数据存储及解决方案

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1、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：积累知识数字信息学的科学基础（力学：牛顿定律)(电学：麦克斯韦方程）(数字信息学：？）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

2、，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、

3、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（1996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后PC时代的计算--普适计算PervasiveComputing后PC时代计算机发展的特点：1.无所不

4、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,XonDemand数字化XX:数字化流域，数字化城市，数字化地球…...电子商务虚拟现实人类基因库从现在起的18个月内,新的存储量等于有史以来老的存储量之和!———1998年图灵奖获得者JimGray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!———1998年图灵奖获得者JimGrayWirelessOnlineVid

5、eoE-CommerceCustomerMgmt.DATADataAnalysisEnterpriseApplicationsClient/Server70’s80’s90’s00’s10’sBasicAccountingExplosioninDataVolumes数据信息爆炸式增长存储的前沿半导体存储：RAM,ROM,FLASH的高速发展目前硬盘存储：100GB2万转/分实验室水平：一道一GPC机的主流硬盘容量增加8,000倍10MB100MB500MB4GB10GB80GB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

6、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

7、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IBM微硬盘Microdrive应用领域移动计算数码相机、数码摄像机磁