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***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)。

存儲(chǔ)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***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)。存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能在計(jì)算機(jī)中的地位日趨重要，主要原因是：①馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)是建筑在存儲(chǔ)程序概念的基礎(chǔ)上，訪存操作約占***處理器（CPU）時(shí)間的70%左右。②存儲(chǔ)管理與組織的好壞影響到整機(jī)效率。③現(xiàn)代的信息處理，如圖像處理、數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、語音識(shí)別、多媒體等對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求很高。

沿革

計(jì)算機(jī)***初采用串行的延遲線存儲(chǔ)器，不久又用磁鼓存儲(chǔ)器。50年代中期，主要使用磁芯存儲(chǔ)器作為主存。60年代中期以后，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器已取代磁芯存儲(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***處理器速度不匹配的矛盾。1968年IBM- 360/85***早采用了高速緩沖存儲(chǔ)器——主存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。高速緩沖存儲(chǔ)器的存取周期與***處理器主頻周期一樣，由硬件自動(dòng)調(diào)度高速緩沖存儲(chǔ)器與主存儲(chǔ)器之間信息的傳遞，使***處理器對(duì)主存儲(chǔ)器的絕大部分存取操作，可以在***處理器和高速緩沖存儲(chǔ)器之間進(jìn)行。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***采用了虛擬存儲(chǔ)技術(shù)。

由于科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求越來越高，需要不斷改進(jìn)已有的存儲(chǔ)技術(shù)，研究新型的存儲(chǔ)介質(zhì)，改善存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和管理。大規(guī)模集成電路和磁盤依然是主要的存儲(chǔ)介質(zhì)。利用新型材料制作大規(guī)模集成電路、大容量的聯(lián)想存儲(chǔ)器可大大提高速度，對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件都會(huì)發(fā)生影響。磁盤技術(shù)、光盤技術(shù)、約瑟夫遜結(jié)器件，以至研究新的存儲(chǔ)模型，都是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展的研究課題。此外還要進(jìn)行新的存儲(chǔ)機(jī)制的研究。這方面的研究方向是：①由一維線性存儲(chǔ)發(fā)展到面向二叉樹存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，提供更廣闊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所需的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)空間。②由單純的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展到能融合圖像、聲音、文字、數(shù)據(jù)等為一體的***存儲(chǔ)系統(tǒng)。③由存儲(chǔ)精確的數(shù)據(jù)到能接收模糊數(shù)據(jù)的輸入。④面向?qū)ο蟮拇鎯?chǔ)管理的研究。⑤智能存儲(chǔ)技術(shù)的研究，探索新的記憶原理，發(fā)明新的存儲(chǔ)器件，構(gòu)造新的存儲(chǔ)系統(tǒng)。

存儲(chǔ)層次

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)層次可分為高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器三級(jí)。高速緩沖存儲(chǔ)器用來改善主存儲(chǔ)器與***處理器的速度匹配問題。輔助存儲(chǔ)器用于擴(kuò)大存儲(chǔ)空間。

存儲(chǔ)映像

完成邏輯地址空間和物理地址空間之間的變換，并且合理地管理存儲(chǔ)系統(tǒng)資源。邏輯地址是指程序員編制的程序地址，由它構(gòu)成邏輯地址空間。程序主存儲(chǔ)器中的實(shí)際地址稱為物理地址，由它構(gòu)成物理地址空間。存儲(chǔ)映像基本上分為兩種情況：一種是邏輯地址空間小于物理地址空間，映像要求可以訪問所有的物理存儲(chǔ)器；另一種是邏輯地址空間大于物理地址空間，映像要確定每個(gè)邏輯地址實(shí)際所對(duì)應(yīng)的物理地址。

存儲(chǔ)變換

***簡(jiǎn)單的方法是采用基址編址。基址編址是將基址寄存器中的內(nèi)容（程序基點(diǎn)）與邏輯地址相加，形成物理地址，然后訪問存儲(chǔ)器。

存儲(chǔ)保護(hù)

