Считыватели дисков или другие устройства для хранения информации

Обновлено: 21.11.2024

Компьютеры используют различные устройства хранения данных, которые классифицируются двумя способами: во-первых, сохраняют ли они данные при отсутствии электричества, а во-вторых, насколько близко они расположены к процессору (ЦП). Оба типа хранилища необходимы на всех компьютерах. В персональном компьютере память не сохраняет данные при выключении электричества, но при включенном обеспечивает быстрый доступ к открытым файлам. Однако накопитель позволяет хранить данные постоянно, поэтому они доступны при каждом включении компьютера.

Энергонезависимое и энергонезависимое хранилище

Первая классификация компьютерных хранилищ данных — энергозависимая и энергонезависимая. Примером энергозависимого хранилища является память (ОЗУ), в которой данные хранятся только до тех пор, пока устройство не обесточится. Оперативная память позволяет вашему компьютеру открывать несколько файлов и мгновенно получать доступ к любому из них. Другими примерами энергозависимых запоминающих устройств являются калькуляторы.

Энергонезависимое хранилище – это хранилище, в котором данные сохраняются даже при отсутствии питания устройства. Примером может служить жесткий диск (HDD) или твердотельный накопитель (SSD), на котором хранятся все данные, сохраненные на вашем компьютере. Есть и другие энергонезависимые хранилища, такие как DVD или флешки. Подробнее о разнице между памятью и хранилищем читайте здесь.

Иерархия хранилища

Компьютерные устройства хранения данных также классифицируются по удаленности от процессора. Ближайшее хранилище — это память или ОЗУ. Это единственный вид хранилища данных, который напрямую обращается к ЦП. Память включает в себя регистры процессора и кэш процессора, но они включены в модуль памяти.

Память — это энергозависимая память, поэтому любая информация, попадающая в память, должна быть записана на основное запоминающее устройство для постоянного хранения. Поскольку данные передаются из памяти на устройство хранения, оно считается дополнительным хранилищем.

Для большинства персональных компьютеров дополнительное хранилище является основным устройством хранения данных. Жесткий диск или твердотельный накопитель содержит все данные; файлы, фотографии, программы, музыку и фильмы, которые пользователь хочет сохранить. Съемные внешние устройства хранения данных, такие как флэш-накопители, компакт-диски и DVD-диски с возможностью чтения и записи, также являются вторичным хранилищем. Однако компьютер не может работать без накопителя. На накопителе также хранится вся информация, необходимая компьютеру для работы.

Третичное хранилище – это компьютерное хранилище данных, в котором используются съемные носители, например ленточный накопитель, а для извлечения данных используется робот. Это редко используется в личных приложениях.

Заключение

В обычном использовании жесткий диск или твердотельный накопитель обычно называют накопителем. Поскольку память энергозависима, ее трудно рассматривать как запоминающее устройство. А поскольку персональные компьютеры редко используют третичную память, накопитель является основным и часто единственным энергонезависимым устройством хранения данных на компьютере. Узнайте больше о разнице между жесткими дисками и твердотельными накопителями.

© Micron Technology, Inc., 2018. Все права защищены. Информация, продукты и/или технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc. не несут ответственности за упущения или ошибки в типографике или фотографии. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. Все другие товарные знаки и знаки обслуживания являются собственностью соответствующих владельцев.

Устройство хранения, также называемое цифровым хранилищем, хранилищем, носителем данных или носителем информации, – это любое оборудование, способное временно или постоянно хранить информацию. На рисунке показан пример Drobo, внешнего вторичного запоминающего устройства.

Существует два типа устройств хранения, используемых с компьютерами: основное устройство хранения, например ОЗУ, и дополнительное устройство хранения, например жесткий диск. Дополнительное хранилище может быть съемным, внутренним или внешним.

Примеры компьютерного хранилища

Сегодня для хранения компьютерных данных используются три типа носителей: магнитный накопитель, оптический накопитель и твердотельный накопитель. Ниже приведен полный список всех компьютерных хранилищ, использованных в процессе эволюции компьютера.

Магнитные запоминающие устройства

Сегодня магнитные накопители являются одним из наиболее распространенных типов накопителей, используемых в компьютерах. Эта технология используется в основном на очень больших жестких дисках или гибридных жестких дисках.

