數(shù)據(jù)存儲及解決方案

數(shù)據(jù)存儲及解決方案華中科技大學(xué)信息存儲系統(tǒng)武漢430074三種基本的信息操作處理傳輸存儲基本定義處理：對信息進(jìn)行變化和加工傳輸：信息跨越空間的傳播存儲：信息跨越時間的傳播存儲是信息技術(shù)的三大基石之一（被我國忽略的領(lǐng)域）對人類文明的重要性處理：產(chǎn)生知識通訊：傳播知識存儲：積累知識

數(shù)字信息學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)（力學(xué)：牛頓定律)(電學(xué)：麥克斯韋方程）(數(shù)字信息學(xué)：？）最基本的理論：圖靈機(jī)希爾伯特問：存不存在一個解決所有數(shù)學(xué)問題的一般算法？圖靈答道：有！圖靈理論的俗解：如果不考慮時間，只要按某種規(guī)律對bit進(jìn)行處理、傳輸、存儲三種簡單操作，就能在理論上解決任何數(shù)學(xué)計算問題！圖靈機(jī)模型主要是針對計算的，但存儲和通訊隱含在其中這個理論指明了bit的強(qiáng)大功能，也包含了計算機(jī)的設(shè)計思想第二層的理論：信息論

關(guān)于信息時空傳播的理論在通訊和存儲兩個領(lǐng)域工作過的人都會發(fā)現(xiàn)，他們涉及的問題竟然如此類似通訊的編碼理論完全可以用于存儲通訊：信源編碼，信道編碼存儲：糾錯編碼，調(diào)制編碼，磁盤陣列的容錯原理加密理論、信息的壓縮原理對通訊和存儲是一樣的本質(zhì)的道理：通訊和存儲都是信息的傳播，差別在于：一個跨越空間，一個跨越時間原來信息論適用于信息的傳播！在空間和時間上，他們遵從一樣的原理！三位一體的數(shù)字信息學(xué)理論圖靈機(jī)主要是針對計算的，但隱含了通訊和存儲信息論主要是針對通訊和存儲的，但隱含了計算處理、傳輸、存儲在理論上是三位一體的，缺一不可上述理論解決了數(shù)字信息學(xué)的全部？NO!硬件發(fā)展的6個規(guī)律1．

Moore定律：微處理器內(nèi)晶體管數(shù)每十八個月翻一番；2．

Bell定律：如果保持計算能力不變，微處理器的價格每十八個月減少一半；3．

Gilder定律：未來25年（1996年與預(yù)言）里，主干網(wǎng)的帶寬將每6個月增加一倍；4．

Metcalfe定律：網(wǎng)絡(luò)價值同網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)的平方成正比。5.半導(dǎo)體存儲器發(fā)展規(guī)律：DRAM的密度每年增加60%，每三年翻四倍。6。硬盤存儲技術(shù)發(fā)展規(guī)律：硬盤的密度每年增加約一倍后PC時代成的計獎算--普適葉計算Pe京rv蒸as鈴iv獅e矛C煉om貸pu辜ti爭ng后PC時代計算義機(jī)發(fā)井展的斷特點磨：1.無所斑不在推的含西有智能幸的小班裝置問；2.支持孔服務(wù)嫂的后歸臺服務(wù)翁器和垮巨型富計算御機(jī)對應(yīng)水于后PC時代斧兩逼極分早化的主存儲移動眨存儲運：Fl貞as際h,微硬嗓盤，厘微光糧盤企業(yè)沃級海孕量存茅儲數(shù)據(jù)簡存儲柏的貿(mào)基本至問題當(dāng)一穿切信渣息都倡轉(zhuǎn)換報為數(shù)電字，問題跨就產(chǎn)細(xì)生了……典型順的存鋪儲容鐵量需輛求挑尋戰(zhàn)網(wǎng)站多媒體,XonDemand數(shù)字化XX:數(shù)字化流域，數(shù)字化城市，數(shù)字化地球…...電子商務(wù)虛擬現(xiàn)實人類基因庫從現(xiàn)峽在起去的18個月沒內(nèi),新的氧存儲鵲量等溜于有忍史以界來老怪的存地儲量窩之和!——呼—1掘99帝8年圖功靈獎鎖獲得擋者Ji賄m禁Gr跑ay容量花問題本和脾新摩習(xí)爾定支理從現(xiàn)史在起悄，每18個月,新增拳的存貪儲量碧等于翻有史況以來億存儲杯量之茄和!——瓣—1橫99隱8年圖就靈獎晉獲得喇者Ji據(jù)m廉Gr庭ayWirelessOnlineVideoE-CommerceCustomerMgmt.DATADataAnalysisEnterprise

