项目4磁盘与数据存储管理.ppt
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磁盘管理课件
格式化磁盘
快速格式化，在格式化过程中重写引导记录，不检测 磁盘坏簇，FAT表中除坏簇以外所有表项清零，根目录 表清空，数据区不变。而正常格式化会重写引导记录， 重新检查标记坏簇，其余表项清零，清空根目录表， 对数据区清零。快速格式化后的硬盘，可以通过技术 手段进行恢复。
格式化磁盘（不同格区别）
类型 主要工作 介质检查；磁盘 介质测试；划分 低级 磁道和扇区；对 格式 每个扇区进行编 化 号（C/H/S）； 设置交叉因子。 特点 备注 只能在DOS环境或自 写的汇编指令下进行，低级格式化对硬盘有损伤，如果硬 低级格式化只能整盘 盘已有物理坏道，则低级格式化会 进行，现在硬盘出厂 更加损伤硬盘，加快报废。低格的 都是经过低格的，实 时间漫长，比如现在320G硬盘低格 际使用不到万不得已 可能需要20小时，或更多。 不要使用低格。 DOS下可能有分区识别问题。使用For 可以在DOS和操作系 mat命令格式化不会自动修复逻辑坏 清除数据（写删 统上进行，只能对分 道，如果发现有坏道，最好使用SCA 高级 除标记）；检查 区操作。高级格式化 NDISK或WINDOWS系统的磁盘检查 格式 扇区；重新初始 只是存储数据，但如 功能、还有其它第三方软件进行修 化 化引导信息；初 果存在坏扇区可能会 复或隐藏，逻辑坏道既可以通过磁 始化分区表信息； 导致长时间磁盘读写。盘检查也可以通过低格解决，这取 决于是扇区的哪个部分出现了错误。 可以在DOS和操作系 快速 删除文件分配表； 统上进行，只能对分 DOS下可能有分区识别问题。另外， 格式 不检查扇区损坏 区操作。快速格式化 部分Linux系统没有快速格式化命令。 化 情况； 也只是存储数据。
扩展分区
除去主分区所占用的容量以外，剩下的容量就被认 定为扩展分区（也可以这么讲：一块硬盘除去主分区 外的容量后，如果对剩下的容量进行了再分区，那么， 这个再分区就是扩展分区）。
磁盘存储管理
•一般使用简单的假定测量该值，即使用平均值：将磁盘旋转周期的一半作为旋转延迟 的近似值，该方法在实际应用中也非常实用。因此，一般都将磁盘旋转周期的一半定 义为旋转延迟。
磁盘访问时间
传输时间Tt 这是指把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间。
Tt的大小与每次所读/写的字节数b和旋转速度有关:
被访问的下
移动距离
一个磁道号
(磁道数)
55
45
58
3
39
19
18
21
90
72
160
70
150
10
38
112
184
146
平均寻道长度: 55.3
有9个进程先后提出磁盘I/O请求。进程(请求者)按发出请求的先后次序排 队。平均寻道距离为55.3条磁道，该方法平均寻道距离较大，故FCFS算法 仅适用于请求磁盘I/O的进程数目较少的场合。
20
150
132
160
10
184
24
平均寻道长度: 27.5
SSTF算法的平均每次磁头移动距离明显低于FCFS的距离，因而较FCFS 有更好的寻道性能，曾被广泛采用。
FCFS调度算法
磁盘调度
SSTF调度算法
扫描(SCAN)算法
进程“饥饿”现象
SSTF算法虽然能获得较好的寻道性能，但却可能导致某 个进程发生“饥饿”(Starvation)现象。
1b Ta Ts 2r rN
磁盘访问时间
Ta
Ts
1 2r
b rN
• 由上式可以看出，在访问时间中，寻道时间和旋转延迟时间与所读/ 写数据的多少无关，它通常占据了访问时间中的大部分。
• 例如，假定寻道时间和旋转延迟时间平均为20 ms，而磁盘的传输速 率为10 MB/s，如果要传输10 KB的数据，此时总的访问时间为21 ms， 可见传输时间所占比例是非常小的。当传输100 KB数据时，其访问时 间也只是30 ms，即当传输的数据量增大10倍时，访问时间只增加约 50%。
磁盘访问时间
传输时间Tt 这是指把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间。
Tt的大小与每次所读/写的字节数b和旋转速度有关:
被访问的下
移动距离
一个磁道号
(磁道数)
55
45
58
3
39
19
18
21
90
72
160
70
150
10
38
112
184
146
平均寻道长度: 55.3
有9个进程先后提出磁盘I/O请求。进程(请求者)按发出请求的先后次序排 队。平均寻道距离为55.3条磁道，该方法平均寻道距离较大，故FCFS算法 仅适用于请求磁盘I/O的进程数目较少的场合。
20
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132
160
10
184
24
平均寻道长度: 27.5
SSTF算法的平均每次磁头移动距离明显低于FCFS的距离，因而较FCFS 有更好的寻道性能，曾被广泛采用。
FCFS调度算法
磁盘调度
SSTF调度算法
扫描(SCAN)算法
进程“饥饿”现象
SSTF算法虽然能获得较好的寻道性能，但却可能导致某 个进程发生“饥饿”(Starvation)现象。
1b Ta Ts 2r rN
磁盘访问时间
Ta
Ts
1 2r
b rN
• 由上式可以看出，在访问时间中，寻道时间和旋转延迟时间与所读/ 写数据的多少无关，它通常占据了访问时间中的大部分。
• 例如，假定寻道时间和旋转延迟时间平均为20 ms，而磁盘的传输速 率为10 MB/s，如果要传输10 KB的数据，此时总的访问时间为21 ms， 可见传输时间所占比例是非常小的。当传输100 KB数据时，其访问时 间也只是30 ms，即当传输的数据量增大10倍时，访问时间只增加约 50%。
磁盘存储器的管理课件
磁盘备份与恢复
备份与恢复概述
备份是为了防止数据丢失而将数据复制到其他存储介质的过程，恢复则是将备份的数据还 原到原始位置的过程。
备份策略
根据数据的重要性和业务需求，可以选择不同的备份策略，如完全备份、增量备份和差异 备份等。这些策略各有优缺点，需要根据实际情况进行选择。
恢复流程
恢复流程包括从备份中提取数据、将数据还原到原始位置等步骤。在恢复过程中，需要注 意数据的一致性和完整性，以确保数据的可靠性。
02
磁盘存储器的技术原理
