7.1 计算机系统的存储体系及工作原理
7.1.1 存储器层次
各层存储速度有数量级的差别。
慢介质以廉价和容量而未退出历史舞台。
存储分级：
- primary storage：主存、高速缓存寄存器。
- secondary storage：联机存储、闪存、磁盘。
- tertiary storage：脱机存储、磁带、光盘。
易失和非易失存储器：
| 易失存储器 | 非易失存储器 | |
|---|---|---|
| 断电时是否丢失数据 | 是 | 否 |
| 类型 | 缓存、主存 | 二级、三级存储器 |
7.1.2 磁盘存储
机械硬盘的结构：
- 移动部件：一个或多个盘片、每个盘面一个磁头
- 物理存储空间：磁盘、盘片、盘面、磁、柱面、扇区。
- 块：磁盘与主存之间传输数据的逻辑单元，由一个或扇区组成。
平均故障时间（MTTF）：预期系统无故障连续运行的平均旪间.
7.1.3 磁盘阵列
磁盘阵列（RAID）：Redundant Arrays of Inexpensive Disks，多盘联合、统一对外、高速、高容量、高可靠性。
常见 RAID 方案（假设使用同一款硬盘组 RAID）：
| 特点 | 容量 | 读速度 | 写速度 | 冗余性 | |
|---|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | 将数据平分的写入多个磁盘 | 所有磁盘容量叠加 | 所有磁盘读速度叠加 | 所有磁盘写速度叠加 | 无冗余，一块盘损坏则整个数据丢失 |
| RAID 1 | 将数据镜像的写入多个磁盘 | 等于单块硬盘 | 所有磁盘读速度叠加 | 等于单块硬盘 | 可损坏任意数量的磁盘不丢数据 |
| RAID 5 | 将数据和奇偶校验交叉的写入多个磁盘 | 使用 1 块盘用于存储奇偶校验 | 块盘读速度叠加 | 低于单块硬盘 | 可损坏一块硬盘 |