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存储系统的命名背后有何深意?

存储系统是计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备(硬件)和算法(软件)所组成的系统。

存储系统是计算机系统中用于存放数据和程序的重要组成部分,它确保了数据的安全持久化与高效访问,存储系统包含了多种类型的存储设备和技术,这些设备在速度、容量、成本和耐用性方面各有特点,共同构成了现代计算环境中的多层次存储体系。

存储系统的分类

1、按存储介质分类

半导体存储器:包括MOS型半导体存储器(如DRAM和SRAM)和Flash存储器(如NAND和NOR Flash),常用于USB闪存驱动器、固态硬盘(SSD)和嵌入式系统中的非易失性存储。

磁性材料存储器:包括磁芯存储器(已被淘汰)、磁表面存储器(如磁盘和磁带),磁盘利用旋转磁盘和磁头读写数据,常见于个人电脑、服务器和数据中心;磁带通常用于数据备份和归档,具有高容量和低成本,但访问速度较慢。

光介质存储器:如CD/DVD/Blu-ray光盘,利用激光读取盘面上的微小凹坑或改变材料反射率来存储数据,包括只读光盘(CD-ROM, DVD-ROM)、可写一次光盘(WORM)以及可重写光盘(CDRW, DVD-RW, BD-RE)。

2、按存取方式分类

随机存取存储器(RAM):允许在相同的时间内访问任何存储位置的数据,包括动态RAM (DRAM) 和静态RAM (SRAM),这类存储器通常作为计算机的主存储器,速度快但易失(即断电后数据丢失)。

顺序存取存储器(SAM):信息总是按顺序读出和存储,访问时间完全取决于信息存放位置与当前位置的距离,磁带就是一种SAM,它的特点是存储容量大、存取速度慢,常用作海量数据的脱机备份存储器。

直接存取存储器(DAM):存取方式和存取性能都介于SAM和RAM之间,访问时,先用RAM方式进行信息所在区域的寻址,再用SAM方式进行信息的存取。

只读存储器(ROM):包括各种类型的ROM,如掩膜ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除可编程ROM)、EEPROM(电可擦除可编程ROM)和Flash ROM,早期的ROM…除了半导体存储器为易失性存储器外,其余两类都是非易失性存储器。

3、按应用功能分类

主存储器(Main Memory):用来存放程序运行时的代码和数据,是CPU唯一按地址访问的存储器,因而,主存具有较快的存取速度,通常由MOS型半导体动态RAM构成,由于半导体存储器的价格较高,主存的容量不会很大。

辅助存储器(Secondary Memory):辅存指计算机运行期间与主存直接交换信息的存储器,是主存的后援存储器,存放主存暂时不用的程序和数据,与主存相比,辅存的容量更大,速度不要求很快,通常由磁性材料或光介质的DAM构成,后备存储器主要用于脱机时存放信息,由于容量巨大,通常称为海量存储器。

高速缓冲存储器(Cache):位于CPU与主存之间,速度比主存更快,存放主存中最近使用的信息,是主存的快速缓冲器,Cache通常由MOS型半导体静态RAM构成。

控制存储器(Control Storage):用来存放解释机器语言指令的微程序,位于CPU内部,由于其信息不需要修改,通常由MOS型半导体ROM构成。

4、按信息的可更改性分类

读写存储器(Read/Write Memory, RAM):可读可写,信息寻址方法取决于内部结构是RAM还是DAM,而RAM、SAM、DAM属于读写存储器(RWM)。

只读存储器(Read Only Memory, ROM):只能读,不能写,信息寻址方法取决于内部结构是RAM还是DAM,而RAM、SAM、DAM属于读写存储器(RWM)。

5、按信息的可保存性分类

易失性存储器(Volatile Memory):断电后数据消失,如主存和Cache。

非易失性存储器(Non-Volatile Memory):断电后数据仍然保存,如磁盘、光盘等。

6、按存储系统的结构分类

传统存储系统:包括直接附加存储(DAS)、网络附加存储(NAS)和存储区域网络(SAN)。

DAS(Direct-Attached Storage):直连式存储,通过总线适配器将硬盘等存储介质连接到主机上,架构简单、成本低、读写效率高,但容量有限、难于共享、容易形成“信息孤岛”。

NAS(Network Attached Storage):网络附加存储,提供文件级别访问接口,支持多客户端同时访问,便于服务器间的数据共享,但存储性能较低、可靠度不高。

SAN(Storage Area Network):存储区域网络,通过光纤交换机等高速网络设备在服务器和磁盘阵列等存储设备间搭设专门的存储网络,提供高性能的存储系统,但不提供文件系统,一般不单独存在。

分布式存储系统:采用普通硬件设备作为基础设施,多台服务器协同工作,单位容量的存储成本降低,具有优秀的可扩展能力,在性能、维护性和容灾性等方面也具有一定优势。

云存储:由第三方运营商提供的在线存储系统,用户可以通过互联网随时随地访问,云存储提供了弹性扩展、高可用性和按需付费等优势。

FAQs

1、什么是存储系统?

答:存储系统是计算机系统中用于存放数据和程序的重要组成部分,它确保了数据的安全持久化与高效访问,存储系统包含了多种类型的存储设备和技术,这些设备在速度、容量、成本和耐用性方面各有特点,共同构成了现代计算环境中的多层次存储体系。

2、存储系统的分类有哪些?

答:存储系统可以按照存储介质、存取方式、应用功能、信息的可更改性和可保存性以及存储系统的结构进行分类,具体分类方式包括半导体存储器、磁性材料存储器、光介质存储器;随机存取存储器、顺序存取存储器、直接存取存储器、只读存储器;主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器;读写存储器、只读存储器;易失性存储器、非易失性存储器;传统存储系统、分布式存储系统、云存储等。

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