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研究生多媒體04_多媒體硬件環(huán)境b-在線瀏覽

2025-02-18 10:02本頁面
  

【正文】 器(物理上是多個小驅(qū)動器)。使用廉價磁盤冗余陣列可以在低成本的情況下提高整體磁盤存儲容量。 它使數(shù)據(jù)分離在多個驅(qū)動器上,這樣一個單一的 I/O請求的不同部分就可以由多個磁盤平行地來服務。任何一個磁盤的失敗都能導致讀或?qū)憯?shù)據(jù)的失敗。 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 1. 存儲設備 1. 2 擴展硬盤設備 目前已經(jīng)開發(fā)出若干不同的 RAID方式以滿足不同的需要。 1. 存儲設備 1. 2 擴展硬盤設備 8 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 RAID 0層 —— 磁盤劃分技術 RAID 0含有連接在一個單個磁盤控制器上的多個驅(qū)動器。 通過橫跨驅(qū)動器來分散數(shù)據(jù),磁盤劃分技術為寫或檢索數(shù)據(jù)塊的應用程序提供了高的傳輸速率。 這種方法不提供數(shù)據(jù)冗余度或容錯,而且還有另一個主要的缺點:如果一個驅(qū)動器出故障,整個驅(qū)動器系統(tǒng)就不能運行。 1. 存儲設備 1. 2 擴展硬盤設備 11 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 RAID 0層 —— 磁盤劃分技術 RAID 0 技術和單個驅(qū)動器相比,性能改善的實現(xiàn)是通過使磁盤的讀寫操作相重疊。所以對于整體性能來說,物理介質(zhì)的速度很少被考慮。 1. 存儲設備 1. 2 擴展硬盤設備 12 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 RAID 1層 —— 磁盤鏡像技術 在這種方法中,每個驅(qū)動器都有一個鏡像驅(qū)動器,這些驅(qū)動器被連接到一個單個磁盤控制器上。 特點 : 通過這種設計實現(xiàn)了完全的數(shù)據(jù)冗余。但可靠性很高。例如,當主驅(qū)動器查找一個數(shù)據(jù)塊時,鏡像驅(qū)動器可以開始查找下一個請求的數(shù)據(jù)塊,這就減少了查找等待時間。 數(shù)據(jù)是一次寫一位,它是橫跨多驅(qū)動器的位交錯存取和使用多校驗磁盤來檢測和糾正錯誤的。對主機來說,驅(qū)動器陣列就像一個驅(qū)動器。 位交錯技術經(jīng)常被用于超級計算機,以便同時提供大數(shù)據(jù)量存儲和提高系統(tǒng)各個方面包括速度和容錯性等方面的性能。主要缺點是錯誤校正需要多驅(qū)動器,是一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余的昂貴的方法,增加了成本。 另一個缺點是驅(qū)動器上的每個扇區(qū)都和其他驅(qū)動器上的扇區(qū)相聯(lián)系以共同形成單個存儲單元,也就是說,即使只存儲很少的數(shù)據(jù),也要用多個扇區(qū)以橫跨多個驅(qū)動器,這導致了存儲的浪費。 實際上,由于錯誤校正方法的速度慢和麻煩,且每個讀寫操作必須在每個磁盤被檢測, RAID 2 層在實際中并不常用。 它比 RAID 2層效率更高,因為在數(shù)據(jù)流中寫入奇偶校驗位,代替全漢明碼錯誤檢測和校正。 1. 存儲設備 1. 2 擴展硬盤設備 20 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 RAID 4層 —— 扇區(qū)交錯技術 扇區(qū)交錯技術:把連續(xù)扇區(qū)的數(shù)據(jù)寫到不同的驅(qū)動器上。 和 RAID 3主要的不同之處:在這種方法中數(shù)據(jù)被分散且交錯存儲在多個驅(qū)動器的扇區(qū)。(數(shù)據(jù)塊的第一個扇區(qū)被寫入第一個驅(qū)動器,第二個扇區(qū)被寫入第二個驅(qū)動器,如此下去)。 與 RAID 4層(數(shù)據(jù)按扇區(qū)交錯)不同, RAID 5層中數(shù)據(jù)是按塊交錯存儲。取而帶之的是奇偶校驗數(shù)據(jù)被分散在數(shù)據(jù)流中,并且是橫跨多個驅(qū)動器分布的。 