数据存储及解决方案-PPT课件

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！
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!

硬件发展的6个规律
后PC时代的计算--普适计算 Pervasive Computing
后PC时代 计算机发展的特点： 1. 无所不在的含有 智能的小装置； 2. 支持服务的后台 服务器和巨型计算机

对应于后PC时代 两极分化的存储
移动存储：Flash,
微硬盘，微光盘
企业级海量存储
数据存储的 基本问题
科学基础
（力学：牛顿定律) (电学：麦克斯韦方程） (数字信息学：？）
数字信息学的
最基本的理论：图灵机
希尔伯特问： 存不存在一个解决所有数学问题的一般算法？ 图灵答道：有！ 图灵理论的俗解： 如果不考虑时间，只要按某种规律对bit进行处理、传输、 存储三种简单操作，就能在理论上解决任何数学计算问 题！ 图灵机模型主要是针对计算的，但存储和通讯隐含在其 中 这个理论指明了bit的强大功能，也包含了计算机的设计 思想
当一切信息都转换为数字， 问题就产生了……
典型的存储容量需求挑战
网站多媒体, X on Demand 人类基因库
数字化XX:数字化流域，
数字化城市，数字化地球…...
电子商务
虚拟现实
从现在起的18个月内,新的存储量等于有史以来老 的存储量之和! ———2019年图灵奖获得者Jim Gray
容量问题和 新摩尔定理
从现在起，每18个月,新增 的存储量等于有史以来存 储量之和!
———2019年图灵奖获得者Jim Gray
数据信息爆炸式增长
Explosion in Data Volumes
Wireless Online Video
E-Commerce Customer Mgmt.
DBaidu Nhomakorabeata Analysis
D A T A
数据存储及解决方案
华中科技大学信息存储系统 武汉 430074
三种基本的信息操作
处理 传输 存储
基本定义
处理：对信息进行变化和加工 传输：信息跨越空间的传播 存储：信息跨越时间的传播
存储是信息技术的三大基石之一 （被我国忽略的领域）
对人类文明的重要性
处理：产生知识 通讯：传播知识 存储：积累知识

只读光盘：CD-ROM，DVD-ROM
闪存（Flash memory) 移动存储的新星
各种规格 SmartMedia CompactFlash Memory Stick(SONY) PCMCIA接口 USB接口--Easedisk、 Netech

硬盘的进展-密、快、小、廉
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 4.用于手持式设备的硬盘： 微硬盘Microdrive

四类硬盘的规格指标
不同尺寸的硬盘
密度的进展
密度与技术

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： 一个跨越空间，一个跨越时间
Enterprise Applications
Client/Server Basic Accounting
70’s 80’s 90’s 00’s 10’s
存储的前沿
半导体存储：RAM, ROM, FLASH 的高 速发展 PC机的主流硬盘 80GB 目前硬盘存储： 100GB 容量增加8,000 倍 10GB 2万转/分 实验室水平： 4GB 一道一G 500MB 100MB
IBM微硬盘 Microdrive
应用领域 移动计算 数码相机、数 码摄像机

磁头的进展
可换式存储
软盘：1.44MB 顽强的生命力 高密度软盘：Zip 100/200MB(IOMAG) LS-120(兼容1.44) HiFD-200(兼容1.44) 磁光盘（MO）：1.3GB/650MB/230MB CD-R/W, DVD-RW, DVD-RAM
容量问题的解决途径
1. 减小bit位元尺度，提高密度 采用各种物理原理和现象减小位元 磁（翻转尺寸）、光(光点大小）、电 （线宽）、生物、量子 密度：道密度、面密度、体密度 2. 建立存储系统，用“砖头”构造“大厦”
单个硬盘的技术进展的进展
硬盘是最重要的大容量存储设备，50年 代由IBM发明以来密度增加了1，000， 000倍，到目前为止，还没有找到能与之 竞争的对手 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


1． Moore定律：微处理器内晶体管数每十八个月

翻一番； 2． Bell定律：如果保持计算能力不变，微处理器的 价格每十八个月减少一半； 3． Gilder定律：未来25年（2019年与预言）里， 主干网的带宽将每6个月增加一倍； 4． Metcalfe定律：网络价值同网络用户数的平方成 正比。 5. 半导体存储器发展规律： DRAM 的密度每年增加 60%，每三年翻四倍。 6。硬盘存储技术发展规律：硬盘的密度每年增加约一 倍

10MB
1980 1990 1995 1998 1999 2002
第一爆发点：单机多媒体 第二爆发点：Internet
第三爆发点:宽带(目前）
第四爆发点： 空间影像和虚拟现实普遍应用
空间影像
另一种模式：不断的增长
即使处理、传输能力固定不变，随着数据 不断产生，存储能力也需要动态单调地 增加。（水泵、水管、水桶的比喻） 处理和传输速度越高，容量的增加的梯 度就越高，这就是存储系统的不断扩展 特性。 结论： 无限的容量需求和动态扩展需求