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硬盘的存储原理和内部架构

硬盘的存储原理和内部架构
硬盘的存储原理和内部架构

硬盘的存储原理和部架构2012-11-19 21:47:21

分类:服务器与存储

本来想写个文件系统的专题,结果发现对硬盘的部架构和存储原理还是比较模糊,因为不了解“一点”硬盘的存储原理对文件系统的认识老是感觉镜花水月,不踏实。经过搜集整理资料就由了本文的问世。借用Bean_lee兄一句话:成果和荣耀归于前辈。

首先,让我们看一下硬盘的发展史:

?1956年9月13日,IBM的IBM 350

RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)是现代硬盘的雏形,整个硬盘需要50个直径为24英寸表面涂有磁浆的盘片,它相当于两个冰箱的体积,不过其存储容量只有5MB。

?1971年,IBM开始采用一种名叫Merlin的技术生产硬盘,这种技术据称能使硬盘头更好地在盘片上

索引。

?1973年,IBM 3340问世,主流采用采用红色。这个大家伙每平方英寸存储1.7MB的数据,在当时已

经创了一个纪录。许多公司共享这些系统,需要时按照时间和存储空间租用它。租赁价值为7.81美元每兆,这个价格比当时汽油的价格还贵38%。它拥有“温彻斯特”这个绰号,也就是我们现在所熟知的“温氏架构”。来源于它两个30MB的存储单元,恰好是当时

出名的“温彻斯特来福枪”的口径和填弹量。至此,硬盘的基本架构被确立。

?1979年,IBM发明了Thin Film磁头,使硬盘的数据定位更加准确,因此使得硬盘的密度大幅提升。

?1980年,两位前IBM员工创立的公司开发出5.25英寸规格的5MB硬盘,这是首款面向台式机的产品,

而该公司正是希捷公司(Seagate)公司。

?1982年,日立发布了全球首款容量超过1GB的硬盘。这就是容量为1.2GB的H-8598硬盘。这块硬

盘拥有10片14英寸盘片,两个读写磁头。

?1980年代末,IBM推出MR(Magneto Resistive 磁阻)技术令磁头灵敏度大大提升,使盘片的存储密

度较之前的20Mbpsi(bit/每平方英寸)提高了数十倍,该技术为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。1991年,IBM应用该技术推出了首款3.5英寸的1GB硬盘。

?1970年到1991年,硬盘碟片的存储密度以每年25%~30%的速度增长;从1991年开始增长到

60%~80%;至今,速度提升到100%甚至是200%。从1997年开始的惊人速度提升得益于IBM的GMR (Giant Magneto Resistive,巨磁阻)技术,它使磁头灵敏度进一步提升,进而提高了存储密度。

?1993年,康诺(Conner Peripherals)推出了

CP30344硬盘容量是340MB。

?1995年,为了配合Intel的LX芯片组,昆腾与Intel 携手发布UDMA 33接口—EIDE标准将原来接口数据

传输率从16.6MB/s提升到了33MB/s。同年,希捷开

发出液态轴承(FDB,Fluid Dynamic Bearing)马达。

所谓的FDB就是指将陀螺仪上的技术引进到硬盘生

产中,用厚度相当于头发直径十分之一的油膜取代金

属轴承,减轻了硬盘噪音与发热量。

?1996年,希捷收购康诺(Conner Peripherals)?1998年2月,UDMA 66规格面世。

?2000年10月,迈拓(Maxtor)收购昆腾。?2003年1月,日立宣布完成20.5亿美元的收购IBM硬盘事业部计划,并成立日立环球存储科技公司(Hitachi Global StorageTechnologies, Hitachi GST)。

?2005年日立环储和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写入技术(perpendicular recording),该

原理是将平行于盘片的磁场方向改变为垂直(90度),

更充分地利用的存储空间。

?2005年12月21日,希捷宣布收购迈拓(Maxtor)。

?2007年1月,日立环球存储科技宣布将会发售全球首只1Terabyte的硬盘,比原先的预定时间迟了一

年多。硬盘的售价为399美元,平均每美分可以购得

27.5MB硬盘空间。

?2011年3月,西部数据以43亿美元的价格,收购日立环球存储科技。

?2011年4月,希捷宣布与三星强化策略伙伴关系。

从硬盘问世至今已经过了56个年头,不管是容量、体积还是生产工艺都较之前有了重大革新和改进,但一直都保持了“温氏”的架构(固态硬盘除外,它不是我们今天的主角)。经过封装后的硬盘,对我们一般呈现出如下的样子:

背面:

打开后盖:

硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件组成。盘体就是一个密封,封装了多个盘片的腔体;控制电路包含硬盘BIOS,主控芯片和硬盘缓存等单元;接口部件包含电源、数据接口主从跳线等。

硬盘的盘片一般采用合金材料,多数为铝合金(IBM曾经开发过玻璃材质的盘片,好像现在有些厂家也生产玻璃材质的盘片,但不多见),盘面上涂着磁性材料,厚度一般在0.5mm左右。有些硬盘只装一盘片,有些则有多。硬盘盘片安装在主轴电机的转轴上,在主轴电机的带动下作高速旋转。每盘片的容量称为单碟容量,而一块硬盘的总容量就是所有盘片容量的总和。早期硬盘由于单碟容量低,所以盘片较多。现代的硬盘盘片一般只有少数几片。盘片上的记录密度很大,而且盘片工作时会高速旋转,为保证其工作的稳定,数据保存的长久,所以硬片都是密封在硬盘部。不可自行拆卸硬盘,在普通环境下空气中的灰尘、指纹、头发丝等细小杂质都会对硬盘造成永久损害。一个被大卸八块的硬盘如下:

接下来我们了解一下硬盘的盘面,柱面,磁道和扇区的概念。

盘面

硬盘一般会有一个或多个盘片,每个盘片可以有两个面(Side),即第1个盘片的正面称为0面,反面称为1面;第2个盘片的正面称为2

面,反面称为3面...依次类推。每个盘面对应一个磁头(head)用于读写数据。第一个盘面的正面的磁头称为0磁头,背面称为1磁头;第二个盘片正面的磁头称为2磁头,背面称为3磁头,以此类推。盘面数和磁头数是相等的。

一单面的盘片需要一个磁头,双面的盘片则需要两个磁头。硬盘采用高精度、轻型磁头驱动和定位系统。这种系统能使磁头在盘面上快速移动,读写硬盘时,磁头依靠磁盘的高速旋转引起的空气动力效应悬浮在盘面上,与盘面的距离不到1微米(约为头发直径的百分之一),可以在极短的时间精确定位到计算机指令指定的磁道上。

