Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Хранение мультимедийных данных

Содержание

Организация храненияОбщие требования:Большая емкость (вместительность)Высокая скорость передачи данныхМагнитные диски с прямым доступом:Скоростные, но потенциально недостаточная емкостьСменные оптические накопители (дисководы с автоматической сменой дисков):Огромная емкость, но низкая скорость передачи (особенно запись)Заключение:Необходим ‘тесный союз’ дискового и оптического способов храненияВ ММСУБД должно
Организация храненияОбщие требования:Большая емкость (вместительность)Высокая скорость передачи данныхМагнитные диски с прямым доступом:Скоростные, Организация храненияОрганизация хранения мультимедийных данных:Обычная СУБД (реляционная/объектно-ориентированная) на магнитных дисках:Структурированные данныеПодойдет для Магнитные запоминающие устройстваДостоинства:Всегда доступнаНеограниченное число перезаписейЛучшая производительность (на данный момент)Проблемы:Надежность падает со Магнитные запоминающие устройстваТехнология RAID (Redundant Array of Inexpensive/Independent Drives) - избыточный массив Магнитные запоминающие устройстваСемь типов RAID массивов: RAID 0:Распределение данных по различным дискам Магнитные запоминающие устройстваRAID 2:Чередование данных по группе дисков, часть из которых используется Магнитные запоминающие устройстваRAID 3:Чередование данных по группе дисков с одним диском для Магнитные запоминающие устройстваRAID 4:Расслоение (чередование) данных выполняется на уровне секторов, а не Магнитные запоминающие устройстваRAID 6:Как RAID 5, но с двумя схемами четностиВысокая отказоустойчивость Оптические запоминающие устройстваПреимущества в сравнении с магнитными носителями:Сменяемость и транспортабельностьВысокая плотность записи: Файловые системы для оптических носителейЗатруднения:Стандартные файловые системы создавались для стираемой памятиСложности с Файловая система для оптических носителей (ОФС) должна предоставлять избыточную информацию о каталоге; Файловые системы для магнитных носителей: записи каталога содержатся в специальном файле; последовательный Методы распределения пространства:Таблицы размещения файлов (FAT) не подходят‘Ленивое’ распределение: высокая скорость при непрерывной передаче Кэширование и управление томамиКэширование:Энергозависимая (не сохраняющая информацию при выключении питания) ОЗУПостоянный магнитный Иерархическое управление  запоминающими устройствамиГенерализация кэшированияУровни:1) ОЗУ; 2) жесткий диск;3) оперативные/полуоперативные оптические Иерархическое управление  запоминающими устройствамиОптимизация для мультимедиа:Объединение производительных RAID-массивов с емкостью оперативных/полуоперативных
Слайды презентации

Слайд 2 Организация хранения
Общие требования:
Большая емкость (вместительность)
Высокая скорость передачи данных

Магнитные

Организация храненияОбщие требования:Большая емкость (вместительность)Высокая скорость передачи данныхМагнитные диски с прямым

диски с прямым доступом:
Скоростные, но потенциально недостаточная емкость

Сменные оптические

накопители (дисководы с автоматической сменой дисков):
Огромная емкость, но низкая скорость передачи (особенно запись)

Заключение:
Необходим ‘тесный союз’ дискового и оптического способов хранения
В ММСУБД должно быть интегрировано несколько структур хранения данных
Ожидается, что ММСУБД работает на нескольких серверах и использует несколько устройств управления памятью

Слайд 3 Организация хранения
Организация хранения мультимедийных данных:
Обычная СУБД (реляционная/объектно-ориентированная) на

Организация храненияОрганизация хранения мультимедийных данных:Обычная СУБД (реляционная/объектно-ориентированная) на магнитных дисках:Структурированные данныеПодойдет

магнитных дисках:
Структурированные данные
Подойдет для небольших ММСУБД
Обычная СУБД с высокопроизводительной

параллельной дисковой системой:
Оптимизированная производительность
Подойдет для ММСУБД средних размеров
СУБД с оптической системой хранения:
Полуоперативное хранение данных размером в несколько терабайт
С учетом автономного хранения – нет пределов в размере данных
СУБД, сопряженная с медиа-сервером (хранение на магнитных и оптических носителях):
Сложности с одновременным доступом к подсистемам хранения
Распределенная СУБД с независимыми подсистемами хранения:
Поддержка целостности бд

Слайд 4 Магнитные запоминающие устройства
Достоинства:
Всегда доступна
Неограниченное число перезаписей
Лучшая производительность (на

Магнитные запоминающие устройстваДостоинства:Всегда доступнаНеограниченное число перезаписейЛучшая производительность (на данный момент)Проблемы:Надежность падает

данный момент)

Проблемы:
Надежность падает со временем: решение - избыточность
Пропускная способность

необходимая для мультимедиа может превосходить возможности обычных магнитных дисков: решение – распараллеливание

