《辅存及磁盘阵列》课件.ppt
辅存及磁盘阵列
本课件将介绍辅存和磁盘阵列的基本概念、类型和应用。我们将深入了解它们在现代计算机系统中的重要作用，并探讨它们的性能优势。
课程目标
了解辅存设备
掌握各种辅存设备类型、工作原理和性能指标。
理解磁盘阵列
掌握磁盘阵列的概念、工作机制和不同RAID级别。
掌握磁盘管理技术
学习磁盘分区、格式化、文件系统、磁盘管理工具等技术。
绪论
本课程将带您深入了解辅存设备及磁盘阵列，学习计算机系统中数据存储和管理的核心知识，并掌握如何选择合适的存储设备和方案，以满足不同应用场景的需求。
辅存设备概述
外部存储设备
独立于主机系统，可用于存储和传输数据。例如：移动硬盘、U盘、SD卡等。
内部存储设备
集成于主机系统内部，用于存储操作系统、应用程序和数据。例如：硬盘、光驱、磁带机等。
机械硬盘
机械硬盘是计算机系统中常用的辅助存储设备，它利用磁记录技术将数据存储在旋转的磁盘上。
机械硬盘由盘片、磁头、主轴电机、控制电路等组成，数据通过磁头在磁盘上进行读写操作。
机械硬盘的特点是容量大、价格低廉，但读写速度较慢，且容易受到震动和冲击的影响。
固态硬盘
固态硬盘(SSD)是一种新型的存储设备，它使用闪存芯片来存储数据。与传统的机械硬盘(HDD)相比，SSD具有更高的速度、更低的功耗和更强的抗震性。SSD的读写速度比HDD快得多，而且没有机械部件，因此更加耐用。SSD通常比HDD更贵，但它们正在变得越来越实惠。
软驱
3.5寸软盘
广泛应用于个人电脑，用于存储数据和软件。
5.25寸软盘
早期的电脑使用较大的5.25寸软盘，容量更小。
光驱
光驱是一种使用激光读取或写入光盘数据的设备。它可以读取CD、DVD和蓝光光盘等多种类型的光盘。光驱通常用于安装软件、观看电影和备份数据。
现代计算机通常不再配备光驱，因为它被更快的存储设备如固态硬盘(SSD)取代。然而，光驱仍然用于一些特定的应用场景，例如：
安装旧的软件或游戏
观看DVD或蓝光光盘
备份数据到光盘
磁带机
磁带机是一种古老的存储设备，它使用磁带作为存储介质。磁带是一种薄而长的材料，在其表面覆盖着一层磁性材料。磁带机使用磁头将数据写入磁带，并使用磁头读取磁带上的数据。
磁带机具有以下特点：存储容量大、价格便宜、易于备份和存档。然而，磁带机的读取速度很慢，而且磁带容易损坏。
其他辅存设备
U盘
U盘是一种便携式存储设备，通常用于存储和传输数据。
存储卡
存储卡用于存储相机、手机和其他电子设备中的数据。
网络存储设备
网络存储设备通过网络连接到计算机，可以共享存储空间。
磁盘性能指标
指标
描述
平均寻道时间
磁头从一个磁道移动到另一个磁道所需的时间。
平均延迟时间
磁盘旋转一周所需的时间的一半。
数据传输率
磁盘每秒能够传输的数据量。
IOPS
每秒的输入/输出操作次数。
磁盘可靠性指标
MTBF
平均无故障时间，指设备正常运行的平均时间。MTBF值越大，表示设备越可靠。
MTTR
平均修复时间，指设备发生故障后平均修复所需的时间。MTTR值越小，表示设备越容易修复。
磁盘容量概念
1
容量单位
磁盘容量通常以字节（Byte）为单位，常见的单位包括：KB、MB、GB、TB、PB等。
2
物理容量
是指磁盘能够实际存储数据的总容量，也称为裸容量。
3
格式化容量
是指磁盘在进行格式化操作后可用的容量，通常比物理容量略小。
4
有效容量
是指用户实际可以使用的容量，通常比格式化容量还要小，因为操作系统和应用软件也占用了一部分磁盘空间。
磁盘缓存技术
磁盘缓存是一种将经常访问的数据临时存储在内存中的技术，以便更快地访问数据。
缓存可以显著提高磁盘性能，减少磁盘访问时间，提升系统整体效率。
常见的缓存技术包括磁盘内部缓存和操作系统级缓存，可以根据应用需求进行选择。
磁盘接口标准
ATA/IDE
早期标准，速度较慢，成本低廉，适用于个人电脑
SATA
取代了ATA/IDE，速度更快，传输速率更高，更适合现代设备
SCSI
速度更快，支持更多设备连接，适用于服务器和其他高性能设备
SAS
专门为服务器设计的SCSI变种，更可靠，性能更高
磁盘驱动程序
解释接口
驱动程序解释操作系统和物理硬件之间的接口。
数据传输
驱动程序管理数据从磁盘到内存的传输。
错误处理
驱动程序负责处理磁盘错误，如读写错误或硬件故障。
磁盘管理工具
分区工具
将物理磁盘划分成多个逻辑分区，方便管理和使用。
格式化工具
创建文件系统，对磁盘进行格式化，为数据存储做准备。
文件系统管理工具
管理文件系统，如创建、删除、格式化等操作。
磁盘阵列概述
磁盘阵列（RAID）是由多个磁盘驱动器组成的系统，通过特殊的硬件或软件控制，将多个独立的磁盘驱动器组合成一个逻辑磁盘。磁盘阵列提高了数据存储系