早期由于定位系统限制,磁头传动臂只能在盘片的外磁道之间移动。因此,不管开机还是关机,磁头总在盘片上。所不同的是,关机时磁头停留在盘片启停区,开机时磁头“飞行”在磁盘片上方。

磁道

每个盘片的每个盘面被划分成多个狭窄的同心圆环,数据就是存储在这样的同心圆环上,我们将这样的圆环称为磁道(Track),每个盘面可以划分多个磁道。关机时磁头停留在硬盘的着陆区(Landing Zone),这个着陆区以前是位于离盘心最近的区域,不存放任何数据。在后期的硬

盘工艺中有些硬盘生产厂商将这个区域被移动到了盘片的外面,如下所示:

在每个盘面的最外圈,离盘心最远的地方是“0”磁道,向盘心方向依次增长为1磁道,2磁道,等等。硬盘数据的存放就是从最外圈开始。

扇区

根据硬盘规格的不同,磁道数可以从几百到成千上万不等。每个磁道上可以存储数KB的数据,但计算机并不需要一次读写这么多数据。在这一这基础上,又把每个磁道划分成若干弧段,每段称为一个扇区(Sector)。扇区是硬盘上存储的物理单位,每个扇区可存储128×2N次方(N=0,1,2,3)字节的数据。从DOS时代起,每扇区是128×22=512字节,现在已经成了业界不成文的规定,也没有哪个硬盘厂商试图去改变这种约定。也就是说即使计算机只需要硬盘上存储的某个字节,也须一次把这个字节所在的扇区中的全部512字节读入存,再选择所需的那个字节。扇区的编号是从1开始,而不是0,这一点需要注意。另外,硬盘在划分扇区时,和软盘是有一定区别的。软盘的一个磁道中,扇区号一般依次编排,如1号,2号,3号...以此类推。但在硬盘磁道中,扇区号是按照某个间隔跳跃着编排。比如,2号扇区并不是1号扇区后

的按顺序的第一个而是第八个,3号扇区又是2号扇区后的按顺序的第八个,依此类推,这个“八”称为交叉因子。

这个交叉因子的来历有必要详述一下,我们知道,数据读取经常需要按顺序读取一系列相邻的扇区(逻辑数据相邻)。如对磁道扇区按物理顺序进行编号,很有可能出现当磁头读取完第一个扇区后,由于盘片转速过快来不及读取下一个扇区,(要知道物理相邻扇区位置距离是极小的),必须等待转完一圈,这极大浪费了时间。所以就用交叉来解决这个问题。增加了交叉因子后的扇区编号一般是下面这个样子:

柱面

柱面其实是我们抽象出来的一个逻辑概念,前面说过,离盘心最远的磁道为0磁道,依此往里为1磁道,2磁道,3磁道....,不同面上相同磁道编号则组成了一个圆柱面,即所称的柱面(Cylinder)。这里要注意,硬盘数据的读写是按柱面进行,即磁头读写数据时首先在同一柱面从0磁头开始进行操作,依次向下在同一柱面的不同盘面(即磁头上)进行操作,只有在同一柱面所有的磁头全部读写完毕后磁头才转移到下一柱面,因为选取磁头只需通过电子切换即可,而选取柱面则必须通过机械切换。电子切换比从在机械上磁头向邻近磁道移动快得多。因此,数据的读写按柱面进行,而不按盘面进行。读写数据都是按照这种方式进行,尽可能提高了硬盘读写效率。

摄像机码流与硬盘存储时间的关系

摄像机码流与硬盘存储时间的关系 720P 即100万网络摄像机的码流一般为2.2Mbit/s 960P 即130万网络摄像机的码流一般为2.8Mbit/s 1080P 即200万网络摄像机的码流一般为4.5Mbit/s 经过计算, 每个100万网络摄像机1天约占用24G硬盘空间。 每个130万网络摄像机1天约占用28G硬盘空间。 每个200万网络摄像机1天约占用48G硬盘空间。 假如您想了解更多的内容,请继续往下看。 根据录像要求(录像类型、录像资料保存时间)计算一台硬盘录像机所需总容量 计算方法:

(1)计算单个通道每小时所需的存储容量q,单位Mbyte。 q=d÷8×3600÷1024 其中d是码率(即录像设置中的“位率/位率上限”),单位Kbit/s (2)确定录像时间要求后单个通道所需的存储容量m,单位Mbyte m=q×h×D 其中h是每天录像时间(小时) D是需要保存录像的天数 码率是512时候,正常录像每小时单通道文件大小225M;每天(24小时)大概5.3G 码率是384时候,正常录像每小时单通道文件大小168.75M;每天(24小时)大概4G 码率 码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps 即千位每秒。通俗一点的理解就是取样率,单位时间内取样率越大,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,但是文件体积与取样率是成正比的,

所以几乎所有的编码格式重视的都是如何用最低的码率达到最少的失真,围绕这个核心衍生出来的cbr(固定码率)与vbr(可变码率),都是在这方面做的文章,不过事情总不是绝对的,从音频方面来说,码率越高,被压缩的比例越小,音质损失越小,与音源的音质越接近。 码率计算公式基本的算法是:文件体积=时间X码率/8。这里时间单位是秒,码率除以8,就不用说了。举例,D5的碟,容量4.3G,考虑到音频的不同格式,占用一定的空间,姑且算为600M,视频文件应不大于3.7G,视频长度100分钟(6000秒),计算结果:码率应为4900K。 码率几点原则 1、码率和质量成正比,但是文件体积也和码率成正比。这是要牢记的。 2、码率超过一定数值,对图像的质量没有多大影响。 3、DVD的容量有限,无论是标准的4.3G,还是超刻,或是D9,都有极限。这也是废话,但是就有人记不住或忽略这点,漫天讨论。 视频码率 计算机中的信息都是二进制的0和1来表示,其中每一个0或1被称作一个位,用小写b表示,即bit(位);大写B表示byte,即字节,一个字节=八个位,

