СУБД - Система хранения
Базы данных хранятся в форматах файлов, содержащих записи. На физическом уровне фактические данные хранятся в электромагнитном формате на каком-то устройстве. Эти устройства хранения можно разделить на три типа:
Primary Storage- Память, доступная напрямую для ЦП, относится к этой категории. Внутренняя память ЦП (регистры), быстрая память (кеш) и основная память (ОЗУ) напрямую доступны ЦП, поскольку все они размещены на материнской плате или наборе микросхем ЦП. Это хранилище обычно очень маленькое, сверхбыстрое и энергозависимое. Первичное хранилище требует постоянного источника питания для поддержания его состояния. В случае сбоя питания все данные теряются.
Secondary Storage- Вторичные запоминающие устройства используются для хранения данных для будущего использования или в качестве резервных копий. Вторичное хранилище включает в себя устройства памяти, которые не являются частью набора микросхем ЦП или материнской платы, например магнитные диски, оптические диски (DVD, CD и т. Д.), Жесткие диски, флэш-накопители и магнитные ленты.
Tertiary Storage- Третичное хранилище используется для хранения огромных объемов данных. Поскольку такие устройства хранения являются внешними по отношению к компьютерной системе, они имеют самую низкую скорость. Эти устройства хранения в основном используются для резервного копирования всей системы. Оптические диски и магнитные ленты широко используются в качестве третичного хранилища.
Иерархия памяти
Компьютерная система имеет четко определенную иерархию памяти. ЦП имеет прямой доступ к своей основной памяти, а также к своим встроенным регистрам. Время доступа к основной памяти явно меньше скорости процессора. Чтобы свести к минимуму это несоответствие скорости, введена кэш-память. Кэш-память обеспечивает самое быстрое время доступа и содержит данные, к которым ЦП чаще всего обращается.
Память с самым быстрым доступом - самая дорогая. Устройства хранения большего размера предлагают низкую скорость и они дешевле, однако они могут хранить огромные объемы данных по сравнению с регистрами ЦП или кэш-памятью.
Магнитные диски
Жесткие диски являются наиболее распространенными вторичными запоминающими устройствами в современных компьютерных системах. Их называют магнитными дисками, потому что они используют концепцию намагничивания для хранения информации. Жесткие диски состоят из металлических дисков, покрытых намагничивающимся материалом. Эти диски размещены вертикально на шпинделе. Головка чтения / записи перемещается между дисками и используется для намагничивания или размагничивания пятна под ней. Намагниченное пятно может быть распознано как 0 (ноль) или 1 (один).
Жесткие диски отформатированы в четко определенном порядке для эффективного хранения данных. На пластине жесткого диска имеется множество концентрических кругов, называемыхtracks. Каждый трек делится наsectors. Сектор на жестком диске обычно хранит 512 байт данных.
избыточный массив независимых дисков
RAID или Rобразованный Aпоток Iнезависимый Disks - это технология для подключения нескольких вторичных запоминающих устройств и использования их как одного носителя.
RAID состоит из массива дисков, в котором несколько дисков соединены вместе для достижения различных целей. Уровни RAID определяют использование дисковых массивов.
RAID 0
На этом уровне реализован чередующийся массив дисков. Данные разбиваются на блоки, и блоки распределяются по дискам. Каждый диск получает блок данных для параллельной записи / чтения. Это увеличивает скорость и производительность устройства хранения. На уровне 0 нет четности и резервного копирования.
RAID 1
RAID 1 использует методы зеркалирования. Когда данные отправляются на RAID-контроллер, он отправляет копию данных на все диски в массиве. Уровень RAID 1 также называетсяmirroring и обеспечивает 100% резервирование в случае сбоя.
RAID 2
RAID 2 записывает код коррекции ошибок с использованием расстояния Хэмминга для своих данных, разделенных на разные диски. Как и на уровне 0, каждый бит данных в слове записывается на отдельный диск, а коды ЕСС слов данных хранятся на разных дисках. Из-за своей сложной структуры и высокой стоимости RAID 2 коммерчески недоступен.
RAID 3
RAID 3 распределяет данные на несколько дисков. Бит четности, сгенерированный для слова данных, сохраняется на другом диске. Этот метод позволяет преодолевать отказы отдельных дисков.
RAID 4
На этом уровне весь блок данных записывается на диски с данными, а затем создается четность и сохраняется на другом диске. Обратите внимание, что уровень 3 использует чередование на уровне байтов, тогда как уровень 4 использует чередование на уровне блоков. И на уровне 3, и на уровне 4 для реализации RAID требуется как минимум три диска.
RAID 5
RAID 5 записывает целые блоки данных на разные диски, но биты четности, сгенерированные для полосы блоков данных, распределяются между всеми дисками данных, а не хранятся на другом выделенном диске.
RAID 6
RAID 6 является расширением уровня 5. На этом уровне две независимые четности генерируются и сохраняются распределенным образом между несколькими дисками. Две четности обеспечивают дополнительную отказоустойчивость. На этом уровне для реализации RAID требуется как минимум четыре диска.