Оптические запоминающие устройства

Другим распространенным типом хранилища является оптическое хранилище, в котором для чтения и записи данных используются лазеры и свет.

Твердотельные накопители

Твердотельные накопители (флэш-память) заменили большинство магнитных и оптических носителей, поскольку они становятся дешевле, поскольку являются более эффективным и надежным решением.

В сети и в облаке

Хранение данных в Интернете и в облачных хранилищах становится все более популярным, поскольку людям необходимо получать доступ к своим данным с нескольких устройств.

Хранение бумаги

Ранние компьютеры не имели способа использовать какие-либо из вышеперечисленных технологий для хранения информации и должны были полагаться на бумагу. Сегодня эти формы хранения редко используются или встречаются. На картинке пример женщины, вводящей данные на перфокарту с помощью машины для перфокарт.

Печатная копия считается формой бумажного хранилища, хотя ее нельзя легко использовать для ввода данных обратно в компьютер без помощи OCR.

Зачем нужна память на компьютере?

Без запоминающего устройства компьютер не может сохранять или запоминать какие-либо настройки или информацию и будет считаться тупым терминалом.

Хотя компьютер может работать без запоминающего устройства, он сможет только просматривать информацию, если только он не подключен к другому компьютеру с возможностью хранения. Даже такая задача, как работа в Интернете, требует сохранения информации на вашем компьютере.

Зачем так много разных устройств хранения?

По мере развития компьютеров развиваются и технологии, используемые для хранения данных, что требует все более высоких требований к объему памяти. Поскольку людям нужно все больше и больше места, они хотят, чтобы это было быстрее, дешевле и хотят взять это с собой, необходимо изобретать новые технологии. Когда разрабатываются новые устройства хранения, по мере того, как люди переходят на эти новые устройства, старые устройства больше не нужны и перестают использоваться.

Например, когда перфокарты впервые использовались в первых компьютерах, магнитные носители, используемые для гибких дисков, были недоступны. После того, как были выпущены дискеты, их заменили приводы CD-ROM, которые были заменены приводами DVD, которые были заменены флэш-накопителями. Первый жесткий диск от IBM стоил 50 000 долларов, был всего 5 МБ, большой и громоздкий. Сегодня у нас есть смартфоны с в сотни раз большей емкостью по меньшей цене, которую мы можем носить в кармане.

Каждое усовершенствование устройств хранения дает компьютеру возможность хранить больше данных, а также быстрее сохранять данные и получать к ним доступ.

Что такое место хранения?

При сохранении чего-либо на компьютере может потребоваться указать место хранения, то есть информация о местоположении сохраняется. По умолчанию большая часть информации сохраняется на жестком диске вашего компьютера. Если вы хотите перенести информацию на другой компьютер, сохраните ее на съемном носителе, например на USB-накопителе.

Какие устройства хранения используются сегодня?

Большинство упомянутых выше устройств хранения больше не используются с современными компьютерами. Большинство компьютеров сегодня в основном используют SSD для хранения информации, а также возможность использования USB-накопителей и доступа к облачному хранилищу. Большинство настольных компьютеров и некоторые ноутбуки оснащены дисководом, способным читать и записывать компакт-диски и DVD-диски.

Какое запоминающее устройство имеет наибольшую емкость?

Для большинства компьютеров самым большим запоминающим устройством является жесткий диск или твердотельный накопитель. Однако сетевые компьютеры также могут иметь доступ к более крупному хранилищу с большими ленточными накопителями, облачными вычислениями или устройствами NAS. Ниже приведен список устройств хранения от наименьшей емкости до наибольшей емкости.

Многие устройства хранения доступны с различной емкостью. Например, в ходе эволюции жестких дисков их емкость увеличилась с 5 МБ до нескольких терабайт. Поэтому приведенный ниже список предназначен только для того, чтобы дать общее представление о разнице в размерах между каждым устройством хранения, от наименьшего до наибольшего объема памяти. В списке есть исключения.

Являются ли устройства хранения устройствами ввода и вывода?

Устройства хранения не получают входные данные от пользователя напрямую и не отображают выходные данные для пользователя. Таким образом, если рассматривать устройство ввода или вывода таким образом, запоминающее устройство не является устройством ввода-вывода.