硬盘详细知识

一.硬盤常識與技術指標 1.磁頭 硬盤存取數據主要是靠磁頭.磁頭的發展先后經歷“亞鐵鹽類磁頭(MONOLITHIC HEAD HEAD)”“MIG(METAL IN GAP)磁頭”“薄膜磁頭(THIN FILM HEAD)”,這些傳統的磁頭都是讀寫合一.電磁感應式磁頭.現在流行的MR磁頭(Magnetoresistive heads),即磁阻磁頭,采用的是分離式的磁頭結構:寫入磁頭仍采用的磁感磁頭疼(MR磁頭不能進行寫操作),讀取磁頭則采用新型的MR磁頭,即所謂的感應寫.磁阻讀.這樣,在設計時就可以針對兩者的不同特性分別進行優化,以得到最好的讀/寫性能. 2.轉速 主軸馬達帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方.要將所要存取信息的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,等待時間也就越短.換句話說,轉速在很大程度上決定了硬盤的存取速度. 3.單盤容量 單盤容量指單張盤片的容量,單盤的容量越大,實現大容量硬盤也就越容易,尋找數據所需的時間相對少一點. 4.硬盤的技術指標 容量

當然是越大越好. Rotational Speed(轉速) 現有轉速從3600rpm.4500rpm.5400rpm.7200rpm到10000rpm不等. 理論上,轉速越快越好. Cache(高速緩存) 有兩种形式,寫通式(Write-Through)和回寫式(Write-Back),現在硬盤多數用的是性能較好的回寫式Cache,它的作用就是系統在從硬盤中讀數據時,先檢查Cache中有沒有所需的數據,若有,就直接Cache中讀取,因為Cache的存取速度比硬盤要快幾百倍. Average Access Time(帄均訪問時間) Average Seek Time(帄均尋道時間)和Average Latency Time(帄均潛伏時間).帄均尋道時間指的是硬盤在盤面上移動讀/寫到指定磁道所用的時間,一般在8ms到16ms之間.帄均潛伏期是指定的磁道旋轉到磁頭下所用的時間,一般在2ms到6ms之間.帄均訪問時間為帄均尋道時間和帄均潛伏時間之和,所以硬盤的帄均訪問時間一般為11ms到18ms之間. 二.硬盘是计算机中最重要的部件之一,按不同的接口和外形尺寸, 其种类有很多,除了现在最常见的台式机中使用的3.5英寸EIDE 和SATA接口的产品外,还有其他类型的硬盘。

DAS、SAN、NAS存储协议工作原理

目前磁盘存储市场上,存储分类(如下表一)根据服务器类型分为:封闭系统的存储和开放系统的存储,封闭系统主要指大型机,AS400等服务器,开放系统指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器;开放系统的存储分为:内置存储和外挂存储;开放系统的外挂存储根据连接的方式分为:直连式存储(Direct-Attached Storage,简称DAS)和网络化存储(Fabric-Attached Storage,简称FAS);开放系统的网络化存储根据传输协议又分为:网络接入存储(Network-Attached Storage,简称NAS)和存储区域网络(Storage Area Network,简称SAN)。由于目前绝大部分用户采用的是开放系统,其外挂存储占有目前磁盘存储市场的70%以上,因此本文主要针对开放系统的外挂存储进行论述说明。 第一个图有问题,把NAS和SAN一样放在FAS之下是不对的,通常也没有FAS 这种说法,DAS,NAS和SAN是平行的关系。 NAS不一定要用光纤。 NAS是文件级存储,SAN和DAS通常是数据块级存储。 表一:

今天的存储解决方案主要为:直连式存储(DAS)、存储区域网络(SAN)、网络接入存储(NAS)。 如下表二: 开放系统的直连式存储(Direct-Attached Storage,简称DAS)已经有近四十年的使用历史,随着用户数据的不断增长,尤其是数百GB以上时,其在备份、恢复、扩展、灾备等方面的问题变得日益困扰系统管理员。 主要问题和不足为: 直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理,数据备份和恢复要求占用服务器主机资源(包括CPU、系统IO等),数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机(库),数据备份通常占用服务器主机资源20-30%,因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行,以免影响正常业务系统的运行。直连式存储的数据量越大,备份和恢复的时间就越长,对服务器硬件的依赖性和影响就越大。 直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接,带宽为 10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等,随着服务器CPU的处理能力越来越强,存储硬盘空间越来越大,阵列的硬盘数量越来越多,SCSI通道将会成为IO瓶颈;服务器主机SCSI ID资源有限,能够建立的SCSI通道连接有限。无论直连式存储还是服务器主机的扩展,从一台服务器扩展为多台服务器组成

移动硬盘工作原理

硬盘,英文名称是Hard disk,发明于1950年。开始的时候,它的直径长达20英寸;并且只能容纳几MB(兆字节)的信息。最初的时候它并不称为Hard disk ,而是叫做“fixed disk"或者"Winchester"(IBM产品流行的代码名称);如果在某些文献里提到这些名词,我们知道它们是硬盘就可以了。随后,为了把硬盘的名称与"floppy disk"(软盘)区分开来,它的名称就演变成了"hard disk"。硬盘的内部有磁碟,作为保存信息的磁介质;而磁带和软盘里面则使用柔韧的塑料薄膜作为磁介质。 在简单的标准上,硬盘与盒式磁带并没有太大的区别。所有的硬盘和盒式磁带都使用相同的磁性技术录制信息,这点将在“磁带录音机是怎么工作的有介绍”,但这已经不是属于IT硬件的范畴了。硬盘和磁带录音机都从磁存储技术获得最大的效益--磁介质可以轻易地进行擦除和复写,并且信息将记录在磁道里,储存的信息可以永久保存。 想明白硬盘工作原理的最好途径是看清楚它的内部结构。注意:打开硬盘会损坏硬件,因此朋友们不要自己尝试,当然你有一个损坏的硬盘就另当别论了。 硬盘使用了铝片把表面给密封了起来,而另外的一边则布满了控制用的电子元件。电子控制器控制硬盘的读/写机制,还有转动盘片的马达。电子元件还把硬盘磁区域的信息汇编成byte(读),并把bytes转化为磁区域(写)。这些电子元件被装配在与硬盘盘片分开的小电路板上。 在电路板下面是连接盘片的马达,还有采用了高度过滤的通风孔,以便维持硬盘内部和外部的空气压力平衡。 移开了硬盘的顶盖之后,展现在大家眼前的是非常简单但却精密的内部结构。 盘片--当硬盘在工作的时候,它可以转动5,400或者72,00 rpm(通常的情况下,当然最快也有10,000rpm,SCSI硬盘甚至达到了15,000rpm)。这些盘片制造的时候有惊人的精确度,并且表面如镜子般光滑。(你甚至还在盘片里看到了作者的肖像) 臂--位于左上角,是用来保持磁头的读/写控制机制,能够把磁头从盘片的中心移动到硬盘的边缘。臂和它的移动机制相当的轻,并且速度飞快。普通的硬盘每秒可以在盘片中心和边缘之间来会移动50次,如果用肉眼看的话,速度真的是非常惊人。 为了增加硬盘储存的信息量,很多硬盘都使用了多盘片的设计。我们打开的硬盘有三个盘片和6个读/写的磁头。 硬盘里面保持臂的移动速度和精确度都达到了不可置信的地步,它使用了高速的线性马达。 很多硬盘使用了音圈(Voice coil)的方法来移动臂部--与你的立体声系统中扬声器使用的技术类似。 数据的储存 数据储存在盘片表面的扇区(Sector)和磁道(track)里,磁道是一系列的同心圆,而扇区则是磁道组成的圆状表面,如下: 上图黄色部分展示的就是典型的磁道,而蓝色部分则是扇区。扇区包括了固定数量的byte---例如,256或者512byte。无论是在硬盘还是在操作系统水平,扇区都通常组成群集(cluster)。 硬盘的低级格式化过程在盘片上建立了扇区和磁道,每个扇区的开始和结束部分都被写到了盘片上,这个处理使硬盘准备开始以byte的形式保持数据。高级格式化则写入文件储存的结构,例如把文件分配表写入到扇区,这个过程使硬盘

