DBMS - ระบบจัดเก็บข้อมูล

ฐานข้อมูลจะถูกจัดเก็บในรูปแบบไฟล์ซึ่งประกอบด้วยระเบียน ในระดับกายภาพข้อมูลจริงจะถูกจัดเก็บในรูปแบบแม่เหล็กไฟฟ้าในอุปกรณ์บางเครื่อง อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทอย่างกว้าง ๆ -

• Primary Storage- ที่เก็บหน่วยความจำที่ CPU เข้าถึงได้โดยตรงอยู่ในหมวดหมู่นี้ หน่วยความจำภายในของ CPU (รีจิสเตอร์) หน่วยความจำแบบเร็ว (แคช) และหน่วยความจำหลัก (RAM) สามารถเข้าถึงได้โดยตรงไปยัง CPU เนื่องจากทั้งหมดวางอยู่บนเมนบอร์ดหรือชิปเซ็ต CPU โดยทั่วไปพื้นที่จัดเก็บนี้มีขนาดเล็กมากรวดเร็วเป็นพิเศษและมีความผันผวน ที่เก็บข้อมูลหลักต้องใช้แหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาสถานะ ในกรณีที่ไฟฟ้าดับข้อมูลทั้งหมดจะสูญหาย

• Secondary Storage- อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลสำรองใช้ในการจัดเก็บข้อมูลเพื่อใช้ในอนาคตหรือเป็นข้อมูลสำรอง หน่วยความจำสำรองประกอบด้วยอุปกรณ์หน่วยความจำที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของชิปเซ็ต CPU หรือมาเธอร์บอร์ดตัวอย่างเช่นดิสก์แม่เหล็กออปติคัลดิสก์ (DVD, CD ฯลฯ ) ฮาร์ดดิสก์แฟลชไดรฟ์และเทปแม่เหล็ก

• Tertiary Storage- ที่เก็บข้อมูลระดับอุดมศึกษาใช้เพื่อจัดเก็บข้อมูลจำนวนมาก เนื่องจากอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลดังกล่าวอยู่ภายนอกระบบคอมพิวเตอร์จึงมีความเร็วช้าที่สุด อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเหล่านี้ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อสำรองข้อมูลทั้งระบบ ออปติคัลดิสก์และเทปแม่เหล็กถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะที่เก็บข้อมูลระดับตติยภูมิ

ลำดับชั้นของหน่วยความจำ

ระบบคอมพิวเตอร์มีลำดับชั้นของหน่วยความจำที่กำหนดไว้อย่างดี CPU สามารถเข้าถึงหน่วยความจำหลักได้โดยตรงเช่นเดียวกับการลงทะเบียนในตัว เวลาในการเข้าถึงหน่วยความจำหลักจะน้อยกว่าความเร็วของ CPU อย่างเห็นได้ชัด เพื่อลดความเร็วที่ไม่ตรงกันนี้จะมีการแนะนำหน่วยความจำแคช หน่วยความจำแคชให้เวลาในการเข้าถึงที่เร็วที่สุดและมีข้อมูลที่ CPU เข้าถึงบ่อยที่สุด

หน่วยความจำที่เข้าถึงได้เร็วที่สุดคือหน่วยความจำที่มีราคาแพงที่สุด อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ให้ความเร็วที่ช้าและมีราคาไม่แพง แต่สามารถจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากได้เมื่อเทียบกับการลงทะเบียน CPU หรือหน่วยความจำแคช

ดิสก์แม่เหล็ก

ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลสำรองที่พบมากที่สุดในระบบคอมพิวเตอร์ปัจจุบัน สิ่งเหล่านี้เรียกว่าดิสก์แม่เหล็กเนื่องจากใช้แนวคิดของการดึงดูดเพื่อจัดเก็บข้อมูล ฮาร์ดดิสก์ประกอบด้วยดิสก์โลหะที่เคลือบด้วยวัสดุที่เป็นแม่เหล็ก ดิสก์เหล่านี้วางในแนวตั้งบนแกนหมุน หัวอ่าน / เขียนจะเคลื่อนที่ไปมาระหว่างดิสก์และใช้เพื่อดึงดูดหรือดึงจุดที่อยู่ใต้มันออก จุดแม่เหล็กสามารถรับรู้ได้ว่า 0 (ศูนย์) หรือ 1 (หนึ่ง)

