สื่อจัดเก็บข้อมูล
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 84

สื่อจัดเก็บข้อมูล PowerPoint PPT Presentation


  • 102 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

สื่อจัดเก็บข้อมูล.

Download Presentation

สื่อจัดเก็บข้อมูล

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


1

สื่อจัดเก็บข้อมูล

ปกติซีพียูจะโหลดข้อมูลที่ต้องการใช้งานมาไว้บนหน่วยความจำซึ่งข้อมูลเหล่านี้สามารถสนับสนุนการทำงานของซีพียูได้ตลอดไปตราบใดที่ยังไม่ปิดเครื่อง เมื่อปิดเครื่องไปแล้วข้อมูลเหล่านี้จะหายไป ดังนั้นคุณจึงอาจจะได้พบเห็นเสมอว่าในขณะที่ทำงานอยู่นั้นเกิดปัญหาไฟดับ หรือปลั๊กไฟหลุดทำให้ข้อมูลที่ใช้งานอยู่สูญหายไปหมด การที่จะจัดเก็บข้อมูลไว้ใช้งานในภายหลังจะต้องมีสื่อที่ใช้ในการจัดเก็บ


1

สื่อจัดเก็บข้อมูล

ประเภทสื่อเวลาเฉลี่ยในการแอ็กเซส

รีจิสเตอร์

หน่วยความจำแคช2-10 nsec

หน่วยความจำปกติ10-50 nsec

หน่วยความจำขยาย75-500 nsec

แฟลซเมมโมรี10.8 msec

ฮาร์ดดิสก์10-50 msec

ฟล็อปปี้ดิสก์95 msec

ซีดีรอม100-600 msec

เทป0.5 sec หรือสูงกว่า


1

ฮาร์ดดิสก์


1

ฮาร์ดดิสก์


1

การจัดเรียงเซ็กเตอร์


1

รูปแบบการบันทึกข้อมูลบนดิสก์


1

รูปแบบการบันทึกข้อมูลบนดิสก์

(ก) Constant Angular Velocity (ข) Multiple Zoned Recording


1

การตรวจสอบความผิดพลาดของดิสก์

  • การตรวจสอบบิตพาร์ริตี้

    • พาร์ริตี้คู่

    • พาร์ริตี้คี่

  • การตรวจสอบแบบ CRC (Cyclic Redundancy Check)

  • การตรวจสอบแบบ ECC (Error Correction Code)


1

แผ่นฟล็อปปี้ดิสก์

  • จานหมุนจะทำมาจากพลาสติกสังเคราะห์ (mylar) ที่เคลือบสารแม่เหล็กไว้ ในดิสก์ 1 แผ่นจะมีเพียงจานเดียว

  • หัวอ่านที่สัมผัสกับจานโดยตรงจะเคลื่อนเข้าไปอ่านทั้งสองด้านของแผ่นที่หมุน

  • การเคลื่อนของหัวอ่านจะใช้ stepping motor เคลื่อนเข้าไปทีละแทร็กที่เก็บข้อมูล

  • รอจนกระทั่งถึงเซ็กเตอร์ที่ต้องการจึงเริ่มทำงาน

  • ถ้าเป็นการอ่านเมื่อถึงเซ็กเตอร์ที่ต้องการก็เริ่มอ่านข้อมูลได้

  • แต่ถ้าเป็นการเขียนข้อมูลแสดงว่ามีการป้อนสัญญาณแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงให้กับหัวอ่าน


1

ซิปไดรฟ์

  • เป็นสื่อที่ใช้เทคโนโลยีเบอร์นูลีดิสก์ไดรฟ์เป็นการพัฒนาโดยข้อได้เปรียบของฟล็อปปี้ดิสก์และฮาร์ดดิสก์

  • แพล็ตเตอร์มีขนาด 3.5 นิ้วอยู่ในกรอบพลาสติกที่เคลื่อนย้ายได้

  • ความเร็วของแพล็ตเตอร์ประมาณ 3000 rpm

  • มีเลเยอร์ความดันต่ำอยู่ถัดจากพื้นผิวที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงบนสื่อที่เป็นของไหล (fluid) เมื่อพื้นผิวยิ่งเคลื่อนที่ความดันยิ่งต่ำ

  • เมื่อยังไม่ได้ทำงานแผ่นจะเคลื่อนออกจากหัวอ่าน/เขียน

  • เมื่อดิสก์หมุนจนถึงความเร็วและความดันที่เหมาะสม ทำให้ช่วยยกแผ่นจนกระทั่งแบนราบและอยู่ติดกับหัวอ่านจนพร้อมทำงาน


1

ซิปไดรฟ์


Raid redundant array of independent disks

RAID :Redundant Array of Independent Disks

  • เพิ่มประสิทธิภาพของดิสก์ เนื่องจากประสิทธิภาพของซีพียูและดิสก์มีเพิ่มขึ้นในอัตราที่แตกต่างกัน

  • จากการที่มีการนำเอาวิธีการประมวลผลแบบขนาน (parallel processing) มาใช้เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโปรเซสเซอร์

  • เกิดแนวความคิดนี้นำมาใช้กับการพัฒนาประสิทธิภาพการทำงานของดิสก์

  • แนวความคิดของ RAID ก็คือการนำดิสก์ทั้งหมดมาบรรจุไว้ในกล่องเดียวกัน และติดตั้งกล่องดิสก์นี้ที่เครื่องเซิร์ฟเวอร์ โดยมีตัวควบคุมการทำงานของดิสก์คือ RAID SCSI controller ซึ่งทำให้ระบบปฏิบัติการมองเห็นดิสก์หลาย ๆ