1. 存儲設備 1. 2 擴展硬盤設備 22 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 RAID 5層 —— 塊交錯技術 以三個物理硬盤構成的 RAID系統(tǒng)為例。第三個驅(qū)動器接收到的是用來校驗存儲在另外兩塊硬盤當中數(shù)據(jù)的一部分數(shù)據(jù),這部分校驗數(shù)據(jù)是通過一定的算法產(chǎn)生的,可以通過這部分數(shù)據(jù)來恢復存儲在另外兩個硬盤上的數(shù)據(jù)。 1. 存儲設備 1. 2 擴展硬盤設備 23 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 RAID 5層 —— 塊交錯技術 RAID 5使用了一種特殊的算法,可以計算出任何一個帶區(qū)校驗塊的存放位置。 性能:安全性增加。 但是同樣有缺點。 1. 存儲設備 1. 2 擴展硬盤設備 25 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 RAID 5層 —— 塊交錯技術 如果陣列當中某塊硬盤上的信息發(fā)生了改變的話,那么就需要重新計算文件分割碎片,并且,校驗信息也需要重新計算,這時,每個硬盤都需要重新調(diào)用。用其作為音樂存儲介質(zhì)的優(yōu)勢: ? 使用方便,介質(zhì)具有耐久性, 不會隨使用次數(shù)的增多而質(zhì)量下降 ? 以磁帶相比具有隨機訪問的性能 ? 很高的聲音保真度 ? 大存儲容量 ? 成本較低 1. 存儲設備 1. 3 光存儲設備 1. 3. 1 發(fā)展歷史簡介 27 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 CD- ROM之所以被的用戶所采用,一個很大的原因就是它的標準化, CD- ROM上記錄數(shù)據(jù)有精確的規(guī)范和標準,一張符合標準的 CD- ROM可以在任何 CD- ROM光盤驅(qū)動器中讀出。 紅皮書是一個用于記錄音頻道標準,現(xiàn)在使用的音樂 CD就使用了紅皮書所規(guī)定的記錄格式。所以, 1986年, Philips公司和Sony公司為首的幾家工業(yè)集團又聯(lián)合制定了一個 CD- ROM標準,稱為黃皮書。國際標準化組織在 1988年修改后作為 ISO 9660標準。 1. 存儲設備 1. 3 光存儲設備 1. 3. 1 發(fā)展歷史簡介 30 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 ( 3) CD- I、綠皮書與 CD- ROM XA 為了將 CD- ROM技術用于傳統(tǒng)的家電領域, Philips公司和 Sony公司制定了面向教育和家庭娛樂應用 的 CD- I( CD interactive,也就是交互式 CD)標準,也稱作綠皮書標準。為此,兩家公司又聯(lián)合制定了面向計算機應用的 CDROM XA 標準( CD- ROM extended architecture CDROM擴展結(jié)構),可將音頻、文本和圖像混合存儲在 CD盤上。該標準使用 MPEG壓縮技術,可在普通 CD-ROM盤片上存儲 74分鐘的全運動視頻圖像和 CD音質(zhì)的同步聲音。 1. 存儲設備 1. 3 光存儲設備 1. 3. 1 發(fā)展歷史簡介 32 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 ( 5)橙皮書 橙皮書是用于可寫入 CD的國際標準??捎涗泤^(qū)域:使用類似于磁、光驅(qū)動器中的可記錄區(qū)的標準。我們現(xiàn)在使用的光盤刻錄機就是遵守這個標準。 35 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 1. 存儲設備 1. 3 光存儲設備 1. 3. 3 CD- ROM 36 第 四 章 多媒體硬件環(huán)境 CD盤片的光道結(jié)構 恒定角速度 (CAV)和恒定線速度 (CLV)的概念 軟磁盤存放數(shù)據(jù)的磁道是同心環(huán),磁盤片轉(zhuǎn)動的角速度是恒定的,通常用CAV(constant angular veloci
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