Однако при более глубоком рассмотрении архитектуры компьютера под устройством ввода-вывода понимается любое устройство, получающее входные и выходные данные от ЦП и памяти компьютера. Таким образом, поскольку многие устройства хранения, такие как жесткий диск, напрямую взаимодействуют с ЦП и памятью, они считаются устройствами ввода-вывода.

Мы обнаружили, что пользователям проще называть любое устройство, способное хранить и считывать информацию, «устройством хранения», диском, диском, дисководом или носителем, а не устройством ввода-вывода.

Как вы получаете доступ к устройствам хранения?

Доступ к запоминающему устройству на вашем компьютере зависит от операционной системы, используемой на вашем компьютере, и от того, как он используется. Например, в Microsoft Windows вы можете использовать файловый менеджер для доступа к файлам на любом устройстве хранения. Microsoft Windows использует Проводник в качестве файлового менеджера по умолчанию. На компьютерах Apple Finder считается файловым менеджером по умолчанию.

Какое последнее устройство хранения?

Одной из самых последних технологий хранения данных, которые будут представлены, является NVMe, а твердотельные накопители и облачные хранилища также являются недавно разработанными устройствами хранения данных. Кроме того, более старые технологии, такие как жесткие диски и ленточные накопители, постоянно разрабатывают новые методы, позволяющие устройствам хранить больше данных.

Изучите множество устройств, предназначенных для увеличения емкости вашего цифрового хранилища, и узнайте, как они работают.

Емкость хранилища больше не зависит от физической емкости вашего компьютера. Существует множество вариантов хранения ваших файлов при сохранении места на вашем компьютере, телефоне или планшете. Если ваши устройства работают медленно и на них не хватает места, вы можете выгрузить файлы на физическое устройство хранения. Или, что еще лучше, используйте лучшие технологии хранения и сохраняйте файлы в облаке.

Облачное хранилище

Хотя облачное хранилище не является устройством как таковым, оно является новейшим и наиболее универсальным типом хранилища для компьютеров. «Облако» — это не одно место или объект, а огромная коллекция серверов, размещенных в центрах обработки данных по всему миру. Когда вы сохраняете документ в облаке, вы сохраняете его на этих серверах.

Поскольку облачное хранилище хранит все в Интернете, оно не использует дополнительное хранилище вашего компьютера, что позволяет вам экономить место.

Облачное хранилище обеспечивает значительно большую емкость по сравнению с USB-накопителями и другими физическими устройствами. Это избавляет вас от необходимости просматривать каждое устройство в поисках нужного файла.

Хотя внешние жесткие диски и твердотельные накопители когда-то пользовались популярностью из-за их портативности, они также уступают облачным хранилищам. Не так много карманных внешних жестких дисков. Хотя они меньше и легче, чем внутренний накопитель компьютера, они все же являются осязаемыми устройствами. Облако, с другой стороны, может быть с вами где угодно, не занимая физического места и не подвергаясь физическим уязвимостям внешнего диска.

Внешние устройства хранения также были популярны как быстрое решение для передачи файлов, но они полезны только в том случае, если у вас есть доступ к каждому физическому устройству. Облачные вычисления процветают, поскольку многие предприятия теперь работают удаленно. Вполне вероятно, что вы не стали бы отправлять USB-накопитель за границу, чтобы отправить коллеге большой файл. Облачное хранилище действует как мост между удаленными работниками, что упрощает совместную работу на расстоянии.

Если вы забудете принести на встречу жесткий диск с важными документами, вы ничего не сможете сделать, кроме как вернуться и взять его. Если вы вообще сломаете или потеряете жесткий диск, маловероятно, что вы когда-нибудь вернете эти данные. Этих рисков не существует для облачного хранилища — ваши данные зарезервированы и доступны в любое время и в любом месте, если у вас есть доступ к Интернету.

Благодаря онлайн-файлам Dropbox вы можете получить доступ к любому файлу в своем аккаунте с рабочего стола, не занимая место на жестком диске. Это похоже на локальное хранение ваших файлов — только они не занимают место на вашем диске. Сохранение всех ваших файлов в Dropbox означает, что они всегда доступны в один клик. Вы можете получить к ним доступ с любого устройства с подключением к Интернету и мгновенно поделиться ими.