1

ระดับของ RAID

  • Raid ระดับ 0


1

ระดับของ RAID

  • Raid ระดับ 1


1

ระดับของ RAID

  • Raid ระดับ 2


1

ระดับของ RAID

  • Raid ระดับ 3


1

ระดับของ RAID

  • Raid ระดับ 4


1

ระดับของ RAID

  • Raid ระดับ 5


1

เทปแม่เหล็ก

  • รีลเทป (Reel tape)

  • คาร์ทริดจ์เทป (Cartridge)


1

คาร์ทริดจ์เทป

  • QIC (Quarter-inch Cartridge) เก็บข้อมูลแบบ Linear Recording Cartridge

    • แบ่งตามแนวความยาวเป็นแทร็กซึ่งมีระหว่าง 20-448 แทร็ก กลไกการเขียนและอ่านของเทปเป็นไปตามความยาวของแทร็ก ที่จุดจบของแทร็ก เทปจะวนกลับ และจะเขียนหรืออ่านแทร็กต่อไป


1

คาร์ทริดจ์เทป

  • Helical Scan Cartridges

    • เป็นคาร์ทริดจ์ที่ใช้สำหรับ DAT (Digital Audio Tape)

    • เป็นเทปที่มีความกว้าง 4 มิลลิเมตรความยาวระหว่าง 200-500 ฟุต

    • ยังมีรูปแบบคล้ายวิดีโอคลาสเซ็ตขนาด 8 มิลลิเมตรแต่ไม่ค่อยนิยมใช้

    • ข้อมูลบนรูปแบบนี้จัดเก็บค่อนข้างแน่น

    • การอ่าน/เขียนจะใช้หัวอ่านที่หมุนด้วยความเร็วสูงเพื่อให้ข้อมูลเก็บค่อนข้างแน่น


1

อ็อพติคอลดิสก์


1

อ็อพติคอลดิสก์

เปรียบเทียบแทร็กบนดิสก์แม่เหล็ก และร่องบันทึกข้อมูลบนสื่อจำพวกอ็อพติคอลดิสก์


1

แผ่นซีดีรอม

  • ดิสก์แม่เหล็ก

    • มีแทร็กขนาดต่างกันวางซ้อนกันอยู่ โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดศูนย์กลางของแผ่นดิสก์

    • การบันทึกข้อมูลแบบ CAV (Constant Angular Velocity) ทุกแทร็กมีความเร็วตามองศา (angular velocity) เท่ากันหมด

    • จำนวนบิตข้อมูลที่เก็บบนแผ่นดิสก์เท่ากันทุกแทร็ก

    • ถ้าเป็นการบันทึกข้อมูลแบบ MZR (Multiple Zoned Recording) แทร็กที่อยู่นอกสุดจะมีจำนวนบิตข้อมูลมากกว่าแทร็กที่อยู่ด้านใน


1

แผ่นซีดีรอม

  • แผ่นซีดี

    • โครงสร้างร่องบันทึกข้อมูลของแผ่นซีดีจะเป็นแบบก้นหอยที่หมุนจากจุดศูนย์กลางออกไปขอบด้านนอก

    • ขนาดของเซ็กเตอร์ที่อยู่ใกล้จุดศูนย์กลางและขนาดเซ็กเตอร์ที่อยู่ด้านขอบจะเท่ากันทุกตำแหน่ง

    • ข้อมูลจึงถูกบีบอัดอยู่ทั่วทั้งแผ่นในขนาดที่เท่ากัน และถูกอ่านด้วยความเร็วเท่ากันทั้งหมด

    • อัตราการหมุนของแผ่นดิสก์ไม่เท่ากัน

    • ข้อมูลจะถูกอ่านด้วยความเร็วคงที่แบบ CLV (Constant Linear Velocity)

    • แผ่นดิสก์จะหมุนความเร็วสูงสุดเมื่ออ่านข้อมูลใกล้จุดศูนย์กลาง และความเร็วการหมุนจะค่อย ๆ ลดต่ำสุดเมื่ออ่านข้อมูลที่ขอบด้านนอก


1

แผ่นซีดีรอม

โครงสร้างบล็อกข้อมูลบนแผ่นซีดีรอม


Cd r cd rw

แผ่น CD-R และ CD-RW

  • แผ่นซีดีรอมอ่านข้อมูลได้อย่างเดียว ไม่สามารถเขียนได้

  • แผ่น CD-R และ CD-RW สามารถเขียนข้อมูลได้

    • แผ่น CD-R เขียนข้อมูลได้ครั้งเดียว ไม่สามารถลบได้ นอกจากจะเขียนต่อจนเต็มแผ่น

    • แผ่น CD-RW สามารถเขียนและลบข้อมูลในแผ่นได้หลายครั้ง

    • การเขียนข้อมูลแต่ละครั้งเรียกว่า “เซสชัน”(Session) การเขียนหลายครั้งเรียกว่า “มัลติเซสชัน”

    • การเขียนแต่ละเซสชันจะใช้เนื้อที่ในการเก็บข้อมูลแต่ละเซสชัน ดังนั้นถ้าเขียนหลายเซสชันจะเปลืองเนื้อที่ส่วนนี้


1

แผ่นดีวีดี (DVD)

  • ดีวีดี ==>Digital Video Disc หรือ Digital Versatile Disk

  • บันทึกข้อมูลได้ 2 ด้าน (side) แต่ละด้านยังมี 2 ชั้น (layer)