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AccountingExplosioninDataVolumes數(shù)據(jù)岡信息咐爆炸樸式增浪長存儲急的前火沿半導(dǎo)篩體存羊儲：RA揚M,芝R墓OM怕,爐FL療AS傘H的高檢速發(fā)延展目前德硬盤嫌存儲鼻：10歌0G海B2萬轉(zhuǎn)/分實驗敘室水聯(lián)平：一道數(shù)一GPC機(jī)的主流硬盤容量增加8,000倍10MB100MB500MB4GB10GB80GB第一霉爆發(fā)服點：系單機(jī)騾多媒洪體第二鉆爆發(fā)群點：In委te車rn與et第三削爆發(fā)場點:寬帶(目前夠）第四急爆發(fā)食點：空間橡影像贈和虛臂擬現(xiàn)露實普檔遍應(yīng)起用空間麥影像另一折種模喘式：覽不斷畜的增玩長即使租處理資、傳養(yǎng)輸能清力固欣定不宮變，餡隨著總數(shù)據(jù)遮不斷搜產(chǎn)生顫，存駱儲能脖力也俗需要塘動態(tài)億單調(diào)穗地增社加。蹄（水淹泵、睡水管寶、水宜桶的勻比喻霧）處理擾和傳砌輸速呈度越樣高，依容量浴的增批加的緣瑞梯度咬就越伴高，乳這就攏是存僚儲系纖統(tǒng)的督不斷自擴(kuò)展都特性弦。結(jié)論溝：齊無限婦的容集量需傘求和任動態(tài)攪擴(kuò)展瞎需求容量番問題蒙的解鎖決途期徑1.減小bi藍(lán)t位元轟尺度靈，提毅高密充度采用彩各種膚物理遇原理姑和現(xiàn)遭象減郊小位圣元磁（翻川轉(zhuǎn)尺苦寸）厚、光(光點宵大小脫）、電（線才寬）閘、生物、量子密度棒：道樓密度元、面騙密度噸、體面密度2.建立母存儲炒系統(tǒng)您，用疤“磚嘆頭”腫構(gòu)造墨“大爸廈”單個愈硬盤桌的技催術(shù)進(jìn)換展的凳進(jìn)展硬盤是最如重要愛的大拿容量恢存儲病設(shè)備邀，50年代野由IB敵M發(fā)明選以來適密度累增加云了1，00蔥0，00譯0倍，午到目滲前為弊止，飛還沒粗有找準(zhǔn)到能系與之牲競爭隊的對弄手最近刪的密架度超洗過10冬0G倉b/勾in哀2，主要劫技術(shù)忍：超撫低飛醫(yī)行磁鄭頭10馳nm，加釕羽超穩(wěn)耀定介傘質(zhì)，PR益ML讀通絨道，很光磁譽混合左紀(jì)錄直，垂膏直磁論記錄硬盤術(shù)的進(jìn)需展-密、西快、諸小、麗廉硬盤括的分丸類1.用于服務(wù)游器的硬愁盤：否高容熄量、布高速獨度2.用于桌上祥機(jī)的硬修盤：繭主流持容量幫、速房誠度、陰低價件格3.用于筆記線本電隔腦的硬緒盤：旱小體估積、喪低功諷耗4.用于手持好式設(shè)鉛備的硬四盤：微硬灑盤Mi段cr尾od傳ri暗ve四類匙硬盤傷的規(guī)團(tuán)格指房誠標(biāo)不同崗尺寸約的硬哪盤密度艦的進(jìn)賺展密度悟與技掘術(shù)IB南M微硬孫盤Mi勾cr獄od墊ri框ve應(yīng)用進(jìn)領(lǐng)域移動挑計算數(shù)碼籍相機(jī)貝、數(shù)蟲碼攝奧像機(jī)磁頭蚊的進(jìn)固展可換憂式存飽儲軟盤牽：1.表44芳MB頑強(qiáng)途的生搭命力高密灰度軟筍盤：版Zip10宏0/怠20鑼0M適B(元IO割MA贈G)LS獵-1貧20芽(兼容1.初44唐)Hi懂FD緩-2跑00滲(兼容1.容44噸)磁光商盤（MO）：1.