Внешние устройства хранения

Помимо носителей данных, содержащихся в компьютере, существуют также цифровые устройства хранения, которые являются внешними по отношению к компьютерам. Они обычно используются для увеличения емкости хранилища на компьютере, на котором мало места, обеспечения большей мобильности или упрощения передачи файлов с одного устройства на другое.

А если вы хотите перенести файлы с внешних дисков в облако, вы можете использовать резервное копирование на внешний диск и получать доступ к своим файлам из любого места.

Внешние жесткие и твердотельные диски

В качестве внешних дисков можно использовать как жесткие диски, так и твердотельные накопители. Как правило, они предлагают наибольшую емкость хранилища среди внешних вариантов: внешние жесткие диски предлагают до 20 ТБ хранилища и (по разумной цене) внешние твердотельные накопители предлагают до 8 ТБ хранилища.

Внешние жесткие и твердотельные диски работают точно так же, как и их внутренние аналоги. Большинство внешних накопителей можно подключить к любому компьютеру; они не привязаны к одному устройству, поэтому являются достойным решением для передачи файлов между устройствами.

Устройства флэш-памяти

Мы упоминали флэш-память ранее при обсуждении твердотельных накопителей. Устройство флэш-памяти содержит триллионы взаимосвязанных ячеек флэш-памяти, в которых хранятся данные.Эти ячейки содержат миллионы транзисторов, которые при включении и выключении представляют 1 и 0 в двоичном коде, что позволяет компьютеру считывать и записывать информацию.

Одним из наиболее узнаваемых типов устройств флэш-памяти является USB-накопитель. Эти небольшие портативные запоминающие устройства, также известные как флэш-накопители или карты памяти, долгое время были популярным выбором в качестве дополнительного хранилища данных на компьютере. Прежде чем обмениваться файлами в Интернете стало легко и быстро, USB-накопители были необходимы для простого перемещения файлов с одного устройства на другое. Однако их можно использовать только на устройствах с портом USB. Большинство старых компьютеров имеют USB-порт, но для новых может потребоваться адаптер.

В наши дни флэш-накопитель USB может вмещать до 2 ТБ. Они обходятся дороже за гигабайт, чем внешний жесткий диск, но преобладают как простое и удобное решение для хранения и передачи небольших файлов.

Помимо USB-накопителей, устройства флэш-памяти также включают SD и карты памяти, которые вы узнаете как носитель данных, используемый в цифровых камерах.

Оптические запоминающие устройства

Компакт-диски, DVD-диски и диски Blu-Ray используются не только для воспроизведения музыки и видео — они также служат устройствами хранения данных. В совокупности они называются оптическими запоминающими устройствами или оптическими носителями.

Двоичный код хранится на этих дисках в виде крошечных выпуклостей вдоль дорожки, которая по спирали идет наружу от центра диска. Когда диск работает, он вращается с постоянной скоростью, а лазер внутри дисковода сканирует неровности на диске. То, как лазер отражает или отскакивает от удара, определяет, представляет ли он 0 или 1 в двоичном формате.

DVD имеет более плотную спиральную дорожку, чем компакт-диск, что позволяет хранить на нем больше данных, несмотря на тот же размер, а в приводах DVD используется более тонкий красный лазер, чем в приводах компакт-дисков. DVD-диски также позволяют использовать двойной слой для дальнейшего увеличения их емкости. Blu-Ray вывел вещи на новый уровень, сохраняя данные на нескольких слоях с еще меньшими выпуклостями, которые требуют еще более тонкого синего лазера для их чтения.

CD-ROM, DVD-ROM и BD-ROM относятся к оптическим дискам, предназначенным только для чтения. Данные, записанные на них, являются постоянными и не могут быть удалены или перезаписаны. Вот почему их нельзя использовать в качестве личного хранилища. Вместо этого они обычно используются для программ установки программного обеспечения.
Диски формата CD-R, DVD-R и BD-R можно записывать, но нельзя перезаписывать. Любые данные, которые вы сохраните на чистом записываемом диске, будут постоянно храниться на этом диске. Таким образом, они могут хранить данные, но не так гибки, как другие устройства хранения.
CD-RW, DVD-RW и BD-RE можно перезаписывать. Это позволяет вам записывать на них новые данные и стирать с них ненужные данные сколько угодно. Их обогнали более новые технологии, такие как флэш-память, но CD-RW когда-то были лучшим выбором для внешнего хранилища. Большинство настольных компьютеров и многие ноутбуки оснащены дисководами для компакт-дисков или DVD-дисков.

