基本介紹
- 中文名：存儲系統
- 外文名：store system
存儲系統,沿革,存儲層次,存儲映像,存儲變換,存儲保護,主存儲器,移動存儲,特點,功能,網路附屬存儲系統,
存儲系統
計算機的主存儲器不能同時滿足存取速度快、存儲容量大和成本低的要求，在計算機中必須有速度由慢到快、容量由大到小的多級層次存儲器，以最優的控制調度算法和合理的成本，構成具有性能可接受的存儲系統。存儲系統的性能在計算機中的地位日趨重要，主要原因是：①馮諾伊曼體系結構是建築在存儲程式概念的基礎上，訪存操作約占中央處理器（CPU）時間的70%左右。②存儲管理與組織的好壞影響到整機效率。③現代的信息處理，如圖像處理、資料庫、知識庫、語音識別、多媒體等對存儲系統的要求很高。
沿革
計算機最初採用串列的延遲線存儲器，不久又用磁鼓存儲器。50年代中期，主要使用磁芯存儲器作為主存。60年代中期以後，半導體存儲器已取代磁芯存儲器。在邏輯結構上，並行存儲和從屬存儲器技術的採用提高了主存的供數速度，緩和了主存和高速的中央處理器速度不匹配的矛盾。1968年IBM- 360/85最早採用了高速緩衝存儲器——主存儲器結構。高速緩衝存儲器的存取周期與中央處理器主頻周期一樣，由硬體自動調度高速緩衝存儲器與主存儲器之間信息的傳遞，使中央處理器對主存儲器的絕大部分存取操作，可以在中央處理器和高速緩衝存儲器之間進行。1970年，美國RCA公司研究成功虛擬存儲器系統。IBM公司於1972年在IBM370系統上全面採用了虛擬存儲技術。
由於科學計算和數據處理對存儲系統的要求越來越高，需要不斷改進已有的存儲技術，研究新型的存儲介質，改善存儲系統的結構和管理。大規模積體電路和磁碟依然是主要的存儲介質。利用新型材料製作大規模積體電路、大容量的聯想存儲器可大大提高速度，對於計算機系統和軟體都會發生影響。磁碟技術、光碟技術、約瑟夫遜結器件，以至研究新的存儲模型，都是計算機存儲系統發展的研究課題。此外還要進行新的存儲機制的研究。這方面的研究方向是：①由一維線性存儲發展到面向二叉樹存儲結構，提供更廣闊數據結構所需的動態存儲空間。②由單純的數據存儲發展到能融合圖像、聲音、文字、數據等為一體的多維存儲系統。③由存儲精確的數據到能接收模糊數據的輸入。④面向對象的存儲管理的研究。⑤智慧型存儲技術的研究，探索新的記憶原理，發明新的存儲器件，構造新的存儲系統。
存儲層次
存儲映像
存儲變換
存儲保護
近代計算機系統資源為一同執行的多個用戶程式所共享。就主存來說，它同時存有多個用戶的程式和系統軟體。為使系統正常工作，必須防止由於一個用戶程式出錯而破壞同時存在主存內的系統軟體或其他用戶的程式，還須防止一個用戶程式不合法地訪問並非分配給它的主存區域。因此，存儲保護是多道程式和多處理機系統必不可少的部分。
界限暫存器方式只適用於每個用戶程式占用一個或幾個連續的主存區域，而對於虛擬存儲器系統，由於一個用戶的各頁離散地分布於主存內，就需要採用鍵式保護和環狀保護等方式。鍵式保護是由作業系統為每個存儲頁面規定存儲鍵，存取存儲器操作帶有訪問鍵，當兩鍵符合時才允許執行存取操作，從而保護別的程式區域不被侵犯，環狀保護是把系統程式和用戶程式按重要性分層，稱為環，對每個環都規定訪問它的級別，違反規定的存取操作是非法的，以此實現對正在執行的程式的保護。
主存儲器