愚3G授B/蓄65問0M絲式B/塌23草0M旨BCD寒-R教/W美,將DV會D-年RW猾,牽DV諷D-勉RA惰M只讀波光盤灘：CD脹-R外OM，DV涂D-州RO嫂M閃存沫（Fl掉as俯h堆me竹mo燥ry藝)移動總存儲編的新淚星各種榴規(guī)格Sm脈ar賠tM宵ed夕iaCo重mp襪ac腦tF者la仁shMe坑mo案ry應(yīng)S賠ti械ck液(S蛛ON暖Y)PC渴MC挎IA接口US疾B接口--Ea純sedi律sk、Ne風(fēng)te歸ch光存抱儲的斗進(jìn)展目前惰：CD蠟-R嫂OM妹,組DV咽D-槐RO壁M,竊D唇VD機(jī)DV頌D-刻RW理(D胞VR吸)最近雙要產(chǎn)承品化存的技揪術(shù)：狼向高淚密度挎進(jìn)軍藍(lán)光DV很D,議H倒D-叫DV弓D多層哨多階伶光存芹儲近場囑光存任儲全息食光存季儲存儲照的前秘沿半導(dǎo)穴體存捆儲：RA察M,胞R采OM揭,恐FL涉AS胖H的高陷速發(fā)撐展目前凍硬盤野存儲劇：10牌0G風(fēng)B2萬轉(zhuǎn)/分實驗口室水結(jié)平：一道附一GPC機(jī)的主流硬盤容量增加8,000倍10MB100MB500MB4GB10GB80GB存儲呆系統(tǒng)—用“梁磚頭日”構(gòu)傻建的絡(luò)大廈正如獄無論墻多快樂的單墊處理喂器無熄法滿川足超拘級計等算的童要求槽一樣芒，無論塑多大剖的單魔個硬南盤也膛無法瞧滿足爛網(wǎng)絡(luò)辣存儲協(xié)和企撕業(yè)存句儲的罪需要存儲舍系統(tǒng)慕的技忙術(shù)發(fā)飄展思劇路（處理散與存惰儲的掉對比）單處篇理器--娘-多處杠理器--瓣-多計楊算機(jī)--灰--網(wǎng)格硬盤--烏--川--側(cè)-陣列--蛋--座--扒-存儲聚網(wǎng)--叫--倆-數(shù)據(jù)套網(wǎng)格由軟曠件和灘硬件猴共同雀實現(xiàn)磁盤忘陣列（多戀個硬刃盤）容量娃、速鉛度、息可用天性St奸or伶ag厚e搞Ar解ea描N幕et移wo毒rk辮s（SA盆N）存域渾網(wǎng)結(jié)兔構(gòu)圖系統(tǒng)袖結(jié)構(gòu)煉必須由和軟憲件相蠢配合存儲分虛擬位化軟爆件（礦單一險邏輯鉆映像犬）存儲檔資源障管理出軟件哥（容艱量、拿級別頌，性虹能）存儲娛備份挎、數(shù)億據(jù)遷看移軟蹲件可靠孕性和織可用典性問描題當(dāng)關(guān)倡鍵信穗息轉(zhuǎn)毫換為煩數(shù)據(jù)譯時，損數(shù)據(jù)傅成為體最寶驚貴的丘財富對很奇多領(lǐng)喇域，敘數(shù)據(jù)褲是比絕硬件煎設(shè)備捏寶貴社得多頭的資傲源:銀行媽、電戲信、皆保險暗、電稼子商染務(wù)、森網(wǎng)站散、企析業(yè)信復(fù)息……瓦…數(shù)據(jù)物害理安甩全嗚：存載儲最分重要處理虛部件謠、傳舉輸部塵件損音壞：損失項有限花，府更換乳可恢怖復(fù)存儲夠部件伴損壞牙：數(shù)據(jù)飄丟失晨！巨勁大的厘損失機(jī)！兩個色親身菌經(jīng)歷泡的例滿子：同濟(jì)惜醫(yī)院森信息蹦系統(tǒng)夏，廣他東石事龍醫(yī)藏院火須災(zāi)建筑烈行業(yè)壺一定縱有安惱全系弓數(shù)，80屈%的信瓣息系暑統(tǒng)沒洗有安類全系魄數(shù)！三種遣級別比的可泳用性1.數(shù)據(jù)忍不丟兄失（末最起柔碼的白要求凍）2.系統(tǒng)桐不停顛機(jī)（7×暑24服務(wù)固的保貨障）3.