36. Облачные технологии хранения и обработки данных.
Облачная архитектура хранения данных ― это прежде всего доставка ресурсов хранения данных по требованию в высокомасштабируемой и мультитенантной среде. Обобщенно облачная архитектура хранения данных представляет собой внешний интерфейс, который предоставляет API для доступа к накопителям (см. рисунок 1). В традиционных системах хранения данных это протокол SCSI, но в облаке появляются новые протоколы. Среди них можно найти внешние протоколы Web-сервисов, файловые протоколы и даже более традиционные внешние интерфейсы (Internet SCSI, iSCSI и др.). За внешним интерфейсом располагается уровень промежуточного ПО, который называется логикой хранения данных. Этот уровень реализует ряд функций, таких как репликация данных и сокращение объема данных, по традиционным алгоритмам размещения данных (с учетом географического расположения). Наконец, внутренний интерфейс организует физическое хранение данных. Это может быть внутренний протокол, который реализует специфические функции, или традиционный сервер с физическими дисками.
Рисунок 1. Облачная архитектура хранения данных
На рисунке 1 показаны некоторые характеристики современной облачной архитектуры хранения данных. Отметим, что характеристики не являются исключительной принадлежностью определенного уровня, а просто обозначают темы, которые рассматриваются в этой статье. Эти характеристики определены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики облачной архитектуры хранения данных
Характеристика |
Описание |
Управляемость |
Способность управлять системой при наличии минимальных ресурсов |
Метод доступа |
Протокол, через который предоставляются услуги облачного хранения данных |
Производительность |
Измеряется пропускной способностью и временем задержки |
Мультитенантность |
Поддержка множества пользователей (арендаторов) |
Масштабируемость |
Возможность постепенного наращивания для удовлетворения новых требований или обработки повышенной нагрузки |
Готовность данных |
Измеряется временем безотказной работы системы |
Управление |
Возможность управлять системой — в частности, выбирая стоимость, производительность или другие характеристики |
Эффективности хранения |
Мера эффективности использования накопителей |
Стоимость |
Мера стоимости хранения данных (обычно в долларах за гигабайт) |
ЭВМ
37. Архитектура ЭВМ фон-Неймана. Назначение и основные функции элементов
структуры.
Принципы построения ЭВМ:
Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности).
Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).
Принцип адресности (основная память структурно состоит из нумерованных ячеек).
Принцип двоичного кодирования (вся информация, как данные, так и команды, кодируются двоичными цифрами 0 и 1).
Классическая архитектура ЭВМ, построенная по принципу фон Неймана (фон-неймановская архитектура) и реализованная в вычислительных машинах двух (трех) поколений, представлена ниже и содержит следующие основные блоки:
арифметическо-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции - АЛУ обеспечивает арифметическую и логическую обработку двух входных переменных, в результате которой формируется выходная переменная. Функции АЛУ обычно сводятся к простым арифметическим и логическим операциям, а также операциям сдвига. Помимо результата операции АЛУ формирует ряд признаков результата (флагов), характеризующих полученный результат и события, произошедшие в процессе его получения (равенство нулю, знак, четность, перенос, переполнение и т. д.). Флаги могут анализироваться в УУ с целью принятия решения о дальнейшей последовательности выполнения команд программы. УУ и АЛУ тесно взаимосвязаны и их обычно рассматривают как единое устройство, известное как центральный процессор (ЦП) или просто процессор. Помимо УУ и АЛУ в процессор входит также набор регистров общего назначения (РОН), служащих для промежуточного хранения информации в процессе ее обработки.
управляющее устройство (УУ), организующее процесс выполнения программ -важнейшая часть ВМ, организующая автоматическое выполнение программ (путем реализации функций управления) и обеспечивающая функционирование ВМ как единой системы. Пересылка информации между любыми элементами ВМ инициируется своим сигналом управления (СУ), то есть управление вычислительным процессом сводится к выдаче нужного набора СУ в нужной временной последовательности. УУ формирует СУ для синхронизации и координации внутренних и внешних устройств ВМ.
внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), или память, для хранения программ и данных - Вторичная память энергонезависима и чаще всего реализуется на базе магнитных дисков. Информация в ней хранится в виде специальных программно поддерживаемых объектов - файлов (согласно стандарту ISO, файл - это «идентифицированная совокупность экземпляров полностью описанного в конкретной программе типа данных, находящихся вне программы во внешней памяти и доступных программе посредством специальных операций»).
оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - ОП современных ВМ в основном состоит из полупроводниковых оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), обеспечивающих как считывание, так и запись информации. Для таких ЗУ характерна энергозависимость — хранимая информация теряется при отключении электропитания. Если необходимо, чтобы часть основной памяти была энергонезависимой, в состав ОП включают постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), также обеспечивающие произвольный доступ. Хранящаяся в ПЗУ информация может только считываться (но не записываться).
устройства ввода и вывода информации (УВВ) - Информация поступает из подсоединенных к ЭВМ периферийных устройств (ПУ) ввода. Результаты вычислений выводятся на периферийные устройства вывода. Связь и взаимодействие ВМ и ПУ обеспечивают порты ввода и порты вывода. Термином порт обозначают аппаратуру сопряжения периферийного устройства с ВМ и управления им. Совокупность портов ввода и вывода называют устройством ввода/вывода (УВВ) или модулем ввода/вывода ВМ (МВБ).