近代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源為一同執(zhí)行的多個(gè)用戶程序所共享。就主存來說，它同時(shí)存有多個(gè)用戶的程序和系統(tǒng)軟件。為使系統(tǒng)正常工作，必須防止由于一個(gè)用戶程序出錯(cuò)而破壞同時(shí)存在主存內(nèi)的系統(tǒng)軟件或其他用戶的程序，還須防止一個(gè)用戶程序不合法地訪問并非分配給它的主存區(qū)域。因此，存儲(chǔ)保護(hù)是多道程序和多處理機(jī)系統(tǒng)必不可少的部分。

主存保護(hù)是存儲(chǔ)保護(hù)的重要環(huán)節(jié)。主存保護(hù)一般有存儲(chǔ)區(qū)域保護(hù)和訪問方式保護(hù)。存儲(chǔ)區(qū)域保護(hù)可采用界限寄存器方式，由系統(tǒng)軟件經(jīng)特權(quán)指令給定上、下界寄存器內(nèi)容，從而劃定每個(gè)用戶程序的區(qū)域，禁止越界訪問。

界限寄存器方式只適用于每個(gè)用戶程序占用一個(gè)或幾個(gè)連續(xù)的主存區(qū)域，而對(duì)于虛擬存儲(chǔ)器系統(tǒng)，由于一個(gè)用戶的各頁(yè)離散地分布于主存內(nèi)，就需要采用鍵式保護(hù)和環(huán)狀保護(hù)等方式。鍵式保護(hù)是由操作系統(tǒng)為每個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)面規(guī)定存儲(chǔ)鍵，存取存儲(chǔ)器操作帶有訪問鍵，當(dāng)兩鍵符合時(shí)才允許執(zhí)行存取操作，從而保護(hù)別的程序區(qū)域不被侵犯，環(huán)狀保護(hù)是把系統(tǒng)程序和用戶程序按重要性分層，稱為環(huán)，對(duì)每個(gè)環(huán)都規(guī)定訪問它的級(jí)別，違反規(guī)定的存取操作是非法的，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)正在執(zhí)行的程序的保護(hù)。

主存儲(chǔ)器

存放指令和數(shù)據(jù)，并能由***處理器直接隨機(jī)存取的存儲(chǔ)器，有時(shí)也稱操作存儲(chǔ)器或初級(jí)存儲(chǔ)器。主存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是速度比輔助存儲(chǔ)器快，容量比高速緩沖存儲(chǔ)器大。

主存儲(chǔ)器被劃分成若干用于存放數(shù)據(jù)或指令的存儲(chǔ)單元。為了區(qū)分不同的存儲(chǔ)單元，給每一個(gè)存儲(chǔ)單元分配一個(gè)編號(hào)，這個(gè)編號(hào)稱為存儲(chǔ)單元的地址，因此主存是按地址存取信息的。在主存中，以字節(jié)作為編址單位，即一個(gè)存儲(chǔ)單元的長(zhǎng)度為8個(gè)二進(jìn)制位。存儲(chǔ)單位的地址編號(hào)從0開始，順序加1 ，是一個(gè)無符號(hào)二進(jìn)制整數(shù)，一般用十六進(jìn)制數(shù)表示。

一般用隨機(jī)存儲(chǔ)器作主存儲(chǔ)器。存取數(shù)據(jù)的時(shí)間與數(shù)據(jù)所在存儲(chǔ)單元的地址無關(guān)。主存儲(chǔ)器工作時(shí)，首先由***處理器將地址送至存儲(chǔ)器的地址寄存器并譯碼，同時(shí)接收由***處理器發(fā)出的“讀”或“寫”命令。于是，存儲(chǔ)器就按照地址譯碼的輸出確定相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。如果是讀命令，則將存儲(chǔ)單元的代碼讀出并送往代碼緩沖寄存器，如果是寫命令，代碼緩沖寄存器接收新代碼，接著寫入存儲(chǔ)體。為了提高數(shù)據(jù)的處理速度，存儲(chǔ)器的讀∕寫操作往往按2個(gè)字節(jié)、4個(gè)字節(jié)、8個(gè)字節(jié)、16個(gè)字節(jié)作為一組同時(shí)讀出或?qū)懭搿Ｖ鞔鎯?chǔ)器采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。存儲(chǔ)芯片是集成電路市場(chǎng)的支柱產(chǎn)品，主要采用MOS存儲(chǔ)器。容量大而速度低的外圍存儲(chǔ)器主要采用磁盤、光盤、磁帶等。