性能菊不下藥降（果優(yōu)質(zhì)沿服務(wù)校的保臨障）解決陶可用限性問伯題的江典型子途徑侄：冗余獵（輝雙機(jī)旅，網(wǎng)住絡(luò)RA鄉(xiāng)豐ID友)備份偽（停磁帶獸、光婦盤、譜硬盤留）解決坑可用房誠性的乖新思碑路具有業(yè)耗散府結(jié)構(gòu)思的存靈儲系誰統(tǒng)借鑒貨生物茄系統(tǒng)俯原理姨：心充臟之扣所以柿保證確數(shù)十焰年的須可用印性，致不是租因為心材料數(shù)特別鳳好，早而是佩因為細(xì)新陳除代謝UC利B的IS休TO疫RE華中礦科技斷大學(xué)座的進(jìn)暗化存念儲系偷統(tǒng)DiskHalf-heightcanister性能斗問題：瓶頸述的轉(zhuǎn)織移李應(yīng)鏈用的漫轉(zhuǎn)移CPU瓶頸70年代90年代網(wǎng)絡(luò)瓶頸80年代內(nèi)存瓶頸00年代海量存儲瓶頸共享押處理蚊機(jī)共享儀存儲嗽器里慚的數(shù)撫據(jù)Ma叢ke徹t執(zhí)he頸c驕om費mo兄n傅ca倆se極f規(guī)as萌t!Network網(wǎng)站濤的存餅儲：幾價十萬稍用戶按同時佛點擊揭到一仁個站港點去刺獲得巴海量倉存儲喚系統(tǒng)金中的鎮(zhèn)信息構(gòu)。WW丙W:脆w茂or討ld涼w沈id將e把we傻b變?yōu)閣o植rl沈d鉗wi粒de唯w贏ai暢t解決量性能核問題蘇的8條途單徑1.搬Ca覽ch礎(chǔ)e技術(shù)權(quán)，RA釋M-鮮DI船SK功,娘RA惹M-烏RA杜IDRA泛ID晶-T索AP悅E(柳HS衰M)2.高速I/分O通道:S懲CS惱I(肉16攔0-膀32鴉0)級,爪FC陜(1作-2意-4耕G)SA獵TA乎(1懇50匠-3括00論),恐I繳P(編1-奶10惠G)3.聚合眼帶寬時（并員行技拘術(shù)）詳：多主末機(jī)-單存沈儲，扎單主勁機(jī)-多存淚儲4.改變隔工作句方式復(fù)：基仇于磁艱盤的冒系統(tǒng)破，隨鐮機(jī)小缺寫與鉗連續(xù)影大寫腫性能礦差10宋0倍，省變小豪寫為仿大寫5.提高角協(xié)議驅(qū)效率茄：FCvsiS芳CS獨I6.采用何就近赴原則7.匹P航TP對等諷存儲暖原理8.第三兔方直礎(chǔ)接傳騙輸解決壓性能吩問題臘的新巧思路對現(xiàn)社狀的舒觀察（1）硬怖盤每請年的瓶容量嫩和性慨能都輕在提樣高（2）現(xiàn)計有的RA角ID系統(tǒng)寺，換喝了一午個硬恭盤之唐后整叼體性腦能沒晃有提呈高（3）越綢用性球能越美差管理迷復(fù)雜領(lǐng)性問索題異構(gòu)吩的存搜儲系純統(tǒng)規(guī)模怎越來肚越大系統(tǒng)愉越來抖越難沿以管喉理，狀人為闊錯誤推越來市越多管理變成本副越來爸越高怠，管護(hù)理成四本超拉過設(shè)寨備成艱本管理置復(fù)雜宣性的遲解決阻途徑原因：目子前的末存儲愛設(shè)備允都是況被動耽的，焦對設(shè)兵備的更管理惱都在垮上層抓進(jìn)行指，面券對異臣構(gòu)的廉多種史存儲虧設(shè)備輔和異掘構(gòu)的鎮(zhèn)互聯(lián)希網(wǎng)絡(luò)搭，管退理軟個件都疫要適障應(yīng)，蓮造成槽復(fù)雜北性日蝦益增舅加解決起途徑：基巾于對雪象的鏟存儲暢系統(tǒng)另，主歉動存械儲CM躬U提出OB地D,搞SN息IA提出彎標(biāo)準(zhǔn)存儲右對象內(nèi)：包套括數(shù)報據(jù)和河對數(shù)團(tuán)據(jù)的仆操作管理齡下移身，使笨存儲異設(shè)備安包含身更多曉的智逼能標(biāo)準(zhǔn)奏的對螺外接此口和第描述管理浙大為貫簡化數(shù)據(jù)衡生命智周期笛問題一切搬都存首下來極，不炸是一豬個好翼的辦里法無限冊擴(kuò)大苗容量駛，成赴本無塞謂增宗加管理聞和保圖存無陶用的就數(shù)據(jù)跑，是富巨大屑的浪結(jié)費無用導(dǎo)