ฮาร์ดดิสก์ได้รับการจัดรูปแบบตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างดีเพื่อจัดเก็บข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ แผ่นฮาร์ดดิสก์มีวงกลมหลายจุดอยู่เรียกว่าtracks. ทุกแทร็กจะถูกแบ่งออกเป็นsectors. โดยทั่วไปเซกเตอร์บนฮาร์ดดิสก์จะเก็บข้อมูล 512 ไบต์

อาร์เรย์ที่ซ้ำซ้อนของดิสก์อิสระ

RAID หรือ Redundant Aเรย์ของ Iพึ่งพา Disks เป็นเทคโนโลยีในการเชื่อมต่ออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลสำรองหลายเครื่องและใช้เป็นสื่อบันทึกข้อมูลเดียว

RAID ประกอบด้วยอาร์เรย์ของดิสก์ที่เชื่อมต่อดิสก์หลายตัวเข้าด้วยกันเพื่อให้บรรลุเป้าหมายที่แตกต่างกัน ระดับ RAID กำหนดการใช้ดิสก์อาร์เรย์

RAID 0

ในระดับนี้จะมีการนำอาร์เรย์ของดิสก์มาใช้ ข้อมูลถูกแบ่งออกเป็นบล็อกและบล็อกจะกระจายไปตามดิสก์ ดิสก์แต่ละตัวได้รับบล็อกข้อมูลเพื่อเขียน / อ่านแบบขนาน ช่วยเพิ่มความเร็วและประสิทธิภาพของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ไม่มีความเท่าเทียมกันและการสำรองข้อมูลในระดับ 0

RAID 1

RAID 1 ใช้เทคนิคการมิเรอร์ เมื่อข้อมูลถูกส่งไปยังตัวควบคุม RAID ข้อมูลจะส่งสำเนาข้อมูลไปยังดิสก์ทั้งหมดในอาร์เรย์ เรียกอีกอย่างว่า RAID ระดับ 1mirroring และให้ความซ้ำซ้อน 100% ในกรณีที่เกิดความล้มเหลว

RAID 2

RAID 2 บันทึกรหัสการแก้ไขข้อผิดพลาดโดยใช้ระยะทาง Hamming สำหรับข้อมูลลายบนดิสก์ที่แตกต่างกัน เช่นเดียวกับระดับ 0 บิตข้อมูลแต่ละคำจะถูกบันทึกลงในดิสก์ที่แยกจากกันและรหัส ECC ของคำข้อมูลจะถูกเก็บไว้ในดิสก์ชุดอื่น เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนและต้นทุนสูง RAID 2 จึงไม่มีวางจำหน่ายทั่วไป

RAID 3

RAID 3 ขีดเส้นข้อมูลลงบนดิสก์หลายแผ่น พาริตีบิตที่สร้างขึ้นสำหรับ data word จะถูกเก็บไว้ในดิสก์อื่น เทคนิคนี้ทำให้สามารถเอาชนะความล้มเหลวของดิสก์เดี่ยวได้

RAID 4

ในระดับนี้บล็อกข้อมูลทั้งหมดจะถูกเขียนลงในดิสก์ข้อมูลจากนั้นพาริตีจะถูกสร้างและจัดเก็บไว้ในดิสก์อื่น โปรดทราบว่าระดับ 3 ใช้การสตริประดับไบต์ในขณะที่ระดับ 4 ใช้การสตริประดับบล็อก ทั้งระดับ 3 และระดับ 4 ต้องการดิสก์อย่างน้อยสามดิสก์เพื่อใช้งาน RAID

RAID 5

RAID 5 เขียนบล็อกข้อมูลทั้งหมดลงในดิสก์ที่แตกต่างกัน แต่พาริตีบิตที่สร้างขึ้นสำหรับแถบข้อมูลจะถูกกระจายไปยังดิสก์ข้อมูลทั้งหมดแทนที่จะจัดเก็บไว้ในดิสก์เฉพาะอื่น

RAID 6

RAID 6 เป็นส่วนขยายของระดับ 5 ในระดับนี้จะมีการสร้างและจัดเก็บความเท่าเทียมกันสองแบบแยกกันระหว่างดิสก์หลายชุด ความเท่าเทียมกันสองแบบให้การยอมรับข้อผิดพลาดเพิ่มเติม ระดับนี้ต้องใช้ดิสก์ไดรฟ์อย่างน้อยสี่ตัวเพื่อใช้งาน RAID