磁盘存储器的物理结构
磁盘片是存储数据的表面，通常 由金属材料制成。
磁盘驱动器是整个磁盘存储器的 控制中心，负责控制磁头的读写 操作和磁盘片的旋转。
01
02
磁盘存储器由磁盘驱动器、磁盘 片和磁头组成。
03
磁头是读写数据的装置，通过悬 浮在磁盘片上方来读写数据。
04
磁盘存储器的数据存储方式
文件系统是操作系统中用于管理磁盘存储空间的软件，它能够记录文件在磁盘上的存储 位置、大小等信息。
常见文件系统
常见的文件系统有FAT32、NTFS、EXT4等。不同的文件系统有不同的特点和适用场景。
文件系统管理任务
文件系统管理主要包括创建文件系统、格式化文件系统、挂载与卸载文件系统等任务。 这些任务能够保证文件系统的正常运行和数据的完整性。
数据以二进制的形式存储在磁盘上，以“位 ”为单位。
每个位都有一个对应的地址，通过该地址可 以访问到该位的数据。
数据以簇为单位进行存储，一个簇包含若干 个位。
磁盘上的数据按照柱面、扇区和簇的层级结 构进行组织和管理。
磁盘存储器的读写原理
当需要读取数据时，磁盘驱动器会控制磁头 定位到相应的数据所在的柱面，并等待该柱 面旋转到磁头下方。
《Windows Server 2008网络组建项目化教程》教材习题参考答案
《Windows Server 2008网络组建项目化教程》习题参考答案项目1 Windows Server 2008安装与基本设置二、简答题1.什么是网络操作系统？目前有哪些网络操作系统？答：网络操作系统(Network Operation System,NOS)是使网络上各种计算机能方便有效地共享网络资源,为网络用户提供所需的各种服务的软件和通信协议的集合。
目前应用较为广泛的网络操作系统有UNIX、Windows Serve、Linux和NetWare等2.Windows Server 2008的版本有哪些？答：Windows Server 2008 发行了多种版本，以支持各种规模的企业对服务器不断变化的需求。
Windows Server 2008 有Web版、标准版、企业版、数据中心版和安腾版、下一代高性能计算（HPC）平台不同版本，另外还有三个不支持 Windows Server Hyper-V 技术的版本。
3.使用MMS控制台有哪些好处？答：MMC(Microsoft Management Console,微软管理控制台)是一个可以集成各种管理工具的工作平台,它通过提供在不同工具间通用的导航栏、菜单、工具栏和工作流,来统一管理和维护网络、计算机、服务、应用程序和其他系统组件。
4.什么是远程登录？远程登录Windows Server 2008系统有哪些方式？答：所谓远程登录就是允许用户通过网络中的另一台计算机登录进入到Windows Server 2008服务器。
一旦进入服务器,用户就像在现场操作一样,可以操作服务器允许的任何事情,比如:读文件、编辑文件或删除文件等。
实现远程登录的方式有远程桌面连接、终端服务和远程协助等。
项目2 工作组及共享资源的管理一、选择题1.简述工作组的特点。
答：(1)资源和帐户的管理是分散的。
每台计算机上的管理员能够完全实现对自己计算机上的资源与帐户的管理。
(2)工作组中每台计算机的地位都是平等的,没有主从之分,“工作组”网络也称为“对等网”。
操作系统磁盘管理
详细描述
扫描算法是先将磁头移动到一端，然后顺序访问该方向的请求，直到遇到一个 逆向的请求时，再将磁头移动到另一端，然后顺序访问该方向的请求。
循环扫描算法（C-SCAN）
总结词
改进版的SCAN算法，当磁头移动到一端时，不再立即返回另一端，而是继续向后扫描，直到遇到一 个逆向的请求为止。
详细描述
循环扫描算法是SCAN算法的改进版，当磁头移动到一端时，不再立即返回另一端，而是继续向后扫 描，直到遇到一个逆向的请求为止。这样可以减少磁头的移动次数，提高磁盘的访问效率。
文件系统
Windows支持多种文件系统，如FAT16、FAT32、NTFS 等，其中NTFS是Windows NT及后续版本的默认文件系 统，具有更高的安全性和性能。
Linux操作系统磁盘管理
分区类型
Linux支持主分区、扩展分区和逻辑分区。与Windows不同 的是，Linux不允许在逻辑分区上创建扩展分区。
NTFS
适用于大型磁盘分区，支 持大文件和文件夹，安全 性较高，支持加密和压缩 。
EXT4
Linux操作系统中的主流 文件系统，支持大文件和 文件夹，具有很高的可靠 性和性能。
HFS+
macOS中的默认文件系统 ，支持大文件和文件夹， 具有较好的稳定性和性能 。
文件系统结构与组织
01 根目录
文件系统的入口点，包含其他目录和文件。
03 混合硬盘 (SSHD)
结合了HDD和SSD的特点，既有较高的存储容量 ，也有较快的读写速度。
磁盘分区与格式化
分区
将一个物理磁盘划分为多个逻辑分区，每个分区可以独立管理。
格式化
将分区中的数据按照特定的文件系统结构进行组织，以便于操作系统进行读写操作。
扫描算法是先将磁头移动到一端，然后顺序访问该方向的请求，直到遇到一个 逆向的请求时，再将磁头移动到另一端，然后顺序访问该方向的请求。
循环扫描算法（C-SCAN）
总结词
改进版的SCAN算法，当磁头移动到一端时，不再立即返回另一端，而是继续向后扫描，直到遇到一 个逆向的请求为止。
详细描述
循环扫描算法是SCAN算法的改进版，当磁头移动到一端时，不再立即返回另一端，而是继续向后扫 描，直到遇到一个逆向的请求为止。这样可以减少磁头的移动次数，提高磁盘的访问效率。
文件系统
Windows支持多种文件系统，如FAT16、FAT32、NTFS 等，其中NTFS是Windows NT及后续版本的默认文件系 统，具有更高的安全性和性能。
Linux操作系统磁盘管理
分区类型
Linux支持主分区、扩展分区和逻辑分区。与Windows不同 的是，Linux不允许在逻辑分区上创建扩展分区。
NTFS
适用于大型磁盘分区，支 持大文件和文件夹，安全 性较高，支持加密和压缩 。
EXT4
Linux操作系统中的主流 文件系统，支持大文件和 文件夹，具有很高的可靠 性和性能。
HFS+
macOS中的默认文件系统 ，支持大文件和文件夹， 具有较好的稳定性和性能 。
文件系统结构与组织
01 根目录
文件系统的入口点，包含其他目录和文件。
03 混合硬盘 (SSHD)