数据存储原理

说到数据恢复,我们就不能不提到硬盘的数据结构、文件的存储原理,甚至操作系统的启动流程,这些是你在恢复硬盘数据时不得不利用的基本知识。即使你不需要恢复数据,理解了这些知识(即使只是稍微多知道一些),对于你平时的电脑操作和应用也是很有帮助的。 硬盘数据结构 初买来一块硬盘,我们是没有办法使用的,你需要将它分区、格式化,然后再安装上操作系统才可以使用。就拿我们一直沿用到现在的Win9x/Me系列来说,我们一般要将硬盘分成主引导扇区、操作系统引导扇区、FAT、DIR和Data等五部分(其中只有主引导扇区是唯一的,其它的随你的分区数的增加而增加)。 主引导扇区 主引导扇区位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区,包括硬盘主引导记录MBR(Main Boot Record)和分区表DPT(Disk Partition Table)。其中主引导记录的作用就是检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区,并在程序结束时把该分区的启动程序(也就是操作系统引导扇区)调入内存加以执行。至于分区表,很多人都知道,以80H或00H为开始标志,以55AAH为结束标志,共64字节,位于本扇区的最末端。值得一提的是,MBR是由分区程序(例如DOS 的Fdisk.exe)产生的,不同的操作系统可能这个扇区是不尽相同。如果你有这个意向也可以自己去编写一个,只要它能完成前述的任务即可,这也是为什么能实现多系统启动的原因(说句题外话:正因为这个主引导记录容易编写,所以才出现了很多的引导区病毒)。 操作系统引导扇区 OBR(OS Boot Record)即操作系统引导扇区,通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区(这是对于DOS来说的,对于那些以多重引导方式启动的系统则位于相应的主分区/扩展分区的第一个扇区),是操作系统可直接访问的第一个扇区,它也包括一个引导程序和一个被称为BPB(BIOS Parameter Block)的本分区参数记录表。其实每个逻辑分区都有一个OBR,其参数视分区的大小、操作系统的类别而有所不同。引导程序的主要任务是判断本分区根目录前两个文件是否为操作系统的引导文件(例如MSDOS 或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS)。如是,就把第一个文件读入内存,并把控制权交予该文件。BPB 参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数、分配单元(Allocation Unit,以前也称之为簇)的大小等重要参数。OBR由高级格式化程序产生(例如DOS 的https://www.sodocs.net/doc/c2211989.html,)。 文件分配表 FAT(File Allocation Table)即文件分配表,是DOS/Win9x系统的文件寻址系统,为了数据安全起见,FAT一般做两个,第二FAT为第一FAT的备份, FAT区紧接在OBR之后,其大小由本分区的大小及文件分配单元的大小决定。关于FAT的格式历来有很多选择,Microsoft 的DOS及Windows采用我们所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式,但除此以外并非没有其它格式的FAT,像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。 目录区 DIR是Directory即根目录区的简写,DIR紧接在第二FAT表之后,只有FAT还不能定位文件在磁盘中的位置,FAT还必须和DIR配合才能准确定位文件的位置。DIR记录着每个文件(目录)的起始单元(这是最重要的)、文件的属性等。定位文件位置时,操作系统根据DIR中的起始单元,结合FAT表就可以知道文件在磁盘的具体位置及大小了。在DIR区之后,才是真正意义上的数据存储区,即DATA区。 数据区

各种RAID的工作原理..

各种RAID的工作原理 RAID是通过磁盘阵列与数据条块化方法相结合,以提高数据可用率的一种结构。IBM早于1970年就开始研究此项技术。RAID 可分为RAID级别1到RAID级别6, 通常称为:RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3,RAID 4, RAID 5,RAID6。每一个RAID级别都有自己的强项和弱项。"奇偶校验"定义为用户数据的冗余信息, 当硬盘失效时,可以重新产生数据。 RAID 0:RAID 0 并不是真正的RAID结构,没有数据冗余。RAID 0 连续地分割数据并并行地读/写于多个磁盘上。因此具有很高的数据传输率。但RAID 0在提高性能的同时,并没有提供数据可靠性,如果一个磁盘失效,将影响整个数据。因此RAID 0 不可应用于需要数据高可用性的关键应用。 RAID 1:RAID 1通过数据镜像实现数据冗余,在两对分离的磁盘上产生互为备份的数据。RAID 1可以提高读的性能, 当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据。RAID 1是磁盘阵列中费用最高的, 但提供了最高的数据可用率。当一个磁盘失效,系统可以自动地交换到镜像磁盘上, 而不需要重组失效的数据。 RAID 2:从概念上讲, RAID 2 同RAID 3类似, 两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上, 条块单位为位或字节。然而RAID 2 使用称为"加重平均纠错码"的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息, 使得RAID 2技术实施更复杂。因此,在商业环境中很少使用. RAID 3:不同于RAID 2, RAID 3使用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效, 奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据。如果奇偶盘失效,则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率, 但对于随机数据, 奇偶盘会成为写操作的瓶颈。 RAID 4:同RAID 2, RAID 3一样, RAID 4, RAID 5也同样将数据条块化并分布于不同的磁盘上, 但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘, 每次写操作都需要访问奇偶盘, 成为写操作的瓶颈. 在商业应用中很少使用。 RAID 5:RAID 5没有单独指定的奇偶盘, 而是交叉地存取数据及奇偶校验信息于所有磁盘上。在RAID5 上, 读/写指针可同时对阵列设备进行操作, 提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块, 随机读写的数据.RAID 3 与RAID 5相比, 重要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输,需涉及到所有的阵列盘。而对于RAID 5来说, 大部分数据传输只对一块磁盘操作, 可进行并行操作。在RAID 5中有"写损失", 即每一次写操作,将产生四个实际的读/写操作, 其中两次读旧的数据及奇偶信息, 两次写新的数据及奇偶信息。 RAID 6:RAID 6 与RAID 5相比,增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法, 数据的可靠性非常高。即使两块磁盘同时失效,也不会影响数据的使用。但需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间, 相对于RAID 5有更大的"写损失"。RAID 6 的写性能非常差, 较差的性能和复杂的实施使得RAID 6很少使用。 在计算机发展的初期,“大容量”硬盘的价格还相当高,解决数据存储安全性问题的主要方法是使用磁带机等设备进行备份,这种方法虽然可以保证数据的安全,但查阅和备份工作都相当繁琐。1987年,Patterson、Gibson和Katz这三位工程师在加州大学伯克利分校发表了题为《A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks(廉价磁盘冗余阵列方案)》的论文,其基本思想就是将多只容量较小的、相对廉价的硬盘驱动器进行有机组合,使其性能超过一只昂贵的大硬盘。这一设计思想很快被接受,从此RAID技术得到了广泛应用,数据存储进入了更快速、更安全、更廉价的新时代。 磁盘阵列对于个人电脑用户,还是比较陌生和神秘的。印象中的磁盘阵列似乎还停留在这样

