《数据存储原理培训资料》课件

《数据存储原理培训资料》欢迎来到数据存储原理培训课程！本课程将深入探讨数据存储的基本概念、设备类型、管理策略以及安全备份等关键方面课程目标了解数据存储的基本掌握常见存储设备的学习数据存储管理策略了解数据存储的安全概念分类与特性与备份探究存储分配策略、页面从存储设备到文件系统，深入理解磁盘、固态硬置换算法、磁盘空间管理掌握数据安全保护和备份掌握数据存储的核心知盘、光盘等存储设备的工等优化方法恢复的最佳实践识作原理和优缺点数据存储基本概念数据存储存储介质将数据以特定方式保存在存用于保存数据的物理材料，储介质上，以便在需要时读例如磁盘、闪存芯片、光盘取和使用等存储系统数据管理由存储介质、控制逻辑、数包括数据组织、存储分配、据传输通道等组成，用于管访问控制、安全备份等方理和访问数据面数据存储的发展历程早期存储1打孔卡、磁带等早期存储方式，容量有限，速度较慢磁盘存储时代2磁盘存储设备出现，容量大幅提升，数据访问速度显著提高固态存储时代3固态硬盘（）问世，速度更快、体积更小、更节能SSD云存储时代4云存储技术兴起，提供弹性可扩展的存储服务，方便数据共享和管理存储设备的分类磁性存储光学存储利用磁性材料记录数据，例如磁盘、磁带利用光学原理读取数据，例如光盘、蓝光盘半导体存储其他存储使用半导体器件存储数据，例如闪存、内存包括气泡存储、磁光存储等磁性存储设备硬盘磁带采用旋转的磁性磁盘记录数据，是以磁性材料制成的带状存储介质，目前最常见的存储设备主要用于备份和归档数据磁盘存储设备机械硬盘HDD传统硬盘，依靠旋转的磁盘和磁头读写数据固态硬盘SSD采用闪存芯片存储数据，速度更快、噪音更低混合硬盘HHD结合了和的优点，兼具高速和高容量HDD SSD固态存储设备闪存NAND1最常见的存储技术，采用非易失性闪存SSDeMMC2嵌入式多媒体卡，主要用于小型设备NVMe3非易失性内存主机控制器接口，比接口速度更快SATA光学存储设备CD-ROM1紧凑型光盘，只能读取数据DVD-ROM2数字多功能光盘，容量更大，可读取和写入数据蓝光光盘BD3光学存储容量最高，可存储高清视频等大型文件半导体存储设备123闪存RAM ROM随机存取存储器，用于存储操作系统和只读存储器，用于存储固件和引导程非易失性存储器，用于存储数据和程应用程序序序，可反复擦写存储设备的容量TB GB MB KB太字节，等于吉字节，等于兆字节，等于千字节，等于1TB10241GB10241MB10241KB1024字节GBMBKB存储设备的速度读写速度延迟吞吐量指数据在存储设备和之间传输指数据从发出访问请求到开始传输数指单位时间内数据传输的总量，反映CPU的速度据的时间间隔存储设备的性能存储设备的可靠性数据完整性MTBF平均无故障时间，指设备在指数据在存储过程中保持准两次故障之间正常工作的时确性和完整性间错误校验数据恢复存储设备使用校验码来检测通过备份或其他方法恢复丢数据传输过程中的错误失或损坏的数据存储设备的成本容量成本1单位存储容量的价格，例如每的价格GB性能成本2存储设备的性能指标与其价格的比值维护成本3存储设备的维护和修理费用存储设备的选择原则应用需求根据应用场景，选择合适的存储设备类型和容量性能要求考虑数据访问速度和数据吞吐量，选择性能指标满足要求的设备成本预算根据预算，选择性价比高的存储设备可靠性选择可靠性高的设备，保障数据安全性和完整性数据传输接口串行接口并行接口数据以串行方式传输，例如数据以并行方式传输，例如、USB SATAIDE总线接口多个设备共享的通信通道，例如PCI Express串行接口USB SATA通用串行总线，广泛应用于外设连串行，用于连接硬盘、光驱ATA接等存储设备并行接口12IDE SCSI集成驱动电子器，早期硬盘接口标准小型计算机系统接口，用于连接高性能存储设备总线接口PCI ExpressPCIe高速总线接口，用于连接显卡、网络卡等设备的缩写，目前最常用的总线接口标准PCI Express磁盘文件系统FAT1文件分配表，早期文件系统，结构简单NTFS2新型文件系统，支持更强大的功能和安全特性ext43系统中常用的文件系统，具有高性能和可靠性LinuxXFS4另一种文件系统，适用于大型文件系统Linux文件分配表FAT结构简单易于实现使用表格记录文件在磁盘上实现简单，易于移植到不同的位置的平台容量限制安全风险最大支持的磁盘容量有限安全性较低，易受病毒攻击新型文件系统NTFS安全机制1提供用户权限控制、磁盘配额管理等安全功能文件压缩2支持文件压缩，节省磁盘空间文件加密3可对文件进行加密，保护数据隐私日志功能4记录文件系统操作，提高数据恢复能力存储管理的基本问题存储分配如何将存储空间分配给不同的程序和数据页面置换当内存空间不足时，如何选择页面替换出内存磁盘空间管理如何管理磁盘空间，避免碎片化问题存储器管理的目标提高内存利用率保证程序执行效率简化用户编程充分利用有限的内存空间，减少内存通过合理管理内存，提高程序执行速为用户提供简单的内存管理接口，简浪费度化编程难度存储分配策略12连续分配分页分配为每个程序分配一块连续的内存空将程序分成固定大小的页面，分配间到内存的任意位置3分段分配将程序分成逻辑单元，分配到内存的任意位置页面置换算法FIFO LRU先入先出算法，替换最先进入内存的页面最近最少使用算法，替换最近最少使用的页面磁盘空间管理文件系统文件分配管理磁盘空间，组织文件存将文件分配到磁盘上的特定储方式位置磁盘碎片磁盘碎片整理磁盘空间被分割成小的碎将分散的碎片合并成连续的片，影响磁盘性能空闲空间磁盘碎片整理分析磁盘空间1扫描磁盘，找出分散的碎片合并碎片2将碎片合并成连续的空闲空间移动文件3将分散的文件移动到连续的空间整理完成4磁盘碎片整理完成后，提高磁盘访问速度存储安全与备份数据加密访问控制数据备份灾难恢复使用加密算法保护数据，限制对数据的访问权限，定期备份重要数据，防止制定数据恢复计划，应对防止未授权访问防止数据泄露数据丢失灾难事件总结及问答本课程回顾了数据存储原理的基础知识，涵盖了存储设备类型、存储管理策略、存储安全和备份等关键内容现在，让我们一起回顾学习成果，并进行问答环节。