  • เก็บข้อมูลได้ตั้งแต่ 4.7–17 กิกะไบต์

  • มีทั้ง DVD-ROM และ DVD-RW

  • ส่วนมากใช้เพื่อความบันเทิง


Flash memory

Flash Memory

  • CompactFlash

    • มี 2 มาตรฐานคือ Type I และ Type II

    • ความหนา Type I = 3.3 มิลลิเมตร ในขณะที่ Type II = 5.5 มิลลิเมตร

    • รองรับความดันไฟฟ้า 3.3 และ 5 โวลต์

    • มีอัตราการเขียนข้อมูลสูงสุด 1.5 เมกะบิตต่อวินาที

    • นิยมนำมาใช้งานกับกล้องดิจิตอล

    • ความจุสูงสุดถึง 4 กิกะไบต์


Flash memory1

Flash Memory

  • SmartMedia

    • ขนาด 37x45 มิลลิเมตร

    • มีความหนาเพียง 0.76 มิลลิเมตร

    • รองรับระดับแรงดันไฟฟ้า 3.3 และ 5 โวลต์

    • ขนาดความจุถึง 1 กิกะไบต์

    • การอ่านและเขียนข้อมูลเป็นบล็อก บล็อกละ 256 หรือ 512 ไบต์

    • มีสวิตช์สำหรับการป้องกันการเขียนทับ (write protect)


Flash memory2

Flash Memory

  • Memory Stick

    • ขนาด 21.5x50 มิลลิเมตร หนา 2.8 มิลลิเมตร ใช้หน้าสัมผัส 10 พิน

    • ภายในมีหน่วยความจำและตัวควบคุมการทำงาน

    • มีอัตราการอ่านข้อมูล 2.45 เมกะไบต์ต่อวินาที และเขียน 1.8 เมกะไบต์ต่อวินาที

    • การอ่าน/เขียนจะเป็นบล็อกขนาด 512 ไบต์

    • ปัจจุบันมีขนาดความจุ 256 เมกะไบต์

    • มีกลไกสำหรับการเก็บข้อมูลที่มีลิขสิทธิ์ที่เรียกว่า MagicGate


Flash memory3

Flash Memory

  • MultiMedia Card หรือ MMC

    • ขนาด 24x32 มิลลิเมตร มีความหนา 1.4 มิลลิเมตร

    • จุข้อมูลได้ถึง 64 เมกะไบต์

    • รองรับแรงดันไฟฟ้า 2.7-3.6 โวลต์

    • นิยมเก็บข้อมูลประเภทเสียงสำหรับเครื่องเล่น MP3

    • และนำมาใช้เป็นหน่วยความจำเสริมสำหรับ คอมพิวเตอร์พกพาขนาดกระเป๋า

    • ปัจจุบันมีขนาดความจุ 128 เมกะไบต์


Flash memory4

Flash Memory

  • Secure Digital Card หรือ SD Card

    • ความหนา 2.1 มิลลิเมตร

    • สามารถเข้ารหัสข้อมูลก่อนบันทึกลงไป

    • อัตราการส่งข้อมูลอยู่ที่ 12 เมกะบิตต่อวินาที

    • มีขนาดความจุมากถึง 1 กิกะไบต์และมีขนาดที่เล็กกระทัดรัด


Flash memory5

Flash Memory

  • Microdrive

    • เป็นสื่อสำหรับเก็บข้อมูลที่พัฒนาโดย IBM

    • เป็นสื่อที่จัดอยู่ในกลุ่มฮาร์ดดิสก์ เนื่องจากมีมอเตอร์ขนาดจิ๋ว

    • ใช้เทคโนโลยี CompcatFlash Type II

    • สามารถใช้กับอุปกรณ์ที่รองรับ CompactFlash ได้ทันที

    • มีความจำสูงถึง 1 กิกะไบต์

    • มีอัตราถ่ายโอนข้อมูลสูงถึง 2.6-4.2 เมกะบิตต่อวินาที


Flash memory6

Flash Memory

  • Flash Drive, JumpDrive, ThumbDrive, PocketDrive etc

    • เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ผ่านทางพอร์ต USB

    • ทำหน้าที่เหมือนฮาร์ดดิสก์ขนาดเล็ก ทำให้คุณสามารถเคลื่อนย้ายข้อมูลในปริมาณมากได้อย่างสะดวกและรวดเร็ว

    • ขนาดไม่เหมือนกันแล้วแต่บริษัทที่ผลิตขึ้นมา

    • ความจุมีหลายขนาด ตั้งแต่ 16, 32, 64, 128, 256 และ 512 เมกะไบต์

    • ความเร็วในการอ่าน/เขียนก็แตกต่างกันไป


Flash memory7

Flash Memory

  • xD-Picture Card

    • เป็นหน่วยความจำแฟลชที่พัฒนาออกมาล่าสุด โดยความร่วมมือระหว่าง SanDisk และ Olympus เพื่อใช้ในกล้องดิจิตอล

    • เป็นหน่วยความจำขนาดเล็กแต่มีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลด้วยความเร็วสูง

    • การ์ดประเภทนี้สามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ xD devices

    • ปัจจุบันมีขนาดความจุสูงถึง 512 เมกะไบต์


Flash memory8

Flash Memory

  • เครื่องอ่าน และ PCMCIA


1

สื่อบันทึกข้อมูลในอนาคต

  • Holographic storage

    • ใช้แสงเลเซอร์เป็นตัวบันทึกข้อมูลในลักษณะที่เป็นรูปภาพแบบ holographic

    • บันทึกลงบนสื่อชนิดพิเศษ การทำงานนั้นให้นึกถึงรูปสีขาวดำที่มีลักษณะเป็นภาพ 2 มิติ แต่ละจุดบนภาพนั้นจะแทน 1 บิต สีดำมีค่าเป็น 0 สีขาวมีค่าเป็น 1