光盘的读写工作原理

光盘的读写工作原理 什么是光盘? 光盘即高密度光盘(Compact Disc)是近代发展起来不同于完全磁性载体的光学存储介质(例如:磁光盘也是光盘)光盘,用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储和再生信息,又称激光光盘。由于软盘的容量太小,光盘凭借大容量得以广泛使用。我们听的CD是一种光盘,看的VCD、DVD也是一种光盘。现在一般的硬盘容量在 3GB到3TB之间,软盘已经基本被淘汰,CD光盘的最大容量大约是700MB,DVD盘片单面4.7GB,最多能刻录约4.59G的数据(因为DVD的1GB=1000MB,而硬盘的 1GB=1024MB)(双面8.5GB,最多约能刻8.3GB的数据),蓝光(BD)的则比较大,其中HD DVD单面单层15GB、双层30GB;BD单面单层25GB、双面50GB、三层75GB、四层100GB。 光盘的存储原理比较特殊,里面存储的信息不能被轻易地改变。也就是说我们常见的光盘生产出来的时候是什么样,就一直是那样了。那我们有没有办法把自己写的文章存在光

盘上呢?当然有!只要你有一个CD刻录机和空的CD-R光盘,就能将自己的“文章”写在光盘上。其它像DVD等介质的刻录也是一样的,要注意的是,绝大部分DVD刻录机都能刻录CD,即所谓的“向下兼容”。说到这里,我们来想一下,光盘是属于内存储器还是外存储器呢?要记住,我们所说的内部存储器就是内存,而外部存储器都是可以电脑中拆卸下来的。常见的外部存储器有硬盘、光盘、U盘、SD(Security Data,数据安全)卡、TF(T-Flash)卡等。 光盘的分类 光盘可以分为两类:1只读型光盘,其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM 等; 2可记录型光盘,它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、Double layer DVD+R等各种类型。 光盘的结构﹑组成及原理 光盘是利用激光束在记录表面存储信息,根据激光束和反射光的强弱不同,可以实现信息的读写。对于只读型或只写一次的光盘而言,写入时将能量高度集中,在记录介质上发生物理或化学变化,从而存储信息,主要是形成小凹坑,有坑的地方记录“1”,反之是“0”。可擦写光盘是利用激光在磁性薄膜上产生热磁效应。

硬盘录像机的图像存储时间和硬盘大小如何计算

硬盘录像机的图像存储时间和硬盘大小如何计算 计算式:每小时数据量* 24小时* 天数= ??G cif格式录像按照每小时占用硬盘100M计算,D1格式按照1000M计算,HD1按照500M计算,最是最大峰值,实际当中一般不会超过这个数,要知道静态图像和动态图像占用硬盘却别是非常大的。按照CIF格式计算100M*24小时*30天/1000M=?G H.264硬盘录像机硬盘空间占用计算方法 A:每小时每个通道所占硬盘空间计算公式:[视频码率(128-2048)/8*3600]/ 1024 例如:若码率设置为512K,那么每个小时每个视频通道所占硬盘空间如下: [512/8*3600]/1024=225MB B:每天每个通道所占空间[GB]:A*24

例如:若码率设置为512K,那么每个小时每个视频通道每天所占硬盘空间如下: [225MB*24]/1024=5.2734G C:16路硬盘录像机一天所占空间:B*16 例如:按16路的硬盘录像机设录像码流为固定512K时,一天所占的空间如下: 16*5.2734G=84.3744GB 若按500G一个硬盘,录像资料需要存贮30天计算,侧需要如下几个硬盘: [30*84.3744GB]/[500*0.90]=5.62个 注: 1、在以上计算中,[500*0.90]的意思是取硬盘的实际可应用到的空间容量,我们平时所说的硬盘大小实际是指它的物理大小[相当于房子的建筑面积],在应用中由于硬盘分区、数据临时交换占去一小部分空间,因此在实际应用中我们通 常取它90%作为实际可用空间比较科学。 2、在对录像画质要求不高的场所,一般设定的码流设置为固定码流256K, 那么每个小时每个视频通道所占的硬盘空间为113MB。 3、在对录像画质要求比较高的场所码流通常设置为固定码流在512K以上(D 1画质一般需要2048K左右),也可以在DVR中设置为可变码流,当设置为可变码流时,主机会根据每一个通道当时的画面运动情况自动调节码流,以达到录像的最佳效果,这时录像占用空间就比较难预算一个精确值。 4、往往我们的客户都希望保存的录像画质不能太差,又想所占的硬盘空间比较小,在这我们可以在主机中设置为可变码流,同时再设一个码流的上限值