Слайд 5 Магнитные запоминающие устройства
Технология RAID (Redundant Array of Inexpensive/Independent

Магнитные запоминающие устройстваТехнология RAID (Redundant Array of Inexpensive/Independent Drives) - избыточный

Drives) - избыточный массив недорогих/независимых дисков1:
Группа небольших дисков функционирует

быстрее и надежнее в сравнении с одним большим жестким диском
Необходима серверам, предоставляющим широкополосные сервисы (например, видео по требованию)
Может быть сопряжена с более медленным оптическим хранением (большой емкости)
Для распараллеливания диски должны иметь свои собственные контроллеры


1 - http://www.ixbt.com/storage/raids.html

Слайд 6 Магнитные запоминающие устройства
Семь типов RAID массивов:

RAID 0:
Распределение

Магнитные запоминающие устройстваСемь типов RAID массивов: RAID 0:Распределение данных по различным

данных по различным дискам массива
Запросы на чтение/удаление транслируются в

несколько подзапросов, выполняемых различными дисками
Наилучшая производительность среди все RAID типов
Недостаток: отсутствует отказоустойчивость (выход из строя одного диска ведет к невозможности работать со всем массивом)
При сопряжении со сменными оптическими накопителями отказоустойчивость становится менее важной
RAID 1:
Зеркализация дисков (дублирование данных на два диска, рассматриваемых системой как один): повышается надежность
Операции записи производятся одновременно в оба диска
Наиболее дорогой из RAID типов
Возможно параллельное чтение с двух дисков

Слайд 7 Магнитные запоминающие устройства
RAID 2:
Чередование данных по группе дисков,

Магнитные запоминающие устройстваRAID 2:Чередование данных по группе дисков, часть из которых

часть из которых используется для хранения контрольной информации (обнаружение

и коррекция ошибок)
Например, 10 дисков с данными плюс 4 диска с контрольной информацией (диски четности)
Медленное восстановление
Высокая скорость передачи данных больших объемов
Только одна команда ввода/вывода к дисковому массиву за раз (но быстрое выполнение)
Низкая скорость обработки запросов (не для систем ориентированных на обработку транзакций)

Слайд 8 Магнитные запоминающие устройства
RAID 3:
Чередование данных по группе дисков

Магнитные запоминающие устройстваRAID 3:Чередование данных по группе дисков с одним диском

с одним диском для контрольной информации
Большинство контроллеров диска могут

определить место сбоя (поэтому количество дисков с контрольной информацией, требуемых RAID 2, можно уменьшить до одного)
В случае отказа на одном из дисков данные могут быть восстановлены путем XORа данных на остальных дисках
Отказ диска мало влияет на скорость работы массива
Медленное восстановление

Слайд 9 Магнитные запоминающие устройства
RAID 4:
Расслоение (чередование) данных выполняется на

Магнитные запоминающие устройстваRAID 4:Расслоение (чередование) данных выполняется на уровне секторов, а

уровне секторов, а не на уровне битов как в

RAID 2 и 3
Один диск для контрольной информации
При операции записи всегда происходит обновление диска четности поэтому только одна операция записи в массив за раз
Высокая скорость чтения данных больших объемов
Высокая производительность при большой интенсивности запросов чтения данных
Достаточно сложная реализация

RAID 5:
Контрольная информация чередуется по группе дисков (нет специального диска только для четности как например в RAID 4)
Параллельные операции записи
Высокая производительность при большой интенсивности запросов чтения/записи данных
Скорость чтения данных ниже, чем в RAID 4
В целом объединяет в себе лучшие черты младших RAID-типов

Слайд 10 Магнитные запоминающие устройства
RAID 6:
Как RAID 5, но с

Магнитные запоминающие устройстваRAID 6:Как RAID 5, но с двумя схемами четностиВысокая

двумя схемами четности
Высокая отказоустойчивость
Схематическое изображение:









Другие типы

RAID:
Современные RAID контроллеры позволяют комбинировать различные уровни RAID
RAID 10, RAID 30, RAID 50, RAID 7

Слайд 11 Оптические запоминающие устройства
Преимущества в сравнении с магнитными носителями:
Сменяемость

Оптические запоминающие устройстваПреимущества в сравнении с магнитными носителями:Сменяемость и транспортабельностьВысокая плотность

и транспортабельность
Высокая плотность записи: у DVD 0.4-0.7Гб на кв.см

(у магнитных носителей еще выше, но они не сменяемые)
Меньшая цена в пересчете на мегабайты данных
Более долгое ‘время жизни’:
Магнитные носители: в районе 3-х лет
Оптические носители: от 30 лет (в случае дисков хорошего качества)

Недостатки:
Большее время доступа
Более высокая частота появления ошибок; можно обойти использованием кодов с исправлением ошибок

Слайд 12 Файловые системы для оптических носителей
Затруднения:
Стандартные файловые системы создавались

Файловые системы для оптических носителейЗатруднения:Стандартные файловые системы создавались для стираемой памятиСложности

