Dbms-storage-system
DBMS-ストレージシステム
データベースは、レコードを含むファイル形式で保存されます。 物理レベルでは、実際のデータは一部のデバイスに電磁形式で保存されます。 これらのストレージデバイスは、大きく3つのタイプに分類することができます-
- プライマリストレージ-CPUに直接アクセスできるメモリストレージはこのカテゴリに属します。 CPUの内部メモリ（レジスタ）、高速メモリ（キャッシュ）、およびメインメモリ（RAM）は、すべてマザーボードまたはCPUチップセットに配置されているため、CPUに直接アクセスできます。 このストレージは通常、非常に小さく、超高速で、揮発性です。 プライマリストレージは、その状態を維持するために継続的な電源供給が必要です。 停電の場合、すべてのデータが失われます。
- セカンダリストレージ-セカンダリストレージデバイスは、将来の使用またはバックアップとしてデータを保存するために使用されます。 セカンダリストレージには、CPUチップセットまたはマザーボードの一部ではないメモリデバイスが含まれます。たとえば、磁気ディスク、光ディスク（DVD、CDなど）、ハードディスク、フラッシュドライブ、磁気テープなどです。
- 三次ストレージ-三次ストレージは、大量のデータを保存するために使用されます。 このようなストレージデバイスはコンピューターシステムの外部にあるため、速度が最も遅くなります。 これらのストレージデバイスは、システム全体のバックアップを取るために主に使用されます。 光ディスクと磁気テープは、3次ストレージとして広く使用されています。
メモリ階層
コンピュータシステムには、明確に定義されたメモリの階層があります。 CPUは、内蔵メモリと同様にメインメモリに直接アクセスできます。 メインメモリのアクセス時間は、明らかにCPU速度よりも短いです。 この速度の不一致を最小限に抑えるために、キャッシュメモリが導入されています。 キャッシュメモリは最速のアクセス時間を提供し、CPUが最も頻繁にアクセスするデータが含まれています。
最も高速なアクセスのメモリが最も高価です。 大きなストレージデバイスは速度が遅く、安価ですが、CPUレジスタやキャッシュメモリに比べて大量のデータを保存できます。
磁気ディスク
ハードディスクドライブは、現在のコンピューターシステムで最も一般的な二次記憶装置です。 これらは、磁化の概念を使用して情報を保存するため、磁気ディスクと呼ばれます。 ハードディスクは、磁化可能な材料でコーティングされた金属ディスクで構成されています。 これらのディスクは、スピンドルに垂直に配置されます。 読み取り/書き込みヘッドはディスク間を移動し、その下のスポットを磁化または消磁するために使用されます。 磁化スポットは0（ゼロ）または1（1）として認識できます。
ハードディスクは、データを効率的に保存するために、明確に定義された順序でフォーマットされています。 ハードディスクプレートには、「トラック」と呼ばれる同心円が多数あります。 すべてのトラックはさらに*セクター*に分割されます。 ハードディスク上のセクターは、通常512バイトのデータを保存します。
独立ディスクの冗長アレイ
RAIDまたは* R リダンダント A * *I ndependent D *リスクは、複数のセカンダリストレージデバイスを接続し、それらを単一のストレージメディアとして使用する技術です。
RAIDは、さまざまな目標を達成するために複数のディスクが接続されたディスクのアレイで構成されています。 RAIDレベルは、ディスクアレイの使用を定義します。
RAID 0
このレベルでは、ディスクのストライプアレイが実装されます。 データはブロックに分割され、ブロックはディスク間で分散されます。 各ディスクは、並行して書き込み/読み取りを行うデータのブロックを受け取ります。 ストレージデバイスの速度とパフォーマンスが向上します。 レベル0にはパリティとバックアップはありません。
RAID 1
RAID 1はミラーリング技術を使用します。 データがRAIDコントローラーに送信されると、アレイ内のすべてのディスクにデータのコピーが送信されます。 RAIDレベル1は「ミラーリング」とも呼ばれ、障害が発生した場合に100％の冗長性を提供します。
RAID 2
RAID 2は、データのハミング距離を使用して、異なるディスクにストライプ化されたエラー修正コードを記録します。 レベル0と同様に、ワード内の各データビットは個別のディスクに記録され、データワードのECCコードは異なるセットディスクに保存されます。 複雑な構造と高コストのため、RAID 2は市販されていません。
RAID 3
RAID 3は、データを複数のディスクにストライプします。 データワード用に生成されたパリティビットは、別のディスクに保存されます。 この手法により、単一ディスクの障害を克服できます。
RAID 4
このレベルでは、データブロック全体がデータディスクに書き込まれ、パリティが生成されて別のディスクに保存されます。 レベル3はバイトレベルのストライプを使用し、レベル4はブロックレベルのストライプを使用することに注意してください。 レベル3とレベル4の両方で、RAIDを実装するには少なくとも3つのディスクが必要です。
RAID 5
RAID 5はデータブロック全体を異なるディスクに書き込みますが、データブロックストライプ用に生成されたパリティビットは、異なる専用ディスクに保存するのではなく、すべてのデータディスクに分散されます。
RAID 6
RAID 6はレベル5の拡張です。 このレベルでは、2つの独立したパリティが生成され、複数のディスクに分散して保存されます。 2つのパリティにより、追加のフォールトトレランスが提供されます。 このレベルでは、RAIDを実装するために少なくとも4台のディスクドライブが必要です。