结合了HDD和SSD的特点，既有较高的存储容量 ，也有较快的读写速度。
磁盘分区与格式化
分区
将一个物理磁盘划分为多个逻辑分区，每个分区可以独立管理。
格式化
将分区中的数据按照特定的文件系统结构进行组织，以便于操作系统进行读写操作。
磁盘管理课件
磁盘管理
37
• 带区集提供了最佳的磁盘操作性能。但是如果带 区集中的某一个磁盘发生故障，那么整个卷中的 数据就会丢失。
磁盘管理
38
D、镜像卷(RAID 1)
• 由两块磁盘组成 • 每块磁盘提供相同大小的空间 • 支持容错，即一块硬盘损坏后数据不会丢失 • 磁盘空间利用率50%
磁盘 0
磁盘 1
数据
磁盘管理
18
二、独立冗余磁盘阵列
• 独立冗余磁盘阵列（Redundant Array of Independent Disks，RAID）
• 早期，RAID被称为廉价冗余磁盘阵列（ Redundant Array of Inexpensive Disks），简称 为“磁盘阵列”。
• 后来RAID中的字母I被改作了Independent， RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”
磁盘管理
12
（1）兼容性
• 在规划时，如果多种操作系统都将对该分区进行 访问，那么用户必须使用一种所有操作系统均可 读取的文件系统。
• FAT具有普遍兼容性。
• 例如：一台计算机上同时安装了Windows 2000与 Windows 98两种操作系统，并且这两种操作系统都 需要对同一个分区进行访问，那么用户必须通过FAT 方式对该分区进行格式化。
磁盘管理
33
跨区卷
• 创建跨区卷
– 选择卷类型 – 选择跨区卷使用的磁盘和容量
• 建立完成后在磁盘管理器中的跨区卷
磁盘管理
34
C、带区卷(RAID 0)
• 由两块或两块以上硬盘组成 • 但是每块硬盘所贡献的空间大小必须相同 • 读写效率高
数据以64K为单位写到 所有的磁盘
64 KB
计算机存储系统(课件)
一种可通过电子信号擦除和编程的ROM。
Flash Memory（闪存）
一种非易失性存储器，可用于USB闪存盘、固态硬盘等。
存储设备介绍
硬盘驱动器（HDD） 使用磁存储技术的存储设备，存储容 量大，价格相对较低。
固态硬盘（SSD）
使用半导体存储技术的存储设备，存 取速度快，价格相对较高。
USB闪存盘
分布式存储系统介绍
分布式存储系统的概念
分布式存储系统是一种将数据分散存储在多个独立节点上的存储 系统，通过网络互联实现数据的访问和管理。
分布式存储系统的优点
分布式存储系统具有可扩展性、可靠性、高性能等优点，能够满足 大规模数据存储和处理的需求。
分布式存储系统的关键技术
分布式存储系统涉及的关键技术包括数据分布、数据复制、数据一 致性维护、容错处理、负载均衡等。
定期维护与更新
对存储系统进行定期维护和更新，以确保系统的稳定性和安全性。
THANKS
感谢观看
存储系统的分类
按存储介质分类
按访问方式分类
包括磁存储（如硬盘、磁带）、光存储（如 CD、DVD）、半导体存储（如RAM、ROM、 SSD）等。
包括直接访问存储（如硬盘）、顺序访问存 储（如磁带）、随机访问存储（如RAM）等。
按存储层次分类
按存储技术分类
包括主存储器（如RAM）、辅助存储器（如 硬盘、SSD）、三级存储器（如磁带库、光 盘库）等。
存储系统性能优化
1 2 3
提高存储设备的I/O性能
通过采用高性能的存储设备、优化存储设备配置、 提高存储设备的I/O带宽等方法，提高存储系统 的整体性能。
优化存储网络性能
通过采用高速网络技术、优化网络拓扑结构、减 少网络传输延迟等方法，提高存储网络的传输效 率。
Flash Memory（闪存）
一种非易失性存储器，可用于USB闪存盘、固态硬盘等。
存储设备介绍
硬盘驱动器（HDD） 使用磁存储技术的存储设备，存储容 量大，价格相对较低。
固态硬盘（SSD）
使用半导体存储技术的存储设备，存 取速度快，价格相对较高。
USB闪存盘
分布式存储系统介绍
分布式存储系统的概念
分布式存储系统是一种将数据分散存储在多个独立节点上的存储 系统，通过网络互联实现数据的访问和管理。
分布式存储系统的优点
分布式存储系统具有可扩展性、可靠性、高性能等优点，能够满足 大规模数据存储和处理的需求。
分布式存储系统的关键技术
分布式存储系统涉及的关键技术包括数据分布、数据复制、数据一 致性维护、容错处理、负载均衡等。
定期维护与更新
对存储系统进行定期维护和更新，以确保系统的稳定性和安全性。
THANKS
感谢观看
存储系统的分类
按存储介质分类
按访问方式分类
包括磁存储（如硬盘、磁带）、光存储（如 CD、DVD）、半导体存储（如RAM、ROM、 SSD）等。
包括直接访问存储（如硬盘）、顺序访问存 储（如磁带）、随机访问存储（如RAM）等。
按存储层次分类
按存储技术分类
包括主存储器（如RAM）、辅助存储器（如 硬盘、SSD）、三级存储器（如磁带库、光 盘库）等。
存储系统性能优化
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提高存储设备的I/O性能
通过采用高性能的存储设备、优化存储设备配置、 提高存储设备的I/O带宽等方法，提高存储系统 的整体性能。
优化存储网络性能
通过采用高速网络技术、优化网络拓扑结构、减 少网络传输延迟等方法，提高存储网络的传输效 率。
数据存储及解决方案 PPT课件
最近的密度超过100Gb/in2，主要技术： 超低飞行磁头10nm，加钌超稳定介质， PRML读通道，光磁混合纪录，垂直磁 记录
21
硬盘的进展-密、快、小、廉
22
硬盘的分类
1.用于服务器的硬盘：高容量、高速度
2.用于桌上机的硬盘：主流容量、速度、 低价格
3.用于笔记本电脑的硬盘：小体积、低功 耗
6
第二层的理论：信息论 关于信息时空传播的理论
在通讯和存储两个领域工作过的人都会发现，他们涉 及的问题竟然如此类似
通讯的编码理论完全可以用于存储 通讯：信源编码，信道编码 存储：纠错编码，调制编码， 磁盘阵列的容错原理 加密理论、信息的压缩原理对通讯和存储是一样的 本质的道理：通讯和存储都是信息的传播，差别在于：
D A TA
70’s
80’s
90’s
00’s
Wireless Online Video
E-Commerce Customer Mgmt.
