計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)原理及其技術(shù)發(fā)展計(jì)算機(jī)的組織結(jié)構(gòu)中的存儲(chǔ)器是用來存放數(shù)據(jù)和程序的集成電路或介質(zhì)，存儲(chǔ)器的種類有很多。而存儲(chǔ)系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)中由存放程序和數(shù)據(jù)的各種存儲(chǔ)設(shè)備、控制部件及管理信息調(diào)度的設(shè)備（硬件）和算法（軟件）所組成的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器不能同時(shí)滿足存取速度快、存儲(chǔ)容量大和成本低的要求，在計(jì)算機(jī)中必須有速度由慢到快、容量由大到小的多級(jí)層次存儲(chǔ)器，以最優(yōu)的控制調(diào)度算法和合理的成本，構(gòu)成具有性能可接受的存儲(chǔ)系統(tǒng)。一、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)原理計(jì)算機(jī)中主要使用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器（DRAM），動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器每片只有一條輸入數(shù)據(jù)線，而地址引腳只有8條。為了形成64K地址，必須在系統(tǒng)地址總線和芯片地址引線之間專門設(shè)計(jì)一個(gè)地址形成電路。使系統(tǒng)地址總線信號(hào)能分時(shí)地加到8個(gè)地址的引腳上，借助芯片內(nèi)部的行鎖存器、列鎖存器和譯碼電路選定芯片內(nèi)的存儲(chǔ)單元，鎖存信號(hào)也靠著外部地址電路產(chǎn)生。當(dāng)要從DRAM芯片中讀出數(shù)據(jù)時(shí)，CPU首先將行地址加在A0-A7上,而后送出RAS鎖存信號(hào)，該信號(hào)的下降沿將地址鎖存在芯片內(nèi)部。接著將列地址加到芯片的A0-A7上,再送CAS鎖存信號(hào)，也是在信號(hào)的下降沿將列地址鎖存在芯片內(nèi)部。然后保持WE=1，則在CAS有效期間數(shù)據(jù)輸出并保持。衡量存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)為存儲(chǔ)容量，速度，可靠性，訪問方式及其價(jià)格等。計(jì)算機(jī)最初采用串行的延遲線存儲(chǔ)器，不久又用磁鼓存儲(chǔ)器。后來又使用磁芯存儲(chǔ)器作為主存。而半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的產(chǎn)生逐漸取代磁芯存儲(chǔ)器。在邏輯結(jié)構(gòu)上，并行存儲(chǔ)和從屬存儲(chǔ)器技術(shù)的采用提高了主存的供數(shù)速度，緩和了主存和高速的中央處理器速度不匹配的矛盾。1968年IBM-360/85最早采用了高速緩沖存儲(chǔ)器——主存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。1970年，美國(guó)RCA公司研究成功虛擬存儲(chǔ)器系統(tǒng)。IBM公司于1972年在IBM370系統(tǒng)上全面采用了虛擬存儲(chǔ)技術(shù)。（一）存儲(chǔ)器按其所處的位置可以分為內(nèi)存和外存1.內(nèi)存是在主機(jī)板上用來存放當(dāng)前運(yùn)行所需要的程序和數(shù)據(jù)，以便向中央處理機(jī)高速提供信息。其特點(diǎn)是容量小、速度較快，也叫做主存。內(nèi)存為隨機(jī)存儲(chǔ)器，主要由五部分組成，地址寄存器用來存放由地址總線提供的將要訪問的存儲(chǔ)單元的地址碼：存儲(chǔ)體是內(nèi)存放數(shù)據(jù)的場(chǎng)所；譯碼驅(qū)動(dòng)器根據(jù)存放在地址寄存器中的地址碼，在存儲(chǔ)體中找到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元；數(shù)據(jù)寄存器是用來存放要寫入存儲(chǔ)體的數(shù)據(jù)，或是從存儲(chǔ)體中取出數(shù)據(jù)：時(shí)序控制線路根據(jù)該寫命令，從時(shí)間上協(xié)調(diào)隨機(jī)存儲(chǔ)器的各部分，控制各部分完成相應(yīng)的操作。2.外存計(jì)算機(jī)的外存儲(chǔ)器?般有：軟盤、硬盤、CD-ROM、可擦寫光驅(qū)即CD-Rw光驅(qū)還有USB接U的移動(dòng)硬盤、光驅(qū)、或u盤，擦寫電子硬盤（優(yōu)盤）等，這些存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)原理將在后面的文章里有詳細(xì)的介紹。（二）存儲(chǔ)器的分類按存儲(chǔ)介質(zhì)可以分為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和磁表面存儲(chǔ)器;按存儲(chǔ)方式可分為隨機(jī)存儲(chǔ)器和順序存儲(chǔ)器；按讀寫功能可分為只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器（RAM）；按信息保存性按信息保存性可分為非永久記憶的存儲(chǔ)器和永久記憶性存儲(chǔ)器；根據(jù)存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所起的作用，可分為主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器、控制存儲(chǔ)器等。