硬盘内部硬件结构和工作原理详解

硬盘内部硬件结构和工作原理详解 一般硬盘正面贴有产品标签,主要包括厂家信息和产品信息,如商标、型号、序列号、生产日期、容量、参数和主从设置方法等。这些信息是正确使用硬盘的基本依据,下面将逐步介绍它们的含义。 硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件等组成,如图1-1所示。盘体是一个密封的腔体。硬盘的内部结构通常是指盘体的内部结构;控制电路板上主要有硬盘BIOS、硬盘缓存(即CACHE)和主控制芯片等单元,如图1-2所示;硬盘接口包括电源插座、数据接口和主、从跳线,如图1-3所示。 图1-1 硬盘的外观 图1-2 控制电路板 图1-3 硬盘接口 电源插座连接电源,为硬盘工作提供电力保证。数据接口是硬盘与主板、内存之间进行数据交换的通道,使用一根40针40线(早期)或40针80线(当前)的IDE接口电缆进行连接。新增加的40线是信号屏蔽线,用于屏蔽高速高频数据传输过程中的串扰。中间的主、从盘跳线插座,用以设置主、从硬盘,即设置硬盘驱动器的访问顺序。其设置方法一般标注在盘体外的标签上,也有一些标注在接口处,早期的硬盘还可能印在电路板上。 此外,在硬盘表面有一个透气孔(见图1-1),它的作用是使硬盘内部气压与外部大气压保持一致。由于盘体是密封的,所以,这个透气孔不直接和内部相通,而是经由一个高效过滤器和盘体相通,用以保证盘体内部的洁净无尘,使用中注意不要将它盖住。

1.2 硬盘的内部结构 硬盘的内部结构通常专指盘体的内部结构。盘体是一个密封的腔体,里面密封着磁头、盘片(磁片、碟片)等部件,如图1-4所示。 图1-4 硬盘内部结构 硬盘的盘片是硬质磁性合金盘片,片厚一般在0.5mm左右,直径主要有1.8in (1in=25.4mm)、2.5in、3.5in和5.25in 4种,其中2.5in和3.5in盘片应用最广。盘片的转速与盘片大小有关,考虑到惯性及盘片的稳定性,盘片越大转速越低。一般来讲,2.5in硬盘的转速在5 400 r/min~7 200 r/ min之间;3.5in 硬盘的转速在4 500 r/min~5 400 r/min之间;而5.25in硬盘转速则在3 600 r/min~4 500 r/min之间。随着技术的进步,现在2.5in硬盘的转速最高已达15 000 r/min,3.5in硬盘的转速最高已达12 000 r/min。 有的硬盘只装一张盘片,有的硬盘则有多张盘片。这些盘片安装在主轴电机的转轴上,在主轴电机的带动下高速旋转。每张盘片的容量称为单碟容量,而硬盘的容量就是所有盘片容量的总和。早期硬盘由于单碟容量低,所以,盘片较多,有的甚至多达10余片,现代硬盘的盘片一般只有少数几片。一块硬盘内的所有盘片都是完全一样的,不然控制部分就太复杂了。一个牌子的一个系列一般都用同一种盘片,使用不同数量的盘片,就出现了一个系列不同容量的硬盘产品。 盘体的完整构造如图1-5所示。

硬盘构造的基本原理

目前流行的硬盘储存器都具有非常完善而先进的内置式程序保障系统,它包括硬盘微处理器执行码和大量硬盘运行所需的各种各样的数据表。硬盘内置式程序总的容量大小可以达到几个Mbit。一旦硬盘的这种程序出现被损坏情况,那么,即使硬盘的整个机械装置和电子器件完好无损,硬盘还是会出现部分或完全的工作故障。 本篇文章描述了硬盘程序保障的基本原理,硬盘的结构和地址分配。 硬盘的空间结构 对一个硬盘来说,不是所有的空间都用来储存用户的数据信息。有相当一部分空间对用户来说是看不见的,它包括服务区(Service Area)和备用区(Reserve Area)(详见图1)。 图1 服务区是用来储存服务信息,即硬盘的内部程序和一些辅助表格。备用区是用来替换用户工作区内的故障扇区和磁道。这两个区域在硬盘正常工作状态下是访问不到的。用户只能访问到工作区的数据(通常情况下,这个区域被称为硬盘的逻辑空间),而硬盘的容量标签中标注的正是这一部分空间的容量,如HDD160G LBA:320173056。一个LBA(逻辑块地址)就等于一个扇区,即512bit。这样一来,知道了一个硬盘的LBA总体数量,也就知道了硬盘容量的大小。

硬盘在正常工作(用户)状态下,对工作区(连续不断的逻辑扇区)的访问是通过LBA进行,即在0到最大LBA之间进行。 要想接触到服务区,只有在一种专门的工作状态下,即技术工作状态下才可能实现。而要想进入这一工作状态,则需要一把“钥匙”指令,给出了“钥匙”指令之后,就可以打开一组补充的技术指令。借助这些技术指令就可以进行诸如读/写服务区的扇区信息、获取服务区模块和表格配置图、获取扇区分配表、进行LBA与PCHS (Physical Cylinder Head Sector)(物理磁柱-磁头-扇区)互换、进行低级格式化,以及读/写硬盘的闪存器等操作。 服务信息 服务信息对硬盘运行来说是必须要有的,它可以分为以下几类: ——微程序的管理模块(overlay); ——配置和设置表; ——缺陷表; ——工作记录表(SelfScan, Calibrator程序的工作结果)。 硬盘微处理器的工作程序属于硬盘工作所必需的一组程序。它包括初始诊断程序、伺服电机旋转控制程序、磁头定位程序、与硬盘控制器及缓冲存储器的信息交换程序等。所有这些合起来称作硬盘程序。在有些型号的硬盘中,工作程序被配置在微控制器的内部存储器或外部闪存器中(如2.5"的“TOSHIBA”硬盘)。但是,对大部分型号的硬盘来说,它的部分工作程序存储在磁盘的服务区上,而在电路板的缓冲存储器中,存储的是初始化程序、定位程序,以及从磁盘服务区向内存储器读与复制的工作程序初始加载器。由于程序是从服务区向微处理器的缓冲存储器中重新加载,而这里也是微处理器的工作地点,所以,它们的名字叫做“管理程序或overlay程序”(详见图2)。