CD может хранить до 700 МБ данных, DVD-DL — до 8,5 ГБ, а Blu-Ray — от 25 до 128 ГБ данных.

Диски

Хотя на данный момент они могут быть устаревшими, мы не можем обсуждать устройства хранения, не упомянув хотя бы скромную дискету, также известную как дискета. Дискеты были первыми широко доступными портативными съемными запоминающими устройствами. Вот почему большинство значков «Сохранить» выглядят именно так: они созданы по образцу дискеты. Они работают так же, как жесткие диски, но в гораздо меньших масштабах.

Емкость гибких дисков никогда не превышала 200 МБ до того, как CD-RW и флэш-накопители стали предпочтительными носителями информации. iMac был первым персональным компьютером, выпущенным без дисковода для гибких дисков в 1998 году. С этого момента более чем 30-летнее господство гибких дисков очень быстро пошло на убыль.

Хранение в компьютерных системах

Запоминающее устройство – это устройство, которое в основном используется для хранения данных. В каждом настольном компьютере, ноутбуке, планшете и смартфоне есть какое-то запоминающее устройство. Существуют также автономные внешние накопители, которые можно использовать на разных устройствах.

Хранилище необходимо не только для хранения файлов, но и для выполнения задач и приложений. Любой файл, который вы создаете или сохраняете на своем компьютере, сохраняется на запоминающем устройстве вашего компьютера. На этом устройстве хранения также хранятся все приложения и операционная система вашего компьютера.

По мере развития технологий устройства хранения данных также претерпели значительные изменения. В настоящее время устройства хранения данных бывают самых разных форм и размеров, и существует несколько различных типов устройств хранения данных, предназначенных для различных устройств и функций.

Запоминающее устройство также известно как носитель данных или носитель информации. Объем цифрового хранилища измеряется в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ) и, в наши дни, в терабайтах (ТБ).

Некоторые компьютерные запоминающие устройства могут хранить информацию постоянно, а другие — только временно.На каждом компьютере есть как первичная, так и вторичная память, при этом первичная память действует как кратковременная память компьютера, а вторичная — как долговременная память компьютера.

Основное хранилище: оперативная память (ОЗУ)

Оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ, — это основное хранилище компьютера.

Когда вы работаете с файлом на своем компьютере, он временно сохраняет данные в вашей оперативной памяти. Оперативная память позволяет выполнять повседневные задачи, такие как открытие приложений, загрузка веб-страниц, редактирование документа или игра в игры. Это также позволяет вам переходить от одной задачи к другой, не теряя прогресса. По сути, чем больше объем оперативной памяти вашего компьютера, тем плавнее и быстрее вы сможете выполнять многозадачные задачи.

ОЗУ — это энергозависимая память, то есть в ней не может храниться информация после выключения системы. Например, если вы скопируете блок текста, перезагрузите компьютер, а затем попытаетесь вставить этот блок текста в документ, вы обнаружите, что ваш компьютер забыл скопированный текст. Это потому, что он был временно сохранен в вашей оперативной памяти.

Оперативная память позволяет компьютеру получать доступ к данным в случайном порядке и, таким образом, считывает и записывает их намного быстрее, чем дополнительная память компьютера.

Вторичное хранилище: жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD)

Помимо оперативной памяти, на каждом компьютере есть еще один накопитель, который используется для долговременного хранения информации. Это вторичное хранилище. Любой файл, который вы создаете или загружаете, сохраняется во вторичном хранилище компьютера. В качестве вторичного хранилища в компьютерах используются два типа запоминающих устройств: HDD и SSD. В то время как жесткие диски являются более традиционными из двух, твердотельные накопители быстро обгоняют жесткие диски в качестве предпочтительной технологии для вторичного хранения.

Дополнительные устройства хранения часто являются съемными, поэтому вы можете заменить или обновить хранилище вашего компьютера или перенести свой накопитель на другой компьютер. Есть заметные исключения, например MacBook, в которых нет съемных носителей.

Жесткие диски (HDD)

Жесткий диск (HDD) — это исходный жесткий диск. Это магнитные запоминающие устройства, которые существуют с 1950-х годов, хотя со временем они совершенствовались.