для стираемой памяти
Сложности с адресацией данных большого объема (в

частности, более 4Гб)
Например, файловая система Unix изначально создавалась для работы с жесткими дисками небольшого размера; она слишком медленна при работе с гигабайтами данных


Характеристики файловой системы для оптических носителей:
Поддержка больших размеров (до десятков терабайт)
Высокая скорость передачи; низкие издержки на хранение самой файловой системы
Высокопроизводительная структура каталогов
Надежность, отказоустойчивость, восстановление при сбоях в каталоге
Ведение истории и журнала контроля

Слайд 13 Файловая система для оптических носителей (ОФС) должна предоставлять

Файловая система для оптических носителей (ОФС) должна предоставлять избыточную информацию о

избыточную информацию о каталоге; тогда извлечение файлов будет доступно

даже в случае серьезного повреждения каталога
Файлы следует дополнить заголовками, по которым в случае необходимости можно будет перестроить каталог
Три уровня универсальной ОФС:
Верхний уровень: уровень ядра операционной системы
Средний уровень: непосредственно сама файловая система (написанная с нуля или модифицированная из файловой системы Unix)
Нижний уровень: драйвера устройств (часто связь ОФС с оптическими носителями осуществляется через SCSI-драйвера); драйвера обычно работают только с одной конкретной операционной системой

Файловые системы для оптических носителей


Слайд 14 Файловые системы для магнитных носителей: записи каталога содержатся

Файловые системы для магнитных носителей: записи каталога содержатся в специальном файле;

в специальном файле; последовательный поиск для нахождения нужной записи
Каталог

должен быть выполнен в виде иерархического объекта; вместо последовательно поиска требуются другие способы доступа к записям каталога
Необходимо хранить более чем одну изолированную копию каталога
Способы поиска по каталогу:
Хеширование (названий файлов/директорий)
Модифицированные B-деревья:
Узлы большого размера, чтобы уменьшить число уровней
Помещение в кэш максимально возможного числа узлов
Запись обновленных узлов снизу-вверх
Связь в цепочку корневых узлов текущего дерева и старых версий дерева (в случае хранения данных за прошедший период)

Файловые системы для оптических носителей


Слайд 15 Методы распределения пространства:
Таблицы размещения файлов (FAT) не подходят
‘Ленивое’ распределение: высокая

Методы распределения пространства:Таблицы размещения файлов (FAT) не подходят‘Ленивое’ распределение: высокая скорость при непрерывной

скорость при непрерывной передаче данных
Блоки данных записываются в порядке

возрастания
Размеры блоков – не менее 16-64Кб, для определенных носителей более чем 1Мб
Поддержка кластеризации; избегать фрагментации
Высокие фиксированные накладные расходы на каждый доступ к оптическому диску

Чередование данных на нескольких дисках:
Возможно и для оптических дисков
Сложность: оптические диски (в дисководах с автоматической сменой дисков) обычно сменные
Усложнение программного обеспечения

Файловые системы для оптических носителей


Слайд 16 Кэширование и управление томами
Кэширование:
Энергозависимая (не сохраняющая информацию при

Кэширование и управление томамиКэширование:Энергозависимая (не сохраняющая информацию при выключении питания) ОЗУПостоянный

выключении питания) ОЗУ
Постоянный магнитный диск
Иерархический кэш: ОЗУ плюс жесткий

диск
Алгоритм замещения, например, алгоритм LRU
Необходимо при ‘ленивом’ распределении пространства оптического диска
Обязательно для высокопроизводительных оптических дисковых систем

Управление томами (данных):
Бд хранит имя тома, расположение, атрибуты и т.д.
Категории:
Оперативные (оперативно-доступные) тома: (подсоединенные диски)
Полуоперативные тома: диски в дисководах с автоматической сменой дисков
Автономные тома: подсоединяемые вручную

Слайд 17 Иерархическое управление запоминающими устройствами
Генерализация кэширования
Уровни:
1) ОЗУ;
2) жесткий

Иерархическое управление запоминающими устройствамиГенерализация кэшированияУровни:1) ОЗУ; 2) жесткий диск;3) оперативные/полуоперативные оптические

диск;
3) оперативные/полуоперативные оптические диски;
4) автономные оптические диски
Задача: увеличение скорости

при снижении цены
Алгоритм: миграция (передвижение по уровням) файлов
Доступ к файлу  помещение файла на высший уровень
Файл остается на высшем уровне до тех пор пока есть место или пока пользователи запрашивают данный файл
При превышении определенного показателя, некоторые файлы перемещаются на следующий уровень ниже
Процесс перемещения охватывает все уровни
Предварительная подкачка: перемещение на более высокие уровни может иметь место, если показатель свободного места оказывается ниже определенного уровня (например, вследствие удалений)

  • Имя файла: hranenie-multimediynyh-dannyh.pptx
  • Количество просмотров: 128
  • Количество скачиваний: 0