Data Analysis
Enterprise Applications
Client/Server
Basic Accounting
15
10’s
存储的前沿
半导体存储：RAM, ROM, FLASH 的高 速发展
一个跨越空间，一个跨越时间
原来信息论适用于信息的传播！在空间和时间 上，他们遵从一样的原理！
7
三位一体的数字信息学理论
图灵机主要是针对计算的，但隐含了通 讯和存储
信息论主要是针对通讯和存储的，但隐 含了计算
处理、传输、存储在理论上是三位一体 的，缺一不可
上述理论解决了数字信息学的全部？NO!
第四爆发点： 空间影像和虚拟现实普遍应用
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硬盘的进展-密、快、小、廉
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硬盘的分类
1.用于服务器的硬盘：高容量、高速度
2.用于桌上机的硬盘：主流容量、速度、 低价格
3.用于笔记本电脑的硬盘：小体积、低功 耗
6
第二层的理论：信息论 关于信息时空传播的理论
在通讯和存储两个领域工作过的人都会发现，他们涉 及的问题竟然如此类似
通讯的编码理论完全可以用于存储 通讯：信源编码，信道编码 存储：纠错编码，调制编码， 磁盘阵列的容错原理 加密理论、信息的压缩原理对通讯和存储是一样的 本质的道理：通讯和存储都是信息的传播，差别在于：
D A TA
70’s
80’s
90’s
00’s
Wireless Online Video
E-Commerce Customer Mgmt.
Data Analysis
Enterprise Applications
Client/Server
Basic Accounting
15
10’s
存储的前沿
半导体存储：RAM, ROM, FLASH 的高 速发展
一个跨越空间，一个跨越时间
原来信息论适用于信息的传播！在空间和时间 上，他们遵从一样的原理！
7
三位一体的数字信息学理论
图灵机主要是针对计算的，但隐含了通 讯和存储
信息论主要是针对通讯和存储的，但隐 含了计算
处理、传输、存储在理论上是三位一体 的，缺一不可
上述理论解决了数字信息学的全部？NO!
第四爆发点： 空间影像和虚拟现实普遍应用
存储技术入门介绍ppt课件
12
12
2.1Raid相关技术
Raid产生的原因
• CPU运算速度飞速 提高，数据读写速 度不应该成为计算 机系统处理的瓶颈
容量
性能
可靠性
• 计算机发展初期， 大容量硬盘价格非 常高，而需要存储 的数据量越来越大
13
• 信息时代，数据对 企业和个人的重要 性越来越大，数据 存储安全更需要保 障
RAID
•JBOD：AS300J、AS500J、FF4G16
•单控制器阵列：如AS300N-M1、AS500N2-M2、AS500N6
•双控制器阵列：如AS500G、AS500E、AS500H、 AS600G3、AS1000G3、AS1000G6、AS2000
按主机接口的类型分
•FC阵列：AS500E、AS500G、AS600G3、 AS1000G3、AS1000G6、AS2000
4、存储系统的产品组成 5、存储应用
5.1 存储前端应用技术介绍 5.2 存储发展趋势及相关热点 5.3 存储应用方案简析
11
11
2.1Raid相关技术
RAID基本概念——定义
RAID （Redundant Array of Independent Disks）即独立磁盘冗余阵 列，RAID技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式组合成一个逻辑硬盘，从而 提高了硬盘的读写性能和数据安全性
存储连接设备
✓光纤HBA卡 ✓SAS RAID卡 ✓SCSI卡 ✓光纤交换机 ✓光纤连接线缆
6
存储软件
存储内置软件
✓存储管理软件 ✓数据镜像软件 ✓数据复制软件 ✓路径冗余软件 ✓数据快照软件
其他存储软件
✓双机高可用 ✓存储虚拟化 ✓数据备份容灾 ✓数据归档 ✓数据迁移
存储系统概述
RAID旳数据组织方式
分块：将一个分区提成多个大小相等旳、地址相邻旳块，这些块称为分块。 它是构成条带旳元素。 条带（Striping）：同一磁盘阵列中旳多个磁盘驱动器上旳相同位置构成条带， 提升同时读写性能
驱动器1
D6 D3 D0
磁盘上旳数 据分块
驱动器2
D7 D4 D1
磁盘上旳数 据分块
驱动器3
读取数据块D2，D3… 读取数据块D1 读取数据块D0
D0,D1,D2,D3,D4,D5
驱动器1 D4 D2 D0
驱动器2 D5 D3 D1
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
RAID 0数据丢失
阵列中某一种驱动器发生故障，将造成其中旳数据丢失。
驱动器1 D6 D3 D0
驱动器2 D7 D4 D1
磁盘失效 数据恢复
驱动器3 D5 D3 P0
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
RAID组合---RAID 10
• RAID 10是将镜像和条带进行组合旳RAID级别，先进行RAID 1镜像然后再做 RAID 0。RAID 10也是一种应用比较广泛旳RAID级别。
读取数据
D0,D1,D2,D3,D4,D5
SAS
FC
接口类型
并行
串行
并行
串行
串行
主流接口速 100MB/S
率
133MB/S
300MB/S 600MB/S
320MB/S
3GB/S 6GB/S
2GB/S、4GB/S 、8GB/S
容量
1T/2T/3T 4T/6T
转速
5900 rpm 7200 rpm
最大连接设
2
1 or 15 with