Жесткий диск состоит из стопки вращающихся металлических дисков, известных как пластины. Каждый вращающийся диск состоит из триллионов крошечных фрагментов, которые можно намагничивать для представления битов (1 и 0 в двоичном коде). Приводной рычаг с головкой чтения/записи сканирует вращающиеся пластины и намагничивает фрагменты для записи цифровой информации на жесткий диск или обнаруживает магнитные заряды для считывания информации с него.

Жесткие диски используются для телерекордеров, серверов, а также для хранения данных на ноутбуках и ПК.

Твердотельные накопители (SSD)

Твердотельные накопители появились совсем недавно, в 90-х годах. SSD не полагаются на магниты и диски, вместо этого они используют тип флэш-памяти, называемый NAND. В SSD полупроводники хранят информацию, изменяя электрический ток цепей, содержащихся в накопителе. Это означает, что, в отличие от жестких дисков, для работы твердотельных накопителей не требуются движущиеся части.

Из-за этого твердотельные накопители не только работают быстрее и плавнее, чем жесткие диски (жестким дискам требуется больше времени для сбора информации из-за механической природы их пластин и головок), но и, как правило, служат дольше, чем жесткие диски (с таким количеством сложных движущихся частей, Жесткие диски уязвимы к повреждению и износу).

Помимо новых ПК и ноутбуков высокого класса, твердотельные накопители можно найти в смартфонах, планшетах и иногда в видеокамерах.

Лучший способ хранения больших объемов данных

Если на ваших устройствах заканчивается свободное место, пора поискать альтернативное запоминающее устройство. Даже на внешних запоминающих устройствах, таких как флэш-накопители, может закончиться свободное место, они могут сломаться или потеряться. Вот почему лучший способ хранить все ваши файлы — в облаке. Это безопаснее, быстрее и проще.

Хранение данных — это магнитные, оптические или механические носители, которые записывают и сохраняют цифровую информацию для текущих или будущих операций.

Хранение данных определено

Существует два типа цифровой информации: входные и выходные данные. Пользователи предоставляют входные данные. Компьютеры предоставляют выходные данные. Но центральный процессор компьютера не может ничего вычислить или выдать выходные данные без участия пользователя.

Пользователи могут вводить входные данные непосредственно в компьютер. Однако в начале компьютерной эры они обнаружили, что постоянный ввод данных вручную отнимает много времени и энергии. Одним из краткосрочных решений является компьютерная память, также известная как оперативная память (ОЗУ).Но его емкость и объем памяти ограничены. Память только для чтения (ПЗУ), как следует из названия, данные можно только читать, но не обязательно редактировать. Они управляют основными функциями компьютера.

Несмотря на то, что в компьютерной памяти были достигнуты успехи с динамической оперативной памятью (DRAM) и синхронной динамической памятью (SDRAM), они по-прежнему ограничены стоимостью, объемом и сохранением памяти. Когда компьютер выключается, снижается и способность оперативной памяти сохранять данные. Решение? Хранилище данных.

Благодаря месту для хранения данных пользователи могут сохранять данные на устройство. И если компьютер выключается, данные сохраняются. И вместо того, чтобы вручную вводить данные в компьютер, пользователи могут указать компьютеру извлекать данные с устройств хранения. Компьютеры могут считывать входные данные из различных источников по мере необходимости, а затем создавать и сохранять выходные данные в тех же источниках или в других местах хранения. Пользователи также могут делиться хранилищем данных с другими.

Сегодня организациям и пользователям требуется хранилище данных для удовлетворения современных вычислительных потребностей высокого уровня, таких как проекты с большими данными, искусственный интеллект (ИИ), машинное обучение и Интернет вещей (IoT). И другая сторона необходимости хранения огромных объемов данных — это защита от потери данных из-за аварии, сбоя или мошенничества. Таким образом, чтобы избежать потери данных, организации также могут использовать хранилище данных в качестве решения для резервного копирования.

Как работает хранилище данных.
Проще говоря, современные компьютеры или терминалы подключаются к устройствам хранения либо напрямую, либо через сеть. Пользователи инструктируют компьютеры о доступе к данным и сохранении данных на этих устройствах хранения. Однако на фундаментальном уровне существует две основы хранения данных: форма, в которой данные принимаются, и устройства, на которых данные записываются и хранятся.