    • ถ้าภาพมีความคมชัดสูงก็จะยิ่งมีจำนวนบิตของข้อมูลเป็นล้าน ๆ บิต

    • ความเร็วในการแปลงจุดทั้งหมดที่อยู่ใน hologram ให้เป็นข้อมูลนั้นจะมีความเร็วเท่ากับความเร็วแสง

    • อัตราการแปลงข้อมูลจะมีความเร็วสูงมาก


1

สื่อบันทึกข้อมูลในอนาคต

  • MEMS (Micro Electronic Mechanical Systems)

    • การทำงานของสื่อชนิดนี้จะใช้ชุดของหัวอ่านดิสก์ขนาดเล็กจำนวน 10,000 หัวอ่าน

    • ใช้สื่อบันทึกข้อมูลที่ทำมาจากแม่เหล็กขนาด 1 ตารางเซนติเมตรอยู่ด้านบนของชุดของหัวอ่าน

    • เมื่อจานแม่เหล็กหมุนหรือเคลื่อนที่ หัวอ่านแต่ละอันก็จะทำหน้าที่อ่านข้อมูลบนแต่ละแทร็ก จานแม่เหล็กสามารถที่จะเลื่อนมาด้านข้างเพียงเล็กน้อยเพื่อให้หัวอ่านแต่ละอันสามารถเคลื่อนที่เข้าไปอ่านข้อมูลในแทร็กถัดไปได้


1

RAID


1

What is RAID ?

เป็นการนำเอา Hard Disk ตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไป มาทำงานร่วมกันเสมือนเป็นฮาร์ดดิสก์ตัวเดียวโดยอาศัยฮาร์ดแวร์( RAID Controller ) หรือซอฟท์แวร์

ยกตัวอย่างเช่น RAID 0,1,2,3,4,5,6,7,RAID10 และ RAID01


1

RAID (Redundant Array of Independent Disks)

Introduction to RAID

  • ถ้าเรามีฮาร์ดดิสก์เพียงตัวเดียว

    • เมื่อฮาร์ดดิสก์เสีย  ข้อมูลหายหมด

  • ถ้านำฮาร์ดดิสก์หลายตัวมาต่อกัน เช่น 5 ตัว

    • ข้อดี คือ ได้ความจุเพิ่มขึ้น

    • แต่ถ้าตัวใดตัวหนึ่งเสีย  เสียข้อมูลในฮาร์ดดิสก์ตัวนั้น

  • เพื่อป้องกันความเสียหายดังกล่าว

    • จะต้องสร้างระบบให้คงทนต่อความเสียหาย

    • ถ้าฮาร์ดดิสก์เสียไปแล้วหนึ่งตัว

    • ระบบยังทำงานต่อไปเหมือนไม่มีอะไรเกิดขึ้น

    • แทนที่ฮาร์ดดิสก์เสียไปตัวหนึ่งก็ต้อง "Down" เซิร์ฟเวอร์ ทำให้ระบบต้องหยุดชะงัก


1

RAID (Redundant Array of Independent Disks)

  • ระบบ Fault Tolerance= "ระบบที่คงทนต่อความเสียหาย"

    • จะป้องกันได้มากกว่า  ถ้าเพิ่มฮาร์ดดิสก์เข้าไป 3 ตัว

    • ใช้ระบบการจัดแบ่งเก็บข้อมูลในแต่ละตัว พร้อมกัน

    • แต่ละตัวก็มีข้อมูลที่ซ้ำกัน หรือเก็บ Parity ของอีกตัวไว้

    • ถ้าตัวใดตัวหนึ่งเสียหาย ข้อมูลก็ยังคงมีเก็บสำรองไว้

    • การแก้ไข ให้เอาฮาร์ดดิสก์ใหม่มาเปลี่ยน แล้วค่อยๆ โอนถ่ายข้อมูลฮาร์ดดิสก์ตัวเก่า ที่สำรองไว้มาลงใหม่


1

RAID (Redundant Array of Independent Disks)

  • RAID (Redundant Array of Independent Disks)

  • ระบบสำรองแบบอะเรย์ของดิสก์ที่เป็นอิสระต่อกัน

    • เทคโนโลยีของหน่วยเก็บข้อมูล ที่ใช้เพื่อปรับปรุงระบบ

    • เพื่อให้ประมวลผลเร็วขึ้น หรือ

    • สามารถเก็บข้อมูลสำรอง ทำให้มีความเชื่อถือได้

    • โดยนำฮาร์ดดิสก์ต่อกันเป็นอาเรย์ (เหมือนกับคณิตศาสตร์)

    • เป็นการสร้าง "ดิสก์ที่คงทนต่อความเสียหาย"


1

ประโยชน์ของ RAID

  • ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น จากการเพิ่มฮาร์ดดิสก์ใช้งานหลายตัว

    • ประโยชน์ในการรวมพื้นที่จากฮาร์ดดิสก์หลายๆตัวเป็นก้อนเดียว

    • ใช้ประโยชน์จากการ "เข้าถึง" ของฮาร์ดดิสก์แต่ละตัว โดยแบ่งข้อมูลออกเป็นบล็อกย่อยๆ แล้วแยกกันไป อ่าน/เขียน ลงบนฮาร์ดดิสก์แต่ละตัว

    • ทำให้ลดระยะเวลาทำงาน และลดระยะเวลาคอย (Wait)