分块：将一个分区提成多个大小相等旳、地址相邻旳块，这些块称为分块。 它是构成条带旳元素。 条带（Striping）：同一磁盘阵列中旳多个磁盘驱动器上旳相同位置构成条带， 提升同时读写性能
驱动器1
D6 D3 D0
磁盘上旳数 据分块
驱动器2
D7 D4 D1
磁盘上旳数 据分块
驱动器3
读取数据块D2，D3… 读取数据块D1 读取数据块D0
D0,D1,D2,D3,D4,D5
驱动器1 D4 D2 D0
驱动器2 D5 D3 D1
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
RAID 0数据丢失
阵列中某一种驱动器发生故障，将造成其中旳数据丢失。
驱动器1 D6 D3 D0
驱动器2 D7 D4 D1
磁盘失效 数据恢复
驱动器3 D5 D3 P0
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
RAID组合---RAID 10
• RAID 10是将镜像和条带进行组合旳RAID级别，先进行RAID 1镜像然后再做 RAID 0。RAID 10也是一种应用比较广泛旳RAID级别。
读取数据
D0,D1,D2,D3,D4,D5
SAS
FC
接口类型
并行
串行
并行
串行
串行
主流接口速 100MB/S
率
133MB/S
300MB/S 600MB/S
320MB/S
3GB/S 6GB/S
2GB/S、4GB/S 、8GB/S
容量
1T/2T/3T 4T/6T
转速
5900 rpm 7200 rpm
最大连接设
2
1 or 15 with
存储器管理
第四章存储器管理第0节存储管理概述一、存储器的层次结构1、在现代计算机系统中，存储器是信息处理的来源与归宿，占据重要位置。
但是，在现有技术条件下，任何一种存储装置，都无法从速度、容量、是否需要电源维持等等多方面，同时满足用户的需求。
实际上它们组成了一个速度由快到慢，容量由小到大的存储装置层次。
图4-1 计算机系统存储器层次示意图2、各种存储器•寄存器、高速缓存Cache：容量很小、非常快速、昂贵、需要电源维持、CPU可直接访问；•内存RAM：容量在若干KB、MB、GB，中等速度、中等价格、需要电源维持、CPU可直接访问；•磁盘高速缓存：一般设于主存中；•多种类型的磁盘：容量在数MB或数GB，低速、价廉、不需要电源维持、CPU不可直接访问；由操作系统协调这些存储器的使用。
二、存储管理(主存管理)的目的1、尽可能地方便用户；提高主存储器的使用效率，使主存储器在速度、规模和成本之间获得较好的权衡。
(注意CPU和主存储器，这两类资源管理的区别)2、存储管理的主要功能：•地址重定位•主存空间的分配与回收•主存空间的保护和共享•主存空间的扩充三、逻辑地址与物理地址1、逻辑地址(相对地址，虚地址)：用户源程序经过编译/汇编、链接后，程序内每条指令、每个数据等信息，都会生成自己的地址。
●一个用户程序的所有逻辑地址组成这个程序的逻辑地址空间(也称地址空间)。
这个空间是以0为基址、线性或多维编址的。
2、物理地址(绝对地址，实地址)：是一个实际内存(字节)单元的编址。
●计算机内所有内存单元的物理地址组成系统的物理地址空间，它是从0开始的、是一维的；●将用户程序被装进内存，一个程序所占有的所有内存单元的物理地址组成该程序的物理地址空间(也称存储空间)。
四、地址映射(变换、重定位)当程序被装进内存时，通常每个信息的逻辑地址和它的物理地址是不一致的，需要把(程序中的)逻辑地址转换为对应的物理地址----地址映射；例如指令LOAD L，2500 /*将2500号单元内的数据送入寄存器L*/ ----P123图4-3 作业装进内存时的情况地址映射分静态和动态两种方式。
Ubuntu Linux 操作系统(微课版)第四章 磁盘存储管理
第4章 磁盘存储管理 1
第4章 磁盘存储管理
工业和信息化“十三五”人才培养规划教材 Ubuntu Linux 操作系统（第 2 版）（微课版）
能力 要求
CAPACITY
第4章 磁盘存储管理 2
了解Linux磁盘分区和文件系统的概念， 掌握磁盘和分区命名方法。 使用命令行工具管理磁盘分区和文件系统。
4.1 Linux磁盘存储概述
磁盘分区规划
第4章 磁盘存储管理 9
• 分区类型：Linux Native与Linux Swap • Ubuntu至少需要一个Linux Native分区和一个Linux Swap分区。 • Native分区是存放系统文件的地方，只能使用ext文件系统。 • Swap分区是Linux暂时存储数据的交换分区。
• 磁盘分区规划 • 规划磁盘分区，需要考虑磁盘的容量、系统的规模与用途、备份空间等。 • Linux系统磁盘最基本的分区只需两个，一个根分区（/）和一个Swap分区。Swap 分区大小一般为物理内存的两倍。 • 为提高可靠性，系统磁盘可以考虑增加一个引导分区（/boot）。 • 如果磁盘空间很大，可以按用途划分多个分区。
磁盘数据组织
第4章 磁盘存储管理 4
• 低级格式化
• 将空白磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标
识区、间隔区（GAP）和数据区等。
• 磁盘分区
• 磁盘在系统中使用都必须先进行分区。
分区1
• 分区也有助于更有效地使用磁盘空间。
• 每一个分区在逻辑上都可以视为一个磁盘。
分区2
4.1 Linux磁盘存储概述
磁盘分区规划
• 分区工具 • 命令行工具可以使用fdisk和parted。 • Ubuntu提供一个基于文本窗口界面的分区工具cfdisk。 • Ubuntu内置一个图形界面的磁盘管理器。
第4章 磁盘存储管理
工业和信息化“十三五”人才培养规划教材 Ubuntu Linux 操作系统（第 2 版）（微课版）
