آی تی توانا مرکز آموزش آنلاین فارسی

در دنیای فناوری اطلاعات، ذخیره‌سازی اطلاعات (Storage) یکی از سه بخش مهم زیرساخت این حوزه می‌باشد.

• Computing
• Networking
• Storage

در سطوح پیشرفته، اغلب از این سه بخش به عنوان سه لایه نام برده می‌شود. Computing layer، Network layer و Storage layer. در Computing Layer یا لایه محاسباتی، برنامه‌ها مانند وب سرور، پایگاه داده و … در حال اجرا هستند. لایه شبکه یا Network layer ارتباط بین نودهای محاسباتی را فراهم می‌کند. برای مثال، کامپیوتری که در حال اجرای سرویس وب سرور می‌باشد، به واسطه لایه شبکه با کامپیوتری که سرویس پایگاه داده را اجرا می‌کند، در ارتباط است. در نهایت، لایه ذخیره‌سازی جایی است که تمامی داده‌ها را نگه‌داری می‌کند. در ادامه از یک مثال ساده برای درک بهتر این لایه‌ها استفاده می‌کنیم: اگر نودهای محاسباتی یا Computing nodes را مانند وسایل نقلیه فرض کنیم و لایه شبکه را جاده‌ها در نظر بگیریم، در این حالت لایه ذخیره‌سازی مانند پارکینگ‌ها می‌مانند. این مقایسه شاید کمی خام به نظر برسد، ولی به درک وظایف این لایه‌ها کمک می‌کند.

حافظه‌های پایدار و ناپایدار

انواع مختلفی از حافظه‌هاوجود دارد، اما در سطوح پیشرفته دو نوع اصلی از حافظه‌ وجود دارد:

• پایدار (Persistent)
• ناپایدار (Nonpersistent)

همانطور که از نام آن پیدا است، حافظه‌های پایدار برای نگه‌داری اطلاعات در مدت زمان طولانی است، که به آن پایدار یا غیرفرّار گفته می‌شود، به این دلیل که وقتی دستگاه خاموش می‌شود اطلاعات آن از بین نمی‌رود. هارد دیسک‌های مکانیکی هنوز هم محبوب‌ترین نوع از حافظه‌های پایدار هستند، این در حالی است که حافظه‌های فلش هم از محبوبیت بالایی برخوردارند. تقریبا همه دستگاه‌های مدرن شامل تلفن‌های هوشمند، ساعت‌های هوشمند، تبلت‌ها، لپ‌تاپ‌ها و … از حافظه‌های فلش داخلی استفاده می‌کنند. به دلیل این که این حافظه‌ها فرار نیستند، هنگامی که باتری دستگاه شما تمام می‌شود (که اغلب برای همه اتفاق می‌افتد) امنیت اطلاعات شما تامین است و اتفاقی برای آنها نمی‌افتد.

به احتمال زیاد عمومی‌ترین نوع حافظه‌های ناپایدار یا فرّار، حافظه‌های RAM هستند. تمامی انواع حافظه‌های RAM زمانی که برق آنها قطع شود اطلاعات خود را از دست می‌دهند. پس چرا از RAM استفاده می‌کنیم؟ به دلیل این که از سرعت بالایی نسبت به اکثر حافظه‌های پایدار برخوردار است. در انجام یک عملیات مشخص، حافظه RAM می‌تواند میلیون‌ها بار سریع‌تر نسبت به هارد دیسک‌ها و هزاران بار سریع‌تر نسبت به حافظه‌های فلش عمل کند.

در حالت کلی، زمانی که به Storage اشاره می‌کنیم، منظورمان همان حافظه‌های پایدار و غیر فرّار است، در حالی که Memory به تکنولوژی‌های ناپایدار مانند RAM اشاره می‌کند. البته Flash Memory به عنوان استثنا شناخته می‌شود که نوعی حافظه پایدار محسوب می‌شود (به این دلیل که در صورت قطع شدن برق اطلاعات خود را از دست نمی‌دهد) ولی بسیار شبیه به Memory رفتار می‌کند، به همین دلیل به این نوع از حافظه‌ها Solid State هم گفته می‌شود. این نوع حافظه‌ها کاملا الکترونیکی هستند و هیچ قسمت مکانیکی (مانند هد و دیسک) ندارند.

کارایی و دسترسی پذیری

هر دو نوع حافظه‌های مکانیکی و Solid-state ها دارای دو مشخصه بسیار مهم هستند:

• کارایی (Performance)
• دسترسی پذیری (Availability)

قبل از کارایی، مثل هر چیز دیگری در حوزه فناوری اطلاعات، این مهم است که حافظه‌ها به اندازه کافی سریع باشند. اما کارایی می‌تواند موضوع پیچیده‌تری در دنیای ذخیره سازی اطلاعات باشد. برای مثال، هارد دیسک‌ها تقریبا آخرین قطعات مکانیکی کامپیوترها هستند، و مانند همیشه در تلاش هستند که با سایر قطعات سیلیکونی کامپیوتر (RAM, CPU, …) همگام شوند. به این دلیل که تمامی اجزای حافظه‌های مکانیکی به نوعی به دیسکت در حال چرخش وابسته هستند. اگرچه هارد دیسک‌ها در خواندن تصادفی، کارایی خوبی ندارند با این حال در مواقعی که خواندن ترتیبی رعایت شود کارایی بسیار بالایی از خود نشان می‌دهند. از سوی دیگر فلش مموری‌ها در زمان خواندن تصادفی مانند صاعقه عمل می‌کنند و در مواقع خواندن ترتیبی بسیار بسیار سریع‌تر عمل می‌کنند (سرعت ۴۰۰ MBps فلش مموری‌ها دربرابر سریع‌ترین نوع هارد دیسک‌های ۱۵K که در نهایت سرعتی نزدیک به ۲۵۰ MBps دارند). پس کارایی حافظه‌ها موضوع ساده‌ای نیست و نیاز به سطح بالایی از دانش عملکرد اجزای اصلی این تجهیزات دارد.

در مورد بحث دسترسی پذیری، به دلیل این که مرکزیت و محوریت ذخیره سازی مختص به حوزه فناوری اطلاعات است، از اهمیت فوق‌العاده‌ای برای طراحی راه‌کارهای مناسب درزمانی که یکی از اجزا (مانند خرابی دیسک) به درستی کار نکند برخوردار است. یکی از واقعیت‌های زندگی این است که وسایل کارایی خود را از دست بدهند، به همین ترتیب حافظه‌های ذخیره‌سازی هم ممکن است خراب شوند. و زمانی که این اتفاق بیوفتد، تمامی کسانی که اطلاعات خود را بر روی این حافظه ذخیره کرده‌اند، اطلاعات خود را از دست می‌دهند. پس این یک امر حیاتی است که شما مفاهیمی را بیاموزید که به شما اجازه دهد یک راهکار ذخیره‌سازی با دسترسی پذیری بسیار بالا و قابل افزایش را پیاده‌سازی کنید.

آی تی توانا، مرکز آموزش آنلاین.