  • มีระบบสำรองข้อมูล โดยการทำ "Mirroring" หรือ Parity

    • ถ้าตัวหนึ่งเสีย ก็จะสลับตัวสำรองขึ้นมาทำงานอัตโนมัติ

    • ปัจจุบันจะนำ RAID มาใช้กับเซิร์ฟเวอร์เป็นส่วนใหญ่

    • เพราะถ้าฮาร์ดดิสก์ในเซิร์ฟเวอร์ชำรุด ใช้งานไม่ได้

      • สูญเสียข้อมูลที่เก็บไว้ในฮาร์ดดิสก์ไปทั้งหมด ยัง

      • ต้องเสียเวลาเพื่อรอให้การซ่อมแซมแล้วเสร็จ ซึ่งหมายถึงการสูญเสียโอกาสทางธุรกิจ


1

RAID

หลักการ

  • Redundant Array of Independent Disks

    การจัดรูปแบบการเชื่อมต่อดิสก์หลายตัว ให้ทำงานร่วมกัน

  • Redundant Array of Inexpensive Disks

    - เพิ่มระบบการเก็บข้อมูลเป็นชุด ที่ราคาไม่แพง

    - กระจายข้อมูลเป็นดิสก์เล็กหลายตัว

    - เพื่อลดเวลาการเข้าถึงข้อมูล

  • 6 levels in common use

    มีระดับ 0-6

  • Not a hierarchy

    ไม่มีการกำหนดลำดับชั้นว่าแบบไหนสำคัญที่สุด


1

  • พื้นฐานของ RAID

  • Set of physical disks viewed as single logical drive by O/S

  • ประกอบด้วย physical disk drive หลายตัวที่ถูกมอง

  • โดย OS ว่าเป็น logical drive เพียงตัวเดียว

  • Data distributed across physical drives

  • ข้อมูล กระจายอยู่ทั่วในphysical disk drives ทุกตัว

  • ไม่ใช่ตัวใดตัวหนึ่ง

  • Can use redundant capacity to store parity information

  • ความจุ disk ที่ซ้ำซ้อนกันจะใช้ในการเก็บข้อมูลพาริตี้

  • เพื่อใช้กู้ข้อมูล เมื่อ disk บางตัว ล้มเหลว


1

RAID

รูปแบบการทำงานของ RAID


Data mapping for raid 0

Data Mapping For RAID 0


1

RAID 0

  • เป็นการนำเอาฮาร์ดดิสก์มากกว่า 1 ตัว มาใช้งานร่วมกันในลักษณะ non-Redundant คือ ไม่มีการเก็บข้อมูลฮาร์ดดิสก์สำรอง หรือ ข้อมูลที่ใช้ตรวจสอบแก้ไขข้อมูลที่ผิดพลาด

  • ถ้าข้อมูลฮาร์ดดิสก์ตัวไหนหาย จะทำให้ฮาร์ดดิสก์ตัวอื่นเสียหายไปด้วย

  • เช่น RAID 0 ใช้ฮาร์ดดิสก์ ขนาด 10 GBจำนวน 4 ตัวมาทำงานร่วมกัน ถ้าฮาร์ดดิสก์ตัวไหนชำรุด จะเสียข้อมูลทั้ง 40 GBทันที

  • ทำการ Striping เพื่อกระจายข้อมูลไปเก็บไว้ในฮาร์ดดิสก์แต่ละตัว


Raid 0

RAID 0

  • จากรูป RAID 0 ประกอบด้วยฮาร์ดดิสก์ 2 ตัว จะได้ ข้อมูลส่วน 1 3 5 7 9 ถูกบันทึกไว้ในอาร์คดิสก์ตัวหนึ่งและ ข้อมูลส่วน 2 4 6 8 10 จะถูกไว้ในฮาร์ดดิสก์อีกตัวหนึ่ง

  • RAID 0มีประสิทธิภาพสูงเมื่อเทียบกับการจัดเก็บฮาร์ตดิสก์ แต่ละตัวตามปกติ

  • ข้อเสีย คือ ความเชื่อถือของระบบลดลง เพราะความเสียหายที่ฮาร์ดดิสก์ 1 ตัวจะส่งผลกระทบกับทุกตัว


Raid 01

RAID 0

  • No redundancy ไม่มีการเก็บข้อมูลซ้ำซ้อน สำหรับการกู้ข้อมูล

    เน้นประสิทธิภาพทำงานได้เร็ว ใช้ในซุปเปอร์คอมพิวเตอร์

  • Data striped across all disks

    การเก็บข้อมูลแบ่งเป็นดิสก์เสมือนส่วนเล็ก ๆ เรียกว่า strip

    ข้อมูลของ user และ system จะแบ่งเป็นส่วน ๆ กระจายเก็บไว้อยู่ในหลายดิสก์

  • Round Robin striping แต่ละ strip จะมีการกำหนดหมายเลข

    และถูกจัดเก็บเรียงลำดับวนกันไป


Raid 02

RAID 0

  • Increase speedเพิ่มความเร็วในการอ่านมากกว่าใช้ดิสก์ขนาดใหญ่ตัวเดียว

    • Multiple data requests probably not on same disk

      สามารถค้นหา/อ่านข้อมูลในหลายๆ ส่วนพร้อมกัน

      ลดระยะเวลารอคอยการให้บริการ

    • Disks seek in parallel

      ทำงานแบบขนาน การอ้างอิงข้อมูล/เข้าถึงข้อมูลจะกระทำพร้อมกันทุกดิสก์ ประหยัดเวลาถ่ายเทข้อมูล