移動(dòng)存儲(chǔ)

特點(diǎn)

? 獲國(guó)家保密局認(rèn)證，安全可靠；

? 與加密系統(tǒng)無縫結(jié)合，防護(hù)能力倍增；

? 國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，將普通U盤變?yōu)榧用躑盤，徹底解決U盤的方便性帶來的風(fēng)險(xiǎn)；

? 采用雙因子認(rèn)證技術(shù)；

? 專用加密移動(dòng)存儲(chǔ)與系統(tǒng)無縫結(jié)合，管理更流暢；

? 功能多樣，可滿足各種不同需求的保密要求；

? 完善的審計(jì)功能，隨時(shí)掌握U盤持有人的行為。

功能

● 集中注冊(cè)與授權(quán)。可通過注冊(cè)信息實(shí)現(xiàn)U盤身份識(shí)別和介質(zhì)追蹤；

● 主機(jī)身份認(rèn)證。所有安裝客戶端的計(jì)算機(jī)都須經(jīng)管理員分配實(shí)名信息后方可使用；

● 加密上鎖。對(duì)加密上鎖后的U盤需要用戶進(jìn)行身份認(rèn)證；

● 訪問控制。可靈活控制移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)注冊(cè)策略和信息，設(shè)定允許使用的計(jì)算機(jī)或租；

● 外出拷貝。拷入U(xiǎn)盤內(nèi)的數(shù)據(jù)可與外界的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互使用，也可實(shí)現(xiàn)定向拷貝；

● 用戶審計(jì)。移動(dòng)管理存儲(chǔ)系統(tǒng)提供詳細(xì)的審計(jì)記錄及審計(jì)報(bào)告。

網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)系統(tǒng)

NAS（Network Attached Storage：網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)）是一種將分布、獨(dú)立的數(shù)據(jù)整合為大型、集中化管理的數(shù)據(jù)中心，以便于對(duì)不同主機(jī)和應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行訪問的技術(shù)。按字面簡(jiǎn)單說就是連接在網(wǎng)絡(luò)上，具備資料存儲(chǔ)功能的裝置，因此也稱為“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器”。它是一種專用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器。它以數(shù)據(jù)為中心，將存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器徹底分離，集中管理數(shù)據(jù)，從而釋放帶寬、提高性能、降低總擁有成本、保護(hù)投資。其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于使用服務(wù)器存儲(chǔ)，而效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。

NAS是通過與網(wǎng)絡(luò)直接連接的磁盤陣列，它具備了磁盤陣列的所有主要特征：高容量、***能、高可靠。NAS將存儲(chǔ)設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，可以無需服務(wù)器直接上網(wǎng)，不依賴通用的操作系統(tǒng)，而是采用一個(gè)面向用戶設(shè)計(jì)的、專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)，內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需的協(xié)議，因此使整個(gè)系統(tǒng)的管理和設(shè)置較為簡(jiǎn)單。其次，NAS是真正即插即用的產(chǎn)品，并且物理位置靈活，可放置在工作組內(nèi)，也可放在其他地點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)連接。

NAS使用了傳統(tǒng)以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議，當(dāng)進(jìn)行文件共享時(shí)，則利用了NFS和CIFS以溝通NT和UNIX系統(tǒng)。由于NFS和CIFS都是基于操作系統(tǒng)的文件共享協(xié)議，所以NAS的性能特點(diǎn)是進(jìn)行小文件級(jí)的共享存取。NAS提供各種應(yīng)用領(lǐng)域的異種文件共享和文件服務(wù)功能，包括內(nèi)容傳送和分發(fā)、統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理、技術(shù)計(jì)算，以及Web服務(wù)。它允許企業(yè)在不使服務(wù)器停機(jī)的前提下增加容量。