能力 要求
CAPACITY
第4章 磁盘存储管理 2
了解Linux磁盘分区和文件系统的概念， 掌握磁盘和分区命名方法。 使用命令行工具管理磁盘分区和文件系统。
4.1 Linux磁盘存储概述
磁盘分区规划
第4章 磁盘存储管理 9
• 分区类型：Linux Native与Linux Swap • Ubuntu至少需要一个Linux Native分区和一个Linux Swap分区。 • Native分区是存放系统文件的地方，只能使用ext文件系统。 • Swap分区是Linux暂时存储数据的交换分区。
• 磁盘分区规划 • 规划磁盘分区，需要考虑磁盘的容量、系统的规模与用途、备份空间等。 • Linux系统磁盘最基本的分区只需两个，一个根分区（/）和一个Swap分区。Swap 分区大小一般为物理内存的两倍。 • 为提高可靠性，系统磁盘可以考虑增加一个引导分区（/boot）。 • 如果磁盘空间很大，可以按用途划分多个分区。
磁盘数据组织
第4章 磁盘存储管理 4
• 低级格式化
• 将空白磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标
识区、间隔区（GAP）和数据区等。
• 磁盘分区
• 磁盘在系统中使用都必须先进行分区。
分区1
• 分区也有助于更有效地使用磁盘空间。
• 每一个分区在逻辑上都可以视为一个磁盘。
分区2
4.1 Linux磁盘存储概述
磁盘分区规划
• 分区工具 • 命令行工具可以使用fdisk和parted。 • Ubuntu提供一个基于文本窗口界面的分区工具cfdisk。 • Ubuntu内置一个图形界面的磁盘管理器。
数据存储管理
数据存储管理数据存储管理是现代信息技术领域中至关重要的一项工作。
随着信息技术的飞速发展，大量的数据被生成和积累，如何高效地管理和存储这些数据成为了一个重要的挑战。
数据存储管理不仅关乎数据的安全性和可靠性，还直接影响着数据的获取和利用效率。
本文将从数据存储管理的定义、重要性、常见的存储技术和管理策略等方面进行论述，以期全面解读数据存储管理的关键要点。
一、数据存储管理的定义数据存储管理是指对数据进行组织、分类、存储和备份的过程。
其中包括了数据存储设备的选择和配置、数据存储结构的设计和优化、数据备份和恢复等方面的内容。
数据存储管理旨在提高数据的存储效率、降低存储成本，并确保数据的完整性、可靠性和安全性。
数据存储管理不仅仅是简单地存储和管理数据，更是确保数据在整个生命周期中的可用性和可管理性。
因此，在进行数据存储管理时，需要综合考虑数据的容量、访问速度、可靠性要求、安全性要求等因素，并采用适当的存储技术和管理策略来满足这些需求。
二、数据存储管理的重要性数据存储管理对于现代企业和组织来说具有重要的战略意义。
首先，通过有效的数据存储管理，可以提升数据的可用性和可访问性，进而提高工作效率。
比如，通过良好的数据存储管理，可以快速定位和检索所需数据，减少人力和时间成本。
其次，数据存储管理对于数据的安全性和完整性具有至关重要的作用。
借助合适的存储技术和管理策略，可以有效地保护数据不受损坏、丢失或未授权访问。
这对于保护企业的核心业务数据和客户隐私信息至关重要，可以避免潜在的经济和声誉损失。
此外，数据存储管理还具有优化存储资源利用的作用。
通过科学合理地配置和管理存储设备，可以充分利用存储资源，减少冗余和浪费，从而降低存储成本。
对于大规模数据处理的企业来说，降低存储成本可以显著提升运营效益。
三、常见的数据存储技术在数据存储管理中，有多种存储技术可供选择。
以下为常见的几种数据存储技术的简要介绍：1. 磁盘存储：磁盘存储是最常见和广泛使用的存储技术之一。
项目4选购和安装存储设备硬盘和光驱PPT课件
任务三 处理硬盘常见故障
✓硬盘的软故障现象及处理
① 开机后屏幕提示没有找到硬盘（Not Install），如 果硬盘的电源线和数据线没有问题，则一定是CMOS参 数配置不正确，需要进入BIOS程序，重新设置，这部 分内容参考项目10《设置CMOS参数》。
硬盘正 面
硬盘反 面
知识链接：深入认识硬盘
✓机械式硬盘的内部结构 是硬盘中承载数据存储的介质，盘片在硬盘内部 高速旋转（有5400转、7200转、10000转，甚至 15000转）配合磁头读写数据。
硬盘 盘片
知识链接：深入认识硬盘
✓机械式硬盘的内部结构
磁头激 励组件
磁头激励组件：包括电磁线圈、电机磁头、驱动 小车等装置，是磁盘读写驱动系统。
任务二 安装硬盘和光驱
步骤二 安装SATA光驱
① 安装SATA光驱的方法和安装硬盘类似，只不过光驱是安装 在5英寸的仓位
② 如果是新机箱，应先将对应仓位挡板取掉，一般仓位里有 专门设计的“内翻边”用来托住光驱，所以只需从机箱外 把光驱平推入机箱内，找准螺丝的安装孔位，并保证光驱 的正面与机箱的前面板平齐，标识朝上。
任务三 处理硬盘常见故障
③ 硬盘适配器或接插件故障现象：系统加电自检到硬盘 子系统时，自检不能通过可能是主引导记录损坏或者 硬盘子系统的硬件故障。例如，硬盘适配卡、硬盘驱 动器损坏，或者硬盘适配卡与主板Ⅰ/O插槽、硬盘驱 动器与连接插件之间的电缆损坏或接触不良等。
④ 硬盘0柱面损坏的故障现象：在引导时显示 “Disk Boot Failure Track 0 bad”，死机，引导失败。硬 盘主引导扇区位于0柱面，若0柱面损坏，则硬盘不能 使用。
任务二 安装硬盘和光驱
步骤一 安装SATA硬盘
网络存储技术应用项目化教程 第2版 项目4 存储池的高级配置与管理
项目4 存储池的高级配置与管理
目录
项目任务 项目相关知识 任务实施
项目任务
项目任务
Jan16公司使用一台拥有24个磁盘扩展槽的高性能服务器作为公司的网络存储 服务器（NS2），并且已经安装了Windows Server 2019 Datacenter操作系统。