Устройства хранения данных

Для хранения данных независимо от формы пользователям необходимы запоминающие устройства. Устройства для хранения данных делятся на две основные категории: локальное хранилище и сетевое хранилище.

Хранилище с прямым подключением, также известное как хранилище с прямым подключением (DAS), следует из названия. Это хранилище часто находится в непосредственной близости и напрямую связано с вычислительной машиной, обращающейся к нему. Часто это единственная подключенная к нему машина. DAS также может предоставлять достойные услуги локального резервного копирования, но совместное использование ограничено. Устройства DAS включают гибкие диски, оптические диски — компакт-диски (CD) и цифровые видеодиски (DVD) — жесткие диски (HDD), флэш-накопители и твердотельные накопители (SSD).

Сетевое хранилище позволяет нескольким компьютерам получать к нему доступ через сеть, что упрощает обмен данными и совместную работу. Возможности внешнего хранилища также делают его более подходящим для резервного копирования и защиты данных. Двумя распространенными настройками сетевого хранилища являются сетевое хранилище (NAS) и сеть хранения данных (SAN).

NAS часто представляет собой отдельное устройство, состоящее из избыточных контейнеров хранения или избыточного массива независимых дисков (RAID). Хранилище SAN может представлять собой сеть из нескольких устройств различных типов, включая SSD и флэш-накопители, гибридное хранилище, гибридное облачное хранилище, программное обеспечение и устройства для резервного копирования, а также облачное хранилище. Вот чем отличаются NAS и SAN:

NAS

Одно устройство хранения или RAI
Система хранения файлов
Сеть TCP/IP Ethernet
Ограниченное количество пользователей
Ограниченная скорость
Ограниченные возможности расширения
Более низкая стоимость и простота настройки

САН

Сеть из нескольких устройств
Блочная система хранения
Сеть Fibre Channel
Оптимизировано для нескольких пользователей
Более высокая производительность
Широкие возможности расширения
Более высокая стоимость и сложная настройка

Типы устройств хранения

SSD и флэш-память

Флэш-память – это твердотельная технология, в которой для записи и хранения данных используются микросхемы флэш-памяти. Флэш-накопитель на твердотельном диске (SSD) хранит данные с помощью флэш-памяти. По сравнению с жесткими дисками твердотельная система не имеет движущихся частей и, следовательно, имеет меньшую задержку, поэтому требуется меньшее количество твердотельных накопителей. Поскольку большинство современных твердотельных накопителей основаны на флэш-памяти, флэш-память является синонимом твердотельной системы.

Гибридное хранилище

Твердотельные накопители и флеш-накопители обеспечивают более высокую пропускную способность, чем жесткие диски, но массивы на флэш-дисках могут быть более дорогими. Многие организации применяют гибридный подход, сочетая скорость флэш-памяти с емкостью жестких дисков. Сбалансированная инфраструктура хранения данных позволяет компаниям применять подходящие технологии для различных потребностей в хранении данных. Он предлагает экономичный способ перехода от традиционных жестких дисков без перехода на флэш-память.

Облачное хранилище

Облачное хранилище представляет собой экономичную масштабируемую альтернативу хранению файлов на локальных жестких дисках или в сетях хранения данных. Поставщики облачных услуг позволяют вам сохранять данные и файлы в удаленном месте, к которому вы получаете доступ через общедоступный Интернет или выделенное частное сетевое соединение.Поставщик размещает, защищает, управляет и обслуживает серверы и связанную с ними инфраструктуру, а также обеспечивает доступ к данным в любое время, когда вам это нужно.

Гибридное облачное хранилище

Хранилище гибридного облака сочетает в себе элементы частного и общедоступного облака. Благодаря гибридному облачному хранилищу организации могут выбирать, в каком облаке хранить данные. Например, строго регулируемые данные, к которым предъявляются строгие требования по архивированию и репликации, обычно больше подходят для среды частного облака. В то время как менее конфиденциальные данные могут храниться в общедоступном облаке. Некоторые организации используют гибридные облака, чтобы дополнить свои внутренние сети хранения общедоступным облачным хранилищем.