硬盘存储的计算方法

?什么是D1 ?首先给大家介绍一下什么是D1,大家都以为D1是硬盘录像机显示、录像、回放的分辨率,实际上不是的,D1是数字电视系统显示格式的标准,共分为以下5种规格:D1:480i格式(525i):720×480(水平480线,隔行扫描),和NTSC模拟电视清晰度相同,行频为15.25kHz,相当于我们所说的4CIF(720×576) D2:480P格式(525p):720×480(水平480线,逐行扫描),较D1隔行扫描要清晰不少,和逐行扫描DVD规格相同,行频为31.5kHz D3:1080i格式(1125i):1920×1080(水平1080线,隔行扫描),高清放送采用最多的一种分辨率,分辨率为1920×1080i/60Hz,行频为33.75kHz D4:720p 格式(750p):1280×720(水平720线,逐行扫描),虽然分辨率较D3要低,但是因为逐行扫描,市面上更多人感觉相对于 1080I(实际逐次540线)视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说,在最大分辨率达到1920×1080的情况下,D3要比D4感觉更加清晰,尤其是文字表现力上,分辨率为1280×720p/60Hz,行频为45kHz D5:1080p格式(1125p):1920×1080(水平1080线,逐行扫描),目前民用高清视频的最高标准,分辨率为1920×1080P/60Hz,行频为67.5KHZ。( D5:实为电视高清最新标准:1920×1080) 其中D1 和D2标准是我们一般模拟电视的最高标准,并不能称的上高清晰,D3的1080i 标准是高清晰电视的基本标准,它可以兼容720p格式,而D5的 1080P只是专业上的标准,并不是民用级别的,上面所给出的60HZ只是理想状态下的场频,而它的行频为67.5KHZ,目前还没有如此高行频的电视问世,实际在专业领域里1080P的场频只有24HZ,25HZ和30HZ。 需要指出的一点是,D端子是日本独有的特殊接口,国内电视几乎没有带这种接口的,最多的是色差接口,而色差接口最多支持到D4,理论上肯定没有HDMI(纯数字信号,支持到1080P)的最高清晰度高,但在1920:1080以下分辨率的电视机上,一般也没有很大差别。 国内主流的硬盘录像机(DVR,Digital Video Recording)采用什么分辨率?怎样计算硬盘容量? 国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率:CIF和4CIF(D1),分为两种型号。 硬盘录像机常见的路数有1路、2路、4路、8路、9路、12路和16路。最大可以连接8块2000GB的硬盘,总容量可高达16T(目前市面上最大的硬盘在1000GB左右),如果采用CIF分辨率,通常每1路的硬盘容量为180MB~250MB/小时,通常情况下取值200MB/小时;如果是D1的分辨率每小时录像需要的硬盘容量为720MB~1000MB/小时,通常情况下为了减少硬盘的容量可以按照500MB/小时计算,帧率智能设置比25fps 少一些,码流也要少一些!相信大家可以计算出一台装满8块500GB的16路硬盘录像机可以录像多长时间了吧? 计算举例:8路CIF格式24小时不间断录像30天所需硬盘容量? 8路×200M×24小时×30天÷1024M = 1125G (注:1G = 1024M) 安装硬盘总容量的参考计算方法

激光光盘的物理原理

激光光盘的物理原理 编写成员:李春雨储鑫倪涛 通过大学这一学期对大学物理的学习以及了解,我们觉得物理是一门科学,在我们生活的各个方面都有很多的应用,比如激光光盘在储存信息方面的应用等等。下面我们小组成员通过网上资料的查找,简单的了解了一下激光光盘的基本知识。 摘要: 激光光盘是我们生活中十分常见的信息存储媒介。而这其中包含了许多我们所熟知的物理技术:例如激光的应用和记录层中材料的应用。其中激光是光盘原理的核心技术,是激光造就了这种便利的光学存储介质。 激光光盘即高密度光盘(Compact Disc)是近代发展起来不同于磁性载体的光学存储介质,用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储和再生信息。 在激光光盘中,主要涉及的物理原理包括两个方面,一个是光盘记录层中材料的应用,另一个则是激光技术在信息存储中的应用。激光的应用在其中占有主要地位,可以说是激光造就了这种光学存储介质,它在光盘的信息录入与输出中都是关键因素。 激光光盘一般分为两类,一类是只读型光盘,另一类是可刻录型光盘。根据光盘结构,光盘又可以分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型,这几种类型的光盘,在结构上有所区别,但主要结构原理是一致的。而只读的CD光盘和可记录的CD 光盘在结构上没有区别,它们主要区别在材料的应用和某些制造工序的不同,DVD 方面也是同样的道理。 以常见的CD光盘为例,别看它只有薄薄的1.2mm,就有5层结构:基板、记录层、反射层、保护层、印刷层。 基板:它是各功能性结构(如沟槽等)的载体,其使用的材料是聚碳酸酯(PC),冲击韧性极好、使用温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性、无毒性。一般来说,基板是无色透明的聚碳酸酯板,在整个光盘中,它不仅是沟槽等的载体,更是整体个光盘的物理外壳。反射层、保护层、印刷层。 记录层(染料层):这是烧录时刻录信号的地方,其主要的工作原理是在基板上涂抹上专用的有机染料,以供激光记录信息。由于烧录前后的反射率不同,经由激光读取不同长度的信号时,通过反射率的变化形成0与1信号,借以读取信息。 反射层:这是光盘的第三层,它是反射光驱激光光束的区域,借反射的激光光束读取光盘片中的资料。其材料为纯度为99.99%的纯银金属。