网络存储管理员今天收到采购部送来的4块新磁盘，并已安装到网络存储服务器 上。计划使用这几块硬盘为公司研发部虚拟化提供存储空间，该应用对磁盘空 间、速率和可靠性均有较高。新购置的物理磁盘信息和存储空间需求见表4-1和 表4-2。
创建RAID50
新建存储池1和存储池2两个存储池 存储池1上创建RAID5逻辑硬盘1 存储池2上创建RAID5逻辑硬盘2 磁盘管理中在RAID5逻辑硬盘1和RAID5逻辑硬盘2上创建带区卷
任务实施
任务4-1 创建存储池
任务描述
使用两块磁盘创建存储池SP2，使用另外两块磁盘创建存 储池SP3。
任务操作
（9）参考以上步骤，在存储池SP3创建另一个虚拟磁盘。
任务验证
（1）已在两个存储池上创建了符合要求的虚拟磁盘，如图4-9和图4-10所示。
任务4-3 创建RAID10卷区
任务描述
通过磁盘管理将两个虚拟磁盘创建为一个带区卷。
任务操作
（1）打开磁盘管理，在其中一块虚拟磁盘（磁盘12）上右键选择【新建带区D01 RAID10与RAID01比较 RAID50
多存储池
存储服务器允许存储创建多个存储池
多存储池
单存储池
RAID10
它适用于安全性要求高、高负载的应用场景，存储系统高端应用的默认配置一 般都采用RAID 10模式。
创建RAID10
新建存储池1和存储池2两个存储池 存储池1上创建镜像逻辑硬盘1 存储池2上创建镜像逻辑硬盘2 磁盘管理中在镜像逻辑硬盘1和镜像逻辑硬盘2上创建带区卷
目录
项目任务 项目相关知识 任务实施
项目任务
项目任务
Jan16公司使用一台拥有24个磁盘扩展槽的高性能服务器作为公司的网络存储 服务器（NS2），并且已经安装了Windows Server 2019 Datacenter操作系统。
网络存储管理员今天收到采购部送来的4块新磁盘，并已安装到网络存储服务器 上。计划使用这几块硬盘为公司研发部虚拟化提供存储空间，该应用对磁盘空 间、速率和可靠性均有较高。新购置的物理磁盘信息和存储空间需求见表4-1和 表4-2。
创建RAID50
新建存储池1和存储池2两个存储池 存储池1上创建RAID5逻辑硬盘1 存储池2上创建RAID5逻辑硬盘2 磁盘管理中在RAID5逻辑硬盘1和RAID5逻辑硬盘2上创建带区卷
任务实施
任务4-1 创建存储池
任务描述
使用两块磁盘创建存储池SP2，使用另外两块磁盘创建存 储池SP3。
任务操作
（9）参考以上步骤，在存储池SP3创建另一个虚拟磁盘。
任务验证
（1）已在两个存储池上创建了符合要求的虚拟磁盘，如图4-9和图4-10所示。
任务4-3 创建RAID10卷区
任务描述
通过磁盘管理将两个虚拟磁盘创建为一个带区卷。
任务操作
（1）打开磁盘管理，在其中一块虚拟磁盘（磁盘12）上右键选择【新建带区D01 RAID10与RAID01比较 RAID50
多存储池
存储服务器允许存储创建多个存储池
多存储池
单存储池
RAID10
它适用于安全性要求高、高负载的应用场景，存储系统高端应用的默认配置一 般都采用RAID 10模式。
创建RAID10
新建存储池1和存储池2两个存储池 存储池1上创建镜像逻辑硬盘1 存储池2上创建镜像逻辑硬盘2 磁盘管理中在镜像逻辑硬盘1和镜像逻辑硬盘2上创建带区卷
配置和管理磁盘
备份策略
制定合理的备份策略，包括备份频率、备份内容、备份介质等， 确保数据安全可靠。
备份方式
采用全量备份、增量备份或差异备份等方式，根据实际情况选择 合适的备份方式。
恢复流程
建立完善的恢复流程，确保在数据丢失或损坏时能够快速恢复数 据。
磁盘数据保护
数据完整性
通过校验和等技术确保数据的完整性，防止数据在传输或存储过 程中被篡改。
节能环保
SSD的能耗更低，有助于减少能源消耗和散 热问题，同时没有机械噪音。
NVMe协议
低延迟
NVMe协议针对固态硬盘进行优化，通过减少协议层级和采用 并行传输方式，实现了更低的延迟，提高了数据传输效率。
高带宽
NVMe协议支持更高的数据传输带宽，能够满足大规模数 据存储和处理的性能需求。
高效能
NVMe协议支持多线程和多队列技术，能够充分利用多核 处理器资源，提高磁盘I/O性能。
磁盘读写速度
监控磁盘的读写速度，了 解磁盘的性能状况，以便 及时发现和解决性能瓶颈。
磁盘健康状态
检查磁盘的扇区、坏道等 健康状况，预测磁盘的寿 命，提前进行数据备份和 更换。
磁盘优化
磁盘清理
定期清理不需要的文件和临时文 件，释放磁盘空间，提高磁盘的 使用效率。
磁盘碎片整理
定期对磁盘进行碎片整理，优化 磁盘的读写性能，提高系统的运 行效率。
04
磁盘安全
磁盘加密
01
磁盘加密技术
使用加密算法对磁盘中的数据进 行加密，确保数据在存储和传输 过程中的安全性。
加密方式
02
03
密钥管理
采用全盘加密、分区加密或文件 加密等方式，根据实际需求选择 合适的加密方式。
培训教材存储基础知识ppt课件
Huawei Symantec Technologies Co., Ltd.
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•在整堂课 的教学 中，刘 教师总 是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
NAS (Network Attached Storage)
数据流
•在整堂课 的教学 中，刘 教师总 是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
存储系列产品
1 存储基础知识
2 存储产品介绍
课
程
3 技术建议书的制作
目
4 配置报价介绍
录
5 存储产品综合解决方案
6 竞争分析
Huawei Symantec Technologies Co., Ltd.