Программное обеспечение и устройства для резервного копирования

Хранилище резервных копий и устройства защищают данные от потери в случае аварии, сбоя или мошенничества. Они периодически делают копии данных и приложений на отдельном вторичном устройстве, а затем используют эти копии для аварийного восстановления. Устройства резервного копирования варьируются от жестких дисков и твердотельных накопителей до ленточных накопителей и серверов, но хранилище резервных копий также может предлагаться как услуга, также известная как резервное копирование как услуга (BaaS). Как и большинство решений как услуга, BaaS предоставляет недорогой вариант защиты данных, сохраняя их в удаленном расположении с возможностью масштабирования.

Формы хранения данных

Данные можно записывать и хранить в трех основных формах: хранилище файлов, хранилище блоков и хранилище объектов.

Хранение файлов

Файловое хранилище, также называемое хранилищем на уровне файлов или файловым хранилищем, представляет собой иерархическую методологию хранения, используемую для организации и хранения данных. Другими словами, данные хранятся в файлах, файлы организованы в папки, а папки организованы в виде иерархии каталогов и подкаталогов.

Блокировать хранилище

Блочное хранилище, иногда называемое хранилищем на уровне блоков, представляет собой технологию, используемую для хранения данных в блоках. Затем блоки сохраняются как отдельные части, каждая из которых имеет уникальный идентификатор. Разработчики предпочитают блочное хранилище для вычислительных ситуаций, требующих быстрой, эффективной и надежной передачи данных.

Хранилище объектов

Объектное хранилище, часто называемое объектным хранилищем, представляет собой архитектуру хранения данных для обработки больших объемов неструктурированных данных. Эти данные не соответствуют или не могут быть легко организованы в традиционной реляционной базе данных со строками и столбцами. Примеры включают электронную почту, видео, фотографии, веб-страницы, аудиофайлы, данные датчиков и другие типы мультимедиа и веб-контента (текстового или нетекстового).

Хранение данных для бизнеса

Компьютерная память и локальное хранилище могут не обеспечивать достаточно места для хранения, защиты хранилища, доступа нескольких пользователей, скорости и производительности для корпоративных приложений. Поэтому в большинстве организаций в дополнение к системе хранения NAS используется та или иная форма SAN.

SAN
SAN, которую иногда называют сетью за серверами, представляет собой специализированную высокоскоростную сеть, к которой подключены серверы и устройства хранения. Он состоит из коммуникационной инфраструктуры, которая обеспечивает физические соединения, позволяя любому устройству соединяться по сети с помощью взаимосвязанных элементов, таких как коммутаторы и директора. SAN также можно рассматривать как расширение концепции шины хранения. Эта концепция позволяет устройствам хранения данных и серверам соединяться друг с другом с помощью аналогичных элементов, таких как локальные сети (LAN) и глобальные сети (WAN). SAN также включает в себя уровень управления, который организует соединения, элементы хранения и компьютерные системы. Этот уровень обеспечивает безопасную и надежную передачу данных.

Традиционно к серверу можно было подключить только ограниченное количество устройств хранения. В качестве альтернативы SAN обеспечивает гибкость сети, позволяя одному серверу или множеству разнородных серверов в нескольких центрах обработки данных совместно использовать общую утилиту хранения. SAN также устраняет традиционное выделенное соединение между сервером и хранилищем и концепцию, согласно которой сервер эффективно владеет устройствами хранения и управляет ими. Таким образом, сеть может включать в себя множество устройств хранения, включая диски, магнитные ленты и оптические накопители. Кроме того, утилита хранения может располагаться далеко от серверов, которые она использует.

Компоненты SAN
Инфраструктура хранения — это основа, на которой строится информация. Следовательно, инфраструктура хранения данных должна поддерживать бизнес-цели и бизнес-модель компании. Инфраструктура SAN обеспечивает повышенную доступность сети, доступность данных и управляемость системы. В этой среде простого развертывания большего количества и более быстрых устройств хранения данных недостаточно. Хорошая сеть хранения данных начинается с хорошего дизайна.

Основными компонентами SAN являются Fibre Channel, серверы, устройства хранения данных, а также сетевое оборудование и программное обеспечение.

Оптоволоконный канал

Первый элемент, который необходимо учитывать при реализации любой сети SAN, — это возможность подключения компонентов хранилища и сервера, которые обычно используют Fibre Channel. Сети SAN, такие как локальные сети, соединяют интерфейсы хранения во множество сетевых конфигураций и на большие расстояния.

Читайте также: