信息存储导论复习提纲
这是研究生课程信息存储导论的复习提纲
概论
- 存储器类型：半导体主存储器，磁存储器，光存储器
- 存储器分层结构：SRAM(CACHE MEMORY),DRAM(MAIN MEMORY),DRAM(EXPANDED MEMORY),SSD(FLASH MEMORY),DASD,BACKUP,REMOVABLE MEDIA
- 发展趋势
磁记录原理
- 概述
- 磁头场
- 媒体磁化与写入效果
- 读出信号波形分析
- 区位记录原理
- 应用
固态存储技术
- 相关技术，常见的SSD种类：NAND FLASH的SSD，3D Xpoint的SSD，基于DDR DRAM的SSD（需要独立电源，并且需要硬盘备份）。
- 固态盘接口：SATA接口，PCIE总线接口（AHCI），NVMe协议的PCIE接口
- SSD评价指标：性能，寿命，能耗。
- 关键技术研究
光记录原理
- 概述。光记录种类有：CD,CD-ROM,CD-I,DVI,WORM,可擦光盘。
- 光盘存储器机理
- 重写
- 光路系统基础
- 激光光源的选择
存储概述与RAID原理介绍
- RAID原理介绍：
- RAID 0:数据分割，无容错能力（容量为磁盘大小）
- RAID 1:镜像，双拷贝（容量为总磁盘大小的一半）
- RAID 2:海明码，不具有商用价值（）
- RAID 3:并行，位交叉，单校验盘（奇偶校验，细粒度）
- RAID 4:并行，块交叉，单校验盘（奇偶校验，粗粒度）
- RAID 5:独立，循环校验盘（可用磁盘数为n-1）
- RAID 6:容双盘错，块交叉，今年被广泛重视
RAID与SCSI
- RAID的实现
- SCSI：计算机与外部设备间系统级接口的标准。SCSI标准定义了命令，通信协议，实体电气特性等。
- 串行SCSI（SAS）
- SCSI命令详解：把对同一块磁盘的多块访问合并成一个访问命令。具体原理看ppt。
SAN与NAS
- DAS
- IP SAN和iSCSI
- SAN:存储局域网。把存储设备从服务器分离出来，通过网络连接进行集中管理。
- NAS:附网存储。本质上是一种应用服务器。其内部集成了处理器和存储设备，可以直接连入TCP/IP网络，通过TCP/IP协议向其他的计算机提供文件共享服务。是一个专用的文件服务器。
对象存储技术
- OSD
- CAS
- OSS
- 基本上在之前的项目调研中了解过了
存储管理和数据保护
- 存储虚拟化(SVC)
- 软件定义存储(SDS,RPO,RTO,Data Replication,CDP)
- 快照技术(Snapshot)
- 重复数据的删除(Data Deduplication)
往年试题
名词解释
- iSCSI：Internet小型计算机系统接口，又称为IP-SAN，是一种基于因特网及SCSI-3协议下的存储技术。
- OBS：对象存储。
- NVMe：是一个在工业界推广PCIe SSD接口的标准
- SDS：软件定义存储。
简答题
- 基于 NAND Flash 的固态盘控制器一般应包含哪些功能部件？
答：包括主机接口控制器，微处理器，内存控制器，DMA，通道控制器。 - 存储虚拟化可以哪几个层次实现？与软件定义存储的主要区别？
答：主机/服务器的虚拟化，基于网络的虚拟化，基于存储设备的虚拟化。软件定义存储包含了存储虚拟化，简单来说，软件定义存储包括了存储虚拟化加自动化两个部分。 - 重复数据删除技术的代价与收益？
答：收益有1.节省存储空间2.降低成本3.节省网络带宽4.提升写入性能。代价是分块算法会产生计算开销。数据块指纹索引会产生开销，数据块碎片化会导致数据恢复效率较低。
- 基于 NAND Flash 的固态盘控制器一般应包含哪些功能部件？
思考题
依据系统可靠性和可用性的计算方法，(1) 分析随着单个磁盘容量不断增大，RAID 6及能容更多盘故障的系统越来越受重视的原因。(2) 归纳总结提高RAID可用性的技术途径。
NVM 的特点与优势？目前应用 NVM 为了充分发挥其优势需要解决哪些问题？
综合题
由 8 块 1TB 磁盘组成的 RAID 5 阵列，采用左不对称的配置方式，每个磁盘的块大小为 32KB，磁盘编号为 0–7。- 该系统的实际可见容量？ 7TB
- 若用户对该阵列发出写请求，起始扇区为 640（十进制，每个扇区大小为512B），数据长度为 64KB，那么为了完成该写请求最少需要多少次磁盘 I/O？ 6
- 若磁盘 3 出现故障不能读写，系统进入恢复阶段，则此时要读出题目2中的数据比正常状态下要多执行多少次磁盘 I/O？ 5