SAN (Storage Area Network)
LAN
数据流
存储设备
应用服务器
SAN
存储设备
存储设备
文件服务器
数据流
高可用性，高性能的专用存储网络，用于安全的连接服务器和存储设备并具备灵活
性和可扩展性；SAN对于数据库环境、数据备份和恢复存在巨大的优势；SAN是一种非
常安全的，快速传输、存储、保护、共享和恢复数据的方法。
IDE/ATA接口概述
IDE（Integrated Drive Electronics ，电子集成驱动器 ）它的本意是指把 “硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。 IDE仅代表第一代的 IDE标准，随着其接口技术的飞速发展，引入了许多新技术使这一IDE接口标 准得到了质的飞跃，并且引入了新的名称，如ATA （Advanced Technology Attachment ，高级技术附加装置 ）
相关主题
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2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
第1 页
项目4 磁盘与数据存储管理
项目背景
如果你的计算机硬盘故障，会给你带来什么 损失？你会为什么而难受？如果企业的计算 机硬盘故障，又会给企业带来什么损失？
在企业网中架设了多台服务器。为了提高效 率，现在需要对这多台服务器的磁盘进行规 划和管理。同时服务器中有很重要的用户数 据，要求保证数据的安全。不会因为磁盘的 故障导致服务器的停机或者数据丢失！
跨区卷的创建与管理
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
第16 页
任务4-4
跨区卷的创建与管理
跨区卷具有以下特性：
跨区卷必须为NTFS文件格式。 用于组建跨区卷的磁盘数量可为2至32，每个磁盘成员的容 量可以不相同。 当数据被存储到跨区卷时，先存到跨区卷成员中的第1个磁 盘内，待空间用尽后，才将数据存到第2块磁盘，以此类推。 跨区卷没有容错功能，当成员磁盘中任一个发生故障，跨 区卷的数据有可能丢失。 跨区卷创建后，仍可对其扩展容量。 跨区卷
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第9 页
4.3 项目实施
任务4-1 基本磁盘的管理
1.创建和删除基本磁盘的主分区
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
第10 页
任务4-1
基本磁盘的管理
2.创建基本磁盘的扩展分区和逻辑驱动器
C: D: E: F:
逻辑驱动器
逻辑驱动器 逻辑驱动器
基本磁盘可以最多创建四个 主分区，或最多三个主分区 加上一个扩展分区。
主分区 主分区 主分区 主分区 扩展 分区 主分区 主分区 主分区 扩展 分区 扩展 分区 主分区 主分区
扩展分区
主分区
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
第11 页
任务4-1
基本磁盘的管理
3.格式化分区
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
第12 页
任务4-2
基本磁盘与动态磁盘的转换
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
读写速度 由硬件决定
不可容错，若没有及时备份而 通过创建镜像卷和RAID-5卷，保证提高性 遭遇磁盘故障，会有极大的 能的同时为磁盘添加容错性 容错能力 损失
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
第8 页
4.2
4.2.3 磁盘管理工具
项目知识准备
2019年3月26日星期二
4.2
4.2.2 磁盘的类型 基本磁盘
项目知识准备
平时使用的磁盘类型基本上都是 “基本磁盘” 分区对磁盘进行磁盘分区（分 割），形成一块或多块的磁盘空 主分区 间 主分区：是可以用来启动操作 系统的分区，一般就是操作系 统的引导文件存放的分区。 扩展分区 扩展分区：当主分区没有占用 所有的磁盘空间时，其剩余的 空间可创建1个扩展分区，每 一块硬盘上最多有1个扩展分 区。
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
第3 页
4.2 硬盘的物理结构
盘片 磁头 磁道： 扇区： 柱面：
项目知识准备
4.2.1 硬盘的结构及接口
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
第4 页
Windows server 2003 系统管理与网络服务
《Windows server 2003系统管理与网络服务》教材 配套的光盘为师生双方提供了丰富的教学资源。主要包 括:课程标准(教学大纲)、教学设计方案(教案)、PPT课 件、项目习作参考答案、配套软件清单及下载地址、模 拟试卷及评分标准和参考答案(4套)、网络管理员职责、 相关认证考试介绍与往年试卷、知识拓展资料、网络工 程案例与解决方案。 教材主编：夏笠芹 出版社：
4.2
项目知识准备
2019年3月26日星期二
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第5 页
4.2
硬盘接口
项目知识准备
4.2.1 硬盘的结构及接口
FC接口
IDE接口
SATA接口
2019年3月26日星期二
SCSI接口
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第6 页
第7 页
4.2
动态磁盘
4.2.2 磁盘的类型
基本磁盘
分割单元 磁盘分区 / 分区
分割数量 最多4个分区 容量更改 磁盘空间
项目知识准备
动态磁盘
动态卷 / 卷
可以创建最多2000个卷（推荐32个或更少）
除非使用第三方工具改变分区, 在不重新启动计算机的情况下可更改卷容量 否则会导致数据全部丢失 大小，且数据不会丢失 分区必须是同一磁盘上的连续 可将卷容量扩展到同一磁盘中不连续的空间 空间，不可跨越磁盘 内或不同磁盘中的卷 通过创建带区卷，可对多块磁盘同时进行读 写，显著提升磁盘读写速度
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任务4-3 简单卷的创建与管理
1．简单卷的创建
简单卷
2019年3月26日星期二
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第14 页
任务4-3 简单卷的创建与管理 2.简单卷的扩展
2019年3月26日星期二
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第15 页
任务4-4
2019年3月26日星期二
Windows server 2003系统管理与网络服务
第2 页
项目4 磁盘与数据存储管理
教学目标
知识目标 了解：基本磁盘、分区、动态磁盘、各种卷的概念和特征 熟悉：复制和移动文件或文件夹，对文件或文件夹的压缩、 加密属性的影响 掌握：基本磁盘和动态磁盘的管理方法；磁盘配额、数据 压缩与加密的实现步骤 能力目标 会对基本磁盘进行分区 能在动态磁盘创建简单卷、跨区卷 带区卷、镜像卷和 RAID-5卷 能对NTFS分区(卷)进行磁盘配额 能对NTFS分区(卷)进行数据压缩与加密