二、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展目前，存儲(chǔ)的主要方式有直接附加存儲(chǔ)（DAS），網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS）和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）。由于DAS直接將存儲(chǔ)設(shè)備連接到服務(wù)器上，這導(dǎo)致它在傳遞距離、連接數(shù)量、傳輸速率等方面受到限制。因此，當(dāng)存儲(chǔ)容量增加時(shí)，DAS方式很難擴(kuò)展，這對(duì)存儲(chǔ)容量的升級(jí)是一個(gè)巨大的瓶頸；另一方面，由于數(shù)據(jù)的讀取豆芽通過服務(wù)器來處理，必然導(dǎo)致服務(wù)器的壓力增加，數(shù)據(jù)處理和傳輸能力大大下降。目前，DAS基本上已逐漸被NAS所替代。對(duì)于NAS，它去掉了通用服務(wù)器的大多數(shù)計(jì)算功能，而僅僅提供文件系統(tǒng)功能，從而降低了設(shè)備的成本，并且方便存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器分離，其存儲(chǔ)設(shè)備在功能上完全獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的主服務(wù)器，客戶機(jī)與存儲(chǔ)設(shè)備之間進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)訪問，所以不僅響應(yīng)速度快，而且數(shù)據(jù)傳輸速率也高。其發(fā)展方向可以定位在解決備份過程中的帶寬消耗。與將備份數(shù)據(jù)流從LAN中轉(zhuǎn)移出去的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SAN）不同，NAS仍使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行備份和恢復(fù)。NAS的一個(gè)缺點(diǎn)是它將存儲(chǔ)事務(wù)由并行SCSI連接轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)上。這就是說LAN除了必須處理正常的最終用戶傳輸流外，還必須處理包括備份操作的存儲(chǔ)磁盤請(qǐng)求。SAN實(shí)際是一種專門為存儲(chǔ)建立的獨(dú)立于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之外的專用網(wǎng)絡(luò)。目前一般的SAN提供2Gb/S到4Gb/S的傳輸數(shù)率，同時(shí)SAN網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存在，因此存取速度很快，另外SAN一般采用高端的RAID陣列，使SAN的性能在幾種專業(yè)存儲(chǔ)方案中傲視群雄。SAN由于其基礎(chǔ)是一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)，因此擴(kuò)展性很強(qiáng)，不管是在一個(gè)SAN系統(tǒng)中增加一定的存儲(chǔ)空間還是增加幾臺(tái)使用存儲(chǔ)空間的服務(wù)器都非常方便。通過SAN接口的磁帶機(jī)，SAN系統(tǒng)可以方便高效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中備份。目前，SAN被局限在其成本和復(fù)雜性上，因此，其發(fā)展可以定位在將光盤存儲(chǔ)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，避免存儲(chǔ)方式中的單點(diǎn)故障，同時(shí)還可以強(qiáng)調(diào)異地的數(shù)據(jù)備份等。目前存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展主要方向?yàn)樘摂M化技術(shù)。隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，如何有效利用現(xiàn)有的存儲(chǔ)能力和存儲(chǔ)架構(gòu)，簡(jiǎn)化存儲(chǔ)管理以降低維護(hù)成本成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用有助于更充分地發(fā)揮現(xiàn)有存儲(chǔ)硬件的能力和提高存儲(chǔ)效率。存儲(chǔ)虛擬化的核心在于將物理存儲(chǔ)設(shè)備映射到單一的邏輯資源池中。通常來說，虛擬化是通過建立一個(gè)虛擬抽象層來實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)虛擬層向用戶提供了一個(gè)統(tǒng)一的接口，向下隱藏了存儲(chǔ)的物理的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)虛擬層在存儲(chǔ)系統(tǒng)中所處的位置，我們可以把存儲(chǔ)虛擬化的實(shí)現(xiàn)方法分成以下幾種方式：基于存儲(chǔ)設(shè)備端的虛擬存儲(chǔ)、基于服務(wù)器端的虛擬存儲(chǔ)和基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的虛擬存儲(chǔ)。三、總結(jié)移動(dòng)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)