主存儲器被劃分成若干用於存放數據或指令的存儲單元。為了區分不同的存儲單元，給每一個存儲單元分配一個編號，這個編號稱為存儲單元的地址，因此主存是按地址存取信息的。在主存中，以位元組作為編址單位，即一個存儲單元的長度為8個二進制位。存儲單位的地址編號從0開始，順序加1 ，是一個無符號二進制整數，一般用十六進制數表示。
一般用隨機存儲器作主存儲器。存取數據的時間與數據所在存儲單元的地址無關。主存儲器工作時，首先由中央處理器將地址送至存儲器的地址暫存器並解碼，同時接收由中央處理器發出的“讀”或“寫”命令。於是，存儲器就按照地址解碼的輸出確定相應的存儲單元。如果是讀命令，則將存儲單元的代碼讀出並送往代碼緩衝暫存器，如果是寫命令，代碼緩衝暫存器接收新代碼，接著寫入存儲體。為了提高數據的處理速度，存儲器的讀∕寫操作往往按2個位元組、4個位元組、8個位元組、16個位元組作為一組同時讀出或寫入。主存儲器採用半導體存儲器件。存儲晶片是積體電路市場的支柱產品，主要採用MOS存儲器。容量大而速度低的外圍存儲器主要採用磁碟、光碟、磁帶等。
移動存儲
特點
► 獲國家保密局認證，安全可靠；
► 與加密系統無縫結合，防護能力倍增；
► 國內首創，將普通隨身碟變為加密隨身碟，徹底解決隨身碟的方便性帶來的風險；
► 採用雙因子認證技術；
► 專用加密移動存儲與系統無縫結合，管理更流暢；
► 功能多樣，可滿足各種不同需求的保密要求；
► 完善的審計功能，隨時掌握隨身碟持有人的行為。
功能
● 集中註冊與授權。可通過註冊信息實現隨身碟身份識別和介質追蹤；
● 主機身份認證。所有安裝客戶端的計算機都須經管理員分配實名信息後方可使用；
● 加密上鎖。對加密上鎖後的隨身碟需要用戶進行身份認證；
● 訪問控制。可靈活控制移動存儲介質註冊策略和信息，設定允許使用的計算機或租；
● 外出拷貝。拷入隨身碟內的數據可與外界的計算機進行數據互動使用，也可實現定向拷貝；
● 用戶審計。移動管理存儲系統提供詳細的審計記錄及審計報告。
網路附屬存儲系統
- NAS（Network Attached Storage：網路附屬存儲）是一種將分布、獨立的數據整合為大型、集中化管理的數據中心，以便於對不同主機和套用伺服器進行訪問的技術。按字面簡單說就是連線在網路上，具備資料存儲功能的裝置，因此也稱為“網路存儲器”。它是一種專用數據存儲伺服器。它以數據為中心，將存儲設備與伺服器徹底分離，集中管理數據，從而釋放頻寬、提高性能、降低總擁有成本、保護投資。其成本遠遠低於使用伺服器存儲，而效率卻遠遠高於後者。
- NAS是通過與網路直接連線的磁碟陣列，它具備了磁碟陣列的所有主要特徵：高容量、高效能、高可靠。NAS將存儲設備通過標準的網路拓撲結構連線，可以無需伺服器直接上網，不依賴通用的作業系統，而是採用一個面向用戶設計的、專門用於數據存儲的簡化作業系統，內置了與網路連線所需的協定，因此使整個系統的管理和設定較為簡單。其次，NAS是真正即插即用的產品，並且物理位置靈活，可放置在工作組內，也可放在其他地點與網路連線。
- NAS使用了傳統乙太網和TCP/IP協定，當進行檔案共享時，則利用了NFS和CIFS以溝通NT和UNIX系統。由於NFS和CIFS都是基於作業系統的檔案共享協定，所以NAS的性能特點是進行小檔案級的共享存取。NAS提供各種套用領域的異種檔案共享和檔案服務功能，包括內容傳送和分發、統一的存儲管理、技術計算，以及Web服務。它允許企業在不使伺服器停機的前提下增加容量。
