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易學筆記-系統分析師考試-第6章 系統配置與效能評價/6.2 儲存器系統/6.2.2 輔助儲存器

  • 輔助儲存器
  1. 特點
    1. 儲存器容量大
    2. 可靠性高
    3. 價格低
  2. 常用儲存裝置有
    1. 磁帶儲存器
      1. 特點
        1. 按順序存取
        2. 儲存時間長
        3. 儲存容量大
        4. 便於攜帶
      2. 讀寫方式:磁帶機讀寫
        1. 啟停式
          1. 規格
            1. 1/4英寸
            2. 1/2英寸
            3. 1英寸
          2. 啟動方式
            1. 每個磁帶有個卷標空白塊,用於適應磁帶從靜止到穩定速度所需要的時間
          3. 組成
            1. 檔案
              1. 由檔案頭標誌和檔案尾標誌進行標識
              2. 檔案之間有空白間隙
            2. 資料塊
              1. 多個數據塊組成檔案
              2. 資料庫之間有空白間隙
            3. 記錄
              1. 多個記錄組成資料塊
              2. 因子:一個數據塊包含的記錄數量
          4. 每次讀取的位數:跟記錄的磁帶數有關,分別有
            1. 7道
            2. 9道
            3. 16道
        2. 資料流
          1. 特點
            1. 結構簡單
            2. 價格低
            3. 資料傳輸速度快
          2. 組成
            1. 資料塊
            2. 記錄
          3. 每次讀取的位數:1位
    2. 硬碟儲存器
      1. 組成
        1. 驅動器號
          1. 硬碟儲存器編號
        2. 記錄面
          1. 每個記錄面有兩個磁頭,記錄面號就是磁頭號
          2. 所有磁頭固定在一個公共的轉動裝置上,可以轉圈和移動
        3. 磁軌
          1. 磁頭轉圈形成的同心圓
          2. 編號:最外層0號,網內逐步加1
        4. 圓柱面
          1. 各個磁軌組成一個個柱面
          2. 柱面數量等於磁軌數量
          3. 一個大檔案如果在一個磁軌存不完,可以存放到它相鄰的柱面上
        5. 扇區
          1. 將磁軌劃分為若干個段,每個段都為一個扇區
          2. 每個扇區存放固定長度的資訊塊
          3. 作業系統預先定義一個磁軌的扇區數量
          4. 扇區編號從1開始
      2. 硬碟定址過程
        1. 驅動器號:由於一個主機可以連線幾個硬碟,所以在選址的時候必須給出硬碟編號
        2. 柱面號:也就是磁軌號
        3. 記錄面號:也就是磁頭號
        4. 扇區號:段號
      3. 磁碟容量
        1. 格式化容量
          1. 指的是使用者實際能用的儲存容量
          2. 約為非格式化容量的60%~70%
          3. 計算公式: 儲存容量 = n(記錄面數) * t(每個面的磁軌數) * s(每道的扇區數)* b(扇區儲存的位元組數)
        2. 非格式化容量
          1. 所有的磁化單元數
      4. 磁碟轉數
        1. 指的是硬碟主軸電機的旋轉速度,決定了硬碟傳輸速度
        2. 表示單位:RPM 每秒多少轉
      5. 記錄密度
        1. 概念:單位長度或者單位面積記憶體儲的二進位制數量
        2. 表示
          1. 道密度:沿半徑方向上單位長度中的磁帶數目
          2. 位密度:沿磁帶方向上單位面積所記錄的二進位制資訊的位數
        3. 磁碟存取時間
          1. 定址時間:磁頭從現在位置移動到目的磁帶所需要的時間
          2. 等待時間:達到目標磁軌後,磁頭等待被訪問的資料轉到其下方的時間
          3. 讀寫時間:由於比較快,通常可以忽略
          4. 公式:
      6. 磁碟快取:為了解決磁碟內部和介面資料之前速度不匹配的問題
      7. 磁碟傳輸速度
        1. 內部傳輸速度
          1. 指的是磁頭與硬碟快取之間的資料傳輸速度
          2. 決定了磁碟整體效能
        2. 外部傳輸速度
          1. 指的是系統匯流排與硬碟快取之間的資料傳輸效率
          2. 與硬碟介面型別和快取大小有關
          3. 硬碟介面的影響著程式執行快慢和系統性能好壞
    3. 磁碟陣列
      1. 概念:RAID(Redundant Array Of Independent Disks:獨立磁碟冗餘陣列):目的在於用多個較小的磁碟驅動器代替大容量的磁碟啟動器,支援多個磁碟同時讀寫,從而改善系統的I/O效能
      2. 技術
        1. 分塊技術
        2. 分叉技術
        3. 重聚技術
      3. 磁碟陣列8個級別
        1. RAID 0(無冗餘和無校驗的資料分塊):
          1. 優點
            1. 無冗餘
            2. 無檢驗的資料分塊
            3. 具有最高的I/O效能
            4. 最高的磁碟空間利用率
          2. 缺點
            1. 系統故障率高
            2. 易管理
          3. 使用場景
            1. 關注效能、容量、價格
            2. 不可靠的系統

RAID 1(磁碟映象陣列 ):

優點

由磁碟對組成,每一個工作盤都有其對應的映象盤,儲存一個副本

安全性高

缺點

磁碟利用率低:只有50%

使用場景

存放系統軟體

資料

以及其它重要檔案

RAID 2(採用糾錯海明碼的磁碟陣列):

優點

提供校驗單糾錯和雙驗錯功能,對資料的訪問涉及陣列中每一個盤

適用大資料量傳輸

缺點

不利於下資料傳輸

使用場景

現實中很少用

RAID 3 和 RAID 4(採用奇偶校驗的磁碟陣列):

RAID 5:

RAID 6:

RAID 7:

RAID 10:

光碟儲存器

概念:利用鐳射束把記錄寫到光碟上,根據鐳射束的反射來讀出資訊

分類:

CD-ROM(只讀壓縮盤)

又稱為固定型磁碟,由生產廠家預先寫入資料,只能讀

讀取方式

恆定角速度

恆定線速度 

部分恆定角速度

CD-R(只允許寫一次)

使用者可以寫一次,多次讀出

CD-RW

可以多次寫入、擦除、重寫,類似於磁碟

DVD-ROM

類似於CD-RW,但是可以有更高儲存

物理結構層次

單面單層

單面雙層

雙面單層

雙面雙層

組成

光碟控制器

資料輸入緩衝器

記錄格式器

編碼器

讀出格式器

資料輸出緩衝器

光碟驅動器

主軸電機驅動機構

定位機構

光頭裝置:是驅動器主要部分

電路