    • A set of data is likely to be striped across multiple disks

      ข้อมูลจะถูกแบ่งเป็นส่วนเล็ก ๆ เรียกว่า strip

      ดิสก์ทั้งหมดะถูกสร้างเป็นดิสก์เสมือนหลาย ๆ ตัว

      มีการเก็บข้อมูลวนกันไปตั้งแต่ ดิสก์ตัวแรกถืงตัวสุดท้าย


Raid 03

RAID 0

การใช้งาน RAID 0

  • ระบบที่มีการถ่ายทอดข้อมูลปริมาณมาก

    ปัจจัยที่มีผลต่อ High data transfer rate

    • ต้องมีเส้นทางถ่ายทอดข้อมูลความเร็วสูง เช่น bus controller, bus I/O, System bus, I/O controller card, main memory bus

    • การอ่าน/บันทึกข้อมูลต้องเป็นบริเวณกว้าง ทำให้ใช้ดิสก์หลายตัวพร้อมกัน

  • ระบบที่มีการเรียกใช้ I/O ปริมาณมากหลายตัว

    • RAID จะกระจายงานทั้งหมดไปยังดิสก์ทุกตัว

    • ช่วยเพิ่มอัตราการประมวลผล I/O ให้สูงขึ้น


Raid 1

RAID 1

  • ประกอบด้วยฮาร์ดดิสก์ 2 ตัว เก็บข้อมูลไว้เหมือนกันทุกประการ ถ้าฮาร์ดดิสก์ตัวหนึ่งชำรุด ระบบยังสามารถดึงฮาร์ดดิสก์อีกตัวได้

  • ข้อดี เพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ ไม่เน้นประสิทธิภาพ เหมือน RAID 0

  • แต่สามารถทำให้ประสิทธิภาพของการอ่านข้อมูลเพิ่งสูงขึ้นก็ตาม


Raid 11

RAID 1

  • Disk Mirroring

  • ประกอบด้วยฮาร์ดดิสก์ 2 ตัว เก็บข้อมูลไว้เหมือนกันทุกประการ ถ้าฮาร์ดดิสก์ตัวหนึ่งชำรุด ระบบยังสามารถดึงฮาร์ดดิสก์อีกตัวได้

  • การเขียนข้อมูลลงฮาร์ดดิสก์จึงต้องกระทำกับฮาร์ดดิสก์ทั้ง2 ตัว

  • Raid Controller สามารถเลือกอ่านจากฮาร์ดดิสก์ตัวใดก็ได้

  • เช่น Raid Controller ได้รับคำสั่งให้อ่านข้อมูล 2 ชุดร้องขอให้อ่านข้อมูล มันสามารถประมวลผลคำสั่งที่อ่านจากฮาร์ดดิสก์ตัวหนึ่ง และ ประมวลผลคำสั่งจากอาร์คดิสก์ อีก 1 ตัว ในเวลาเดียวกัน


Raid 12

RAID 1

ลักษณะการทำงาน RAID 1

  • Read from either การอ่านข้อมูลจะอ่านจากดิสก์ตัวใดก็ได้ แต่ต้องเป็นตัวที่มีระยะเวลาการเคลื่อนหัวอ่าน+ระยะเวลาหน่วงรอการหมุนของดิสก์น้อยที่สุด

  • Write to both เมื่อมีการเขียนตำแหน่งใดต้องเขียนทั้งคู่

    ระยะเวลาการบันทึก จึงขึ้นกับดิสก์ตัวที่ทำงานช้ากว่า

  • Recovery is simple การกู้ข้อมูลทำได้ง่าย

    • Swap faulty disk & re-mirror การสลับข้อมูลอาจผิดที่

    • No down timeหยุดพักไม่ได้ต้องทำงานทุกชุด


Raid 13

RAID 1

ข้อดี

  • การกู้ข้อมูลทำได้ง่าย

  • การอ่านข้อมูล มีประสิทธิภาพเป็น 2 เท่าของ RAID 0

  • การบันทึกข้อมูล มีประสิทธิภาพเป็นเท่ากับของ RAID 0

    ข้อเสีย Expensive ราคาแพง


Raid 2

RAID 2

  • ภายใน Raid ข้อมูลระดับของ บิต ที่จัดเก็บลงฮาร์ดดิสก์แต่ละตัวในดิสก์อาร์เรย์

  • โดยมีดิสก์ 1 ตัวทำหน้าที่เก็บข้อมูลที่ใช้ตรวจสอบความผิดพลาด (Error Checking-ECC)

  • เป็นการลดโอกาสที่จะสูญเสียข้อมูลในกรณีที่ฮาร์ดดิสก์ในดิสก์อาร์เรย์ได้รับความเสียหาย

  • หรือ เป็นการเพิ่มความน่าเชื่อถือให้กับการจัดเก็บข้อมูลของดิสก์อาร์เรย์


Raid 21

RAID 2

  • Raid Controller จะแบ่งข้อมูลเป็นส่วน ๆ แล้วบันทึกลงในฮาร์ดดิสก์แต่ละตัว

  • จากรูป ข้อมูลที่เป็นหมายเลขคี่ ได้เก็บบันทึกไว้ในฮาร์ดดิสก์ตัวหนึ่ง และ หมายเลขคู่ ได้บันทึกไว้ในฮาร์ดดิสก์อีกตัวหนึ่ง

  • Raid Controller จะนำข้อมูลเหล่านั้นมาคำนวณหา ECC แล้วบันทึกค่า ECC ที่ได้ ในฮาร์ดดิสก์อีกตัวหนึ่ง

