快,外存的訪問速度慢。內存可分為:ram與rom。ram的特點是:可讀可寫,但斷電信息丟失。rom用於存儲bios。外存有:磁碟(軟盤和硬碟)、光碟、u盤(電子盤)
存儲器(memory)是計算機系統中的記憶設備,用來存放程序和數據。存儲器的主要功能是存儲程序和各種數據,並能在計算機運行過程中高速、自動地完成程序或數據的存取。存儲器是具有「記憶」功能的設備,它採用具有兩種穩定狀態的物理器件來存儲信息,這些器件也稱為記憶元件。有了存儲器,計算機才有記憶功能,才能保證正常工作。
⑼ 1簡述計算機各種存儲設備(內存 硬碟 光碟)的特點
內存:儲存當前需要處理的數據和指令。速度快,價格貴,容量小,斷電消失。
硬碟:儲存暫時不使用的數據以及程序。速度一般,價格便宜,容量大,可長期保存。
光碟:廉價儲存暫時不使用的數據。 速度慢,價格便宜,容量大,可長期保存。