存储系列——RAID原理

大话存储系列5——RAID原理 2014-03-26 09:50:35| 分类:linux恢复|举报|字号订阅 整理自网络和大话存储2: 1、预备知识:条带化 当多个进程同时访问一个磁盘时,可能会出现磁盘冲突。大多数磁盘系统都对访问次数(每秒的I/O 操作,IOPS)和数据传输率(每秒传输的数据量,TPS)有限制。当达到这些限制时,后面需要访问磁盘的进程就需要等待,这时就是所谓的磁盘冲突。 避免磁盘冲突是优化I/O 性能的一个重要目标,而I/O 性能的优化与其他资源(如CPU和内存)的优化有着很大的区别,I/O 优化最有效的手段是将I/O 最大限度的进行平衡。 条带化技术就是一种自动的将I/O 的负载均衡到多个物理磁盘上的技术,条带化技术就是将一块连续的数据分成很多小部分并把他们分别存储到不同磁盘上去。这就能使多个进程同时访问数据的多个不同部分而不会造成磁盘冲突,而且在需要对这种数据进行顺序访问的时候可以获得最大程度上的I/O 并行能力,从而获得非常好的性能。很多操作系统、磁盘设备供应商、各种第三方软件都能做到条带化。 图1 描述的是一个未经条带化处理的连续数据的分布,图2 描述的是一个已经被条带化处理的连续数据的分布,从中比较,我们可以发现图 2 中对连续数据的读写都有最大的并发能力。 图 1. 未经条带化处理的连续数据 图 2. 已经被条带化处理的连续数据 由于条带化在I/O 性能问题上的优越表现,以致于在应用系统所在的计算环境中的多个层次或平台都涉及到了条带化的技术,如操作系统和存储系统这两个层次中都可能使用条带化技术。 影响条带化效果的两个因素 当对数据做条带化时,数据被切成一块块的小数据块,各小数据块分布存储在不同的硬盘上。从这个描述中我们可以看出,影响条带化效果的因素有两个,一是条带大小(stripe size),即数据被切成的小数据块的大小,另一个条带宽度(stripe width),即数据被存储到多少块硬盘上。 条带宽度(stripe width)是指同时可以并发读或写的条带数量。这个数量等于RAID中的物理硬盘数量。例如一个经过条带化的,具有4块物理硬盘的阵列的条带宽度就是4。增加条带宽度,可以增加阵列的读写性能。道理很明显,增加更多的硬盘,也就增加了可以同时并发读或写的条带数量。在其他条件一样的前提下,一个由8块18G硬盘组成的阵列相比一个由4块36G硬盘组成的阵列具有更高的传输性能。 条带大小(stripe size)有时也被叫做block size, chunk size, stripe length或者granularity。这个参数指的是写在每块磁盘上的条带数据块的大小。RAID的数据块大小一般在2KB到512KB之间(或者更大),其数值是2的次方,即2KB,4KB,8KB,16KB这样。 条带大小对性能的影响比条带宽度难以量化的多。 ·减小条带大小:由于条带大小减小了,则文件被分成了更多个,更小的数据块。这些数据块会被分散到更多的硬盘上存储,因此提高了传输的性能,但是由于要多次寻找不同的数据块,磁盘定位的性能就下降了。 ·增加条带大小:与减小条带大小相反,会降低传输性能,提高定位性能。

光盘的读写工作原理

光盘的读写工作原理 什么就是光盘? 光盘即高密度光盘(Compact Disc)就是近代发展起来不同于完全磁性载体的光学存储介质(例如:磁光盘也就是光盘) 光盘,用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储与再生信息,又称激光光盘。由于软盘的容量太小,光盘凭借大容量得以广泛使用。我们听的CD就是一种光盘,瞧的VCD、DVD也就是一种光盘。现在一般的硬盘容量在3GB到3TB之间,软盘已经基本被淘汰,CD光盘的最大容量大约就是700MB,DVD盘片单面4、7GB,最多能刻录约4、59G的数据(因为DVD的1GB=1000MB,而硬盘的1GB=1024MB)(双面8、5GB,最多约能刻8、3GB的数据),蓝光(BD)的则比较大,其中HD DVD单面单层15GB、双层30GB;BD单面单层25GB、双面50GB、三层75GB、四层100GB。 光盘的存储原理比较特殊,里面存储的信息不能被轻易地改变。也就就是说我们常见的光盘生产出来的时候就是什么样,就一直就是那样了。那我们有没有办法把自己写的文章

存在光盘上呢?当然有!只要您有一个CD刻录机与空的CD-R光盘,就能将自己的“文章”写在光盘上。其它像DVD 等介质的刻录也就是一样的,要注意的就是,绝大部分DVD刻录机都能刻录CD,即所谓的“向下兼容”。说到这里,我们来想一下,光盘就是属于内存储器还就是外存储器呢?要记住,我们所说的内部存储器就就是内存,而外部存储器都就是可以电脑中拆卸下来的。常见的外部存储器有硬盘、光盘、U盘、SD(Security Data,数据安全)卡、TF(T-Flash)卡等。光盘的分类 光盘可以分为两类:1只读型光盘,其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM 等; 2可记录型光盘,它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、Double layer DVD+R等各种类型。光盘的结构﹑组成及原理 光盘就是利用激光束在记录表面存储信息,根据激光束与反射光的强弱不同,可以实现信息的读写。对于只读型或只写一次的光盘而言,写入时将能量高度集中,在记录介质上发生物理或化学变化,从而存储信息,主要就是形成小凹坑,有坑的地方记录“1”,反之就是“0”。可擦写光盘就是利用激光在磁性薄膜上产生热磁效应。 根据光盘结构,光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几

监控图像存储时间和硬盘大小的计算

浅析存储空间大小与传输带宽的计算方法 在视频监控系统中,对存储空间容量的大小需求是与画面质量的高低、及视频线路等都有很大关系。下面对视频存储空间大小与传输带宽的之间的计算方法做以介绍。 比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(BitPerSecond),比特率越高,传送的数据越大。比特率表示经过编码(压缩)后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示,而比特就是二进制里面最小的单位,要么是0,要么是1。比特率与音、视频压缩的关系,简单的说就是比特率越高,音、视频的质量就越好,但编码后的文件就越大;如果比特率越少则情况刚好相反。 码流(DataRate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量,也叫码率,是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。同样分辨率下,视频文件的码流越大,压缩比就越小,画面质量就越高。 上行带宽就是本地上传信息到网络上的带宽。上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率,比如用FTP上传文件到网上去,影响上传速度的就是“上行速率”。 下行带宽就是从网络上下载信息的带宽。下行速率是指用户电脑从网络下载信息时的数据传输速率,比如从FTP服务器上文件下载到用户电脑,影响下传速度的就是“下行速率”。 不同的格式的比特率和码流的大小定义表: 传输带宽计算: 比特率大小×摄像机的路数=网络带宽至少大小; 注:监控点的带宽是要求上行的最小限度带宽(监控点将视频信息上传到监控中心);监控中心的带宽是要求下行的最小限度带宽(将监控点的视频信息下载到监控中心);例:电信2Mbps的ADSL宽带,理论上其上行带宽是512kbps=64kb/s,其下行带宽是2Mbps=256kb/s 例:监控分布在5个不同的地方,各地方的摄像机的路数:n=10(20路)1个监控中心,远程监看及存储视频信息,存储时间为30天。不同视频格式的带宽及存储空间大小计算如下: 地方监控点: CIF视频格式每路摄像头的比特率为512Kbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为512Kbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为: 512Kbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)≈5120Kbps=5Mbps(上行带宽) 即:采用CIF视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为5Mbps; D1视频格式每路摄像头的比特率为1.5Mbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为1.5Mbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为: 1.5Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=15Mbps(上行带宽) 即:采用D1视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为15Mbps; 720P(100万像素)的视频格式每路摄像头的比特率为2Mbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为2Mbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为: 2Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=20Mbps(上行带宽) 即:采用720P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为20Mbps; 1080P(200万像素)的视频格式每路摄像头的比特率为4Mbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为4Mbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为: 4Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=40Mbps(上行带宽) 即:采用1080P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为40Mbps; 监控中心:

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