  • ถ้าภายหลัง เจอว่าฮาร์ดดิสก์ตัวใดเสีย ระบบจะสร้างฮาร์ดดิสก์ตัวนั้นมาใหม่ โดยอาศัยข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์ตัวอื่น ๆ และข้อมูล ECC ที่คำนวณเก็บไว้


Raid 22

RAID 2

  • Disks are synchronized อยู่ในหลายดิสก์ใช้สัญญาณคุมการอ่านให้พร้อมกันในทุกชุด

  • Lots of redundancy เพิ่มส่วนเก็บข้อมูลขึ้นอีกมาก

    • Expensive แพงมาก

    • Not used ไม่นิยมใช้ เพราะการตรวจสอบความผิดพลาดเป็น code หลายตัวมากเกินความจำเป็น


Raid 3

RAID 3

  • มีลักษณะคล้าย RAID 2แต่แบ่งข้อมูลในระดับไบต์

  • มีการตรวจสอบและแก้ไขข้อมูลโดยใช้ Parity Check bitแทนที่จะเป็น ECC


Raid 31

RAID 3

  • Only one redundant disk, no matter how large the array

    ใช้ดิสก์เก็บข้อมูลซ้ำซ้อนเพียงตัวเดียว

  • Simple parity bit for each set of corresponding bits

    แต่ใช้ parity bit แบบง่าย ๆ แทน

  • Data on failed drive can be reconstructed from surviving data and parity info

    เมื่อมีดิสก์ตัวหนึ่งล้มเหลว สามารกู้ข้อมูลเก่าได้

    โดยสร้างข้อมูลใหม่ขึ้นมาจากค่าพาริตี้ โดยใช้ฟังก์ชัน XOR

    คำนวณบิตพาริตี้ X4 = X3X3X2X1

    แก้ไขเมื่อ disd X1 ล้มเหลว X1 =X4X3X3X2


Raid 32

RAID 3

  • Very high transfer rates

    มีอัตราการถ่ายเทข้อมูลความเร็วสูง

    เหมาะสำหรับการถ่ายเทข้อมูลปริมาณมาก

    ข้อเสีย

  • ตอบสนองความต้องการ I/O ครั้งละ 1 ความต้องการเท่านั้น จึงไม่เหมาะกับระบบที่มีรายการธุรกรรมนาดเล็กๆ จำนวนมาก


Raid 4

RAID 4

  • มีลักษณะคล้าย RAID 3แต่แบ่งข้อมูลในระดับบล็อกมีการแบ่งขนาด strip ใหญ่กว่า

  • ทำให้มีการอ่านข้อมูลแบบสุ่ม เช่น การอ่านไฟล์ขนาดเล็กๆหลาย ๆ ไฟล์ ทำให้รวดเร็วกว่าการแบ่งระดับบิต ไบต์

  • มีการตรวจสอบและแก้ไขข้อมูลโดยใช้ Parity Check bitแทนที่จะเป็น ECCมีการคำนวณบิตพาริตี้แบบบิตต่อบิตจากแต่ละดิสก์บันทึกไว้ในดิสก์แพริตี้


Raid 41

RAID 4

  • Each disk operates independently

    ดิสก์แต่ละตัวมีการเข้าถึงข้อมูลที่เป็นอิสระต่อกัน

  • Good for high I/O request rate

    สามารถตอบสนองความต้องการ I/O ได้หลายตัวพร้อมกัน แต่ไม่เหมาะกับงานที่ต้องการอัตราการถ่ายเทข้อมูล

  • มีปัญหาเรื่องการบันทึกข้อมูลที่มีขนาดเล็ก เรียกว่า

    การสูญเสียจากการบันทึกข้อมูล (write penalty)


Raid 42

RAID 4

  • ทุกครั้งที่มีการบันทึกข้อมูล จะต้องอ่านข้อมูลเก่าและบิตพาร์ตี้ขึ้นมาก่อน จากนั้นจึงบันทึกทั้งข้อมูลใหม่และข้อมูลพาริตี้ใหม่ที่คำนวณได้

  • เกิดการอ่าน 2 ครั้ง บันทึก 2 ครั้ง เกิดจุดคอขวด


Raid 5

RAID 5

  • มีการแบ่งข้อมูลออกเป็นบล็อก เช่นเดียวกับ RAID 4

  • Raid Controller บันทึกข้อมูล 1-10 ลงสู่ดิสก์

  • คำนวณ parity Check bitต่อท้ายข้อมูล 2 ส่วนนั้น

    • เช่น P1คำนวณจากข้อมูลหมายเลข 1 และ 2

    • P2 คำนวณจากข้อมูลหมายเลข 3 และ 4


Raid 51

RAID 5

  • กระจาย parity Check bitไปยังฮาร์ดดิสก์ต่าง ๆ โดยปะปนกันกับข้อมูล

  • ช่วยลดความแออัดคอขวด (Bottle neck) ในฮาร์ดดิสก์ตัวนั้น

  • เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการเขียนข้อมูลขึ้น

  • กระจายข้อมูลปกติ และ parity Check bitไปยังฮาร์ดดิสก์ แต่ละตัว

  • ถ้าฮาร์ดดิสก์ใดเสียหาย ระบบจะสร้างฮาร์ดดิสก์ตัวนั้นขึ้นมาใหม่ให้เหมือนเดิม เพราะ ข้อมูลปกติ และ parity Check bit ไม่ได้บันทึกไว้ในฮาร์ดดิสก์ตัวเดียวกัน เช่น

    • ข้อมูลหมายเลข 1 และ 2 และp1จะอยู่คนละฮาร์ดดิสก์ ถ้าข้อมูลส่วนใดใน 3 ส่วนนี้ เสียไป ระบบจะสร้างมาใหม่ โดยคำนวณจากข้อมูลที่เหลืออีก 2 ส่วน


Raid 52

RAID 5

Parity striped across all disks แต่มีการกระจายพาริตี้ไปที่ดิสก์ทุกตัว เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาคอขวด

  • Round robin allocation for parity stripe

  • Avoids RAID 4 bottleneck at parity disk

  • Commonly used in network servers นิยมใช้ในระบบ Network

    N.B. DOES NOT MEAN 5 DISKS!!!!!


Raid 6

RAID 6

  • Two parity calculationsมีการคำนวณพาริตี้จาก 2 วิธี

    วิธีที่ 1 XOR /วิธีที่ 2 แบบอื่น  กู้ข้อมูลได้แม้ว่าดิสก์เสีย 2 ตัว

  • Stored in separate blocks on different disks

  • User requirement of N disks needs N+2

  • High data availability

    • Three disks need to fail for data loss

    • Significant write penalty

  • ข้อเสียมี write penalty สูง เพราะต้องบันทึกข้อมูลพาริตี้ 2 ตัว


Optical storage

Optical Storage

Optical Storage

CD-ROM (Compact disk read only memory)

  • Originally for audio เริ่มจากระบบเสียง  CD (Compact disk)

  • ใช้เทคโนโลยีเหมือนกันแต่ CD-ROM มีเครื่องอ่านที่ทนทานและมีอุปกรณ์แก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูล

  • 650Mbytes giving over 70 minutes audio มีความจุมากใช้บันทึกเสียงได้ถึง

  • Polycarbonate coated with highly reflective coat, usually aluminium แผ่นดิสก์เป็น polycarbonate เคลือบสารสะท้อนแสงอะลูมิเนียม

  • ชั้นนอกสุดเคลือบ acrylic ป้องกันการขีดข่วน

  • Data stored as pits บันทึกข้อมูลดิจิตอลด้วยแสงเลเซอร์

    • ทำให้เกิดบ่อ (pit) บนแผ่น polycarbonate


Cd operation

CD Operation

  • ชั้นนอกสุดเคลือบ acrylic ป้องกันการขีดข่วน

  • polycarbonate

  • เคลือบสารสะท้อนแสงอะลูมิเนียม

  • การอ่านใช้แสงเลเซอร์ที่เครื่องอ่าน ส่องผ่านบนแผ่นดิสก์ที่หมุน

    • เมื่อแสงตกกระทบ pit เกิดแสงสะท้อนมีความเข้มต่างกัน

    • และถูกตรวจจับโดย photo sensorบนหัวอ่าน แปลงความเข้มแสงเป็นสัญญาณดิตอล

  • บันทึกข้อมูลดิจิตอลด้วยแสงเลเซอร์

    • ทำให้เกิดบ่อ (pit) บนแผ่น polycarbonate


1

  • Read by reflecting laser การอ่านใช้แสงเลเซอร์ที่เครื่องอ่านส่องผ่านบนแผ่นดิสก์ที่หมุน

    • เมื่อแสงตกกระทบ pit เกิดแสงสะท้อนมีความเข้มต่างกัน

    • และถูกตรวจจับโดย photosensor บนหัวอ่าน

    • แปลงความเข้มแสงเป็นสัญญาณดิตอล

  • ดิสก์แม่เหล็ก

    • อ่านแบบ CAV และ Multiple zone

    • Constant packing density ความหนาแน่นการบันทึกคงที่


1

  • CD ROM

    • มีร่องบันทึกข้อมูล (Track) เพียงร่องเดียว

    • ขนาดเซ็กเตอร์เท่ากันหมด

    • ข้อมูลอัดแน่นในเซ็กเตอร์

    • อ่านแบบ Constant linear velocity (CLV)ความเร็วเชิงเส้นคงที่

    • แผ่นดิสก์จะหมุนช้า เมื่ออ่านข้อมูลจากเซ็กเมนต์ขอบด้านนอก

    • แผ่นดิสก์จะหมุนเร็วสูง เมื่ออ่านข้อมูลจากเซ็กเมนต์ขอบด้านใน


Cd rom drive speeds

CD-ROM Drive Speeds

  • Audio is single speed การบันทึกเสียงใช้ความเร็ว 1 เท่า

    • Constant linier velocity

    • 1.2 ms-1

    • Track (spiral) is 5.27km long

    • Gives 4391 seconds = 73.2 minutes

  • Other speeds are quoted as multiples ความเร็วข้อมูลอย่างอื่นจะบอกเป็นจำนวนเท่าของการบันทึกเสียง

  • e.g. 24x

  • Quoted figure is maximum drive can achieve

    บอกค่าเป็นความสามารถสูงสุดในการอ่านของอุปกรณ์


Cd rom format

CD-ROM Format

  • Mode 0=blank data field

  • Mode 1=2048 byte data+error correction

  • Mode 2=2336 byte data


Cd rom for against

CD-ROM for & against

  • Large capacity (?) ความจุสูง ในราคาที่ถูก

  • Easy to mass produce ใช้วัสดุที่หาได้ง่าย

  • Removable สามารถนำแผ่นซีดีไปใช้กับเครื่องไหนก็ได้

  • Robust มีความคงทน

  • Expensive for small runs ถ้าข้อมูลน้อยไม่คุ้มค่า

  • Slow ความเร็วต่ำกว่าฮาร์ดดิสก์

  • Read only อ่านได้อย่างเดียว


  • Login