线上期刊服务咨询,发表咨询:400-808-1701 订阅咨询:400-808-1721

存储技术论文8篇

时间:2023-03-21 17:03:31

存储技术论文

存储技术论文篇1

烟叶仓库根据类型不同,面积大小不一(标准库每层面积在120m2)。烟叶包通常打包为80×60×40cm3,烟叶堆的堆叠大小没有明确限定,通常不高于2m,烟叶堆之间预留至少2m的通道。根据烟叶仓库的堆放格局,结合物联网技术的烟叶存储温湿度控制系统电气布置如图1所示,系统由3部分组成:射频传感标签、阅读控制器和烟叶存储上位机监控平台。射频传感标签由两部分组成:固定在电气外包装顶端的射频标签和固定在传感轴上的温湿度传感器。射频标签设置在顶端可以有效避免干扰和物理机械损伤,用于获取位置和时间信息,并进行射频通信。传感器通过电气连接线连接,用于获取每一个烟叶堆中心轴的温湿度分布。阅读控制器通过有线和无线方式完成射频传感标签与上位之间的数据通信。烟叶存储监控系统的上位机采用PC机,完成信息通信、数据分析处理等功能。

2射频传感模块

射频传感模块各个功能组成采用分离放置,通过接地固定底座和电气外包装固定,经电气连接线完成布局布线。如图1所示,距离地面最近的一个温湿度传感器与地面距离为20cm,高度低于2m的温湿度传感器以50cm的间距布局,其主要依据是烟叶包的大小及温湿度控制需求。烟叶包将围绕着每一个烟叶堆放中心轴进行堆放,通过射频技术完成对每一个烟叶堆中心轴的温湿度采集,以确定是否存在安全隐患。

2.1模块硬件设计射频传感模块由射频模块(nRF24LE01)、温湿度传感模块(SHT75)及电路组成,分为四个功能模块:微处理器(8051内核)、射频模块(nRF24L01+)、温湿度传感模块(SHT75)和电源管理模块。nRF24LE01提供2.4GHz无线收发模块(nRF24L01+)和微处理器(增强型8051内核)完成数据处理和射频通信,其μm级CMOS工艺满足系统模块设计需要[3]。温湿度传感器采用集成一体化传感器SHT75,相较于其他温度传感器(如DS18B20),该传感器的优势在于具备通过传感标签I/O端口识别传感器功能,在更换传感器是不需要重新定位写入地址[4]。

2.2模块软件构架射频模块nRF24LE01提供了增强型8051单片机完成对温湿度数据的接收和处理后,送入A/D转换模块,完成数据打包,然后经nRF24L01+射频模块完成发送,发射配置流程图如图2所示。模块基于C语言进行模块化软构建开发,射频收发模式采用EnhancedShockBurstTM模式,进行4种工作模式、6种状态的调配,状态图如图3所示。

3阅读器设计

阅读控制器射频模块采用nRF24LE01,与射频传感标签的软构建复用。微处理器选择MSP430F449,MSP430F449提供A/D转换模块,通过SPI串口与nRF24LE01进行信息通信。

3.1阅读控制器的拓扑结构设计大型烟草仓库会有不同类型的烟叶仓库组群而成,且仓库之间、仓库与监控中心之间都有一定的传输距离。为了降低数据传输干扰,提供数据处理效率,系统阅读控制器采用2层网络拓扑结构,如图4所示。

3.2阅读控制器的MultiCeiver模式设计nRF24LE01提供MultiCeiver接收模式,可连接6路独立的并行数据通道,每路数据通道都能够完成增强型shockburst功能,每个数据通道有固定的物理地址,如表1所示[5]。

4温湿度控制平台设计

上位机基于VS平台、C#语言,结合GDI+图像处理功能与数据库管理技术,完成6大功能模块设计,提供实时数据串口通信、监测数据接收、存储,以及温度值超限报警等功能。通信模块:提供串口参数设置及串口通信功能。监测控制:提供监测方式选定(系统提供了测试数据自动定时上传、手动控制上传、预警过渡区上传等方式)、监测方式转换、监测启止控制等功能。显示控制:系统提供监测数据的数据库显示、二维曲线显示、三维曲线显示。该模块提供了不同模式的选择、切换等功能。数据管理:该模块完成上传的监测数据保存和处理,并提供本地报表生成、本地报表上传等功能。预警、报警程序:根据温度预警区间值,提供预警、报警功能。冗余接口模块:该模块基于软构建设计思路,系统采用模块化设计,并预留模块端口提供与烟草系统其他平台和功能模块的通信、升级和移植设计。

5结语

存储技术论文篇2

所需的数据必须是安全的和真实的。这意味着,对于云计算的要求,提供安全和真实的数据存储中心,如果有病毒或意外的数据丢失等,用户无需担心。在运用的进程中,由于用户不谨慎而损坏了计算机或计算机受到病毒的袭击,硬盘上的磁盘数据不能再次恢复,这使黑客的入侵会有更多的机会,从而盗取用户的数据。但是,如果网络上的用户可以保存文档,那么可以避免出现丢失或损坏信息的现象出现。然而,可以通过云的另一端,由专业小组完成,经由真实的、安全的数据存储中心,管理信息和存储信息数据。此外,拟定出合理正确的权限管理策略,可以协助用户更好地共享数据和具体信息,用户不需要消耗多少钱,就可以享受安全、优质的服务。客户端需求低,很多人在PC中有各种应用软件的维护经验。但是,要使用新的操作系统,或正在使用软件的最新版本,用户应经常更新和升级电脑硬件和软件。我们要打开各种形式的文档,还需要下载每个品种对应的应用软件,在计算机上安装。下载进程中,要尽可能防止病毒进入计算机,我们需要安装一些杀毒软件和防火墙软件。对于初次接触电脑的人,这些信息放在一起,会成为一个棘手的事。然而,由于云计算机的进一步发展,只要计算机可以访问,那么用户就可以根据自己的喜好下载一个浏览器,安装完成后,用户结合自己的需求进入浏览器的URL,这样就可以享受云计算服务。比如,在浏览器中,用户可以文档编辑和归档在云的另一端,可以与朋友分享信息,无论软件是不是新的版本,也不用担心电脑被感染病毒。在云的另一端,由专门的IT人员来维护和管理网络的硬件资源,这样就可以避免网络袭击。可以轻松共享数据,经过云计算,我们可以很容易的在不同的设备和应用程序之间共享数据。更好的保存个人信息,情况最常见的类型是:用户常常会在规定的时限储存数千信息在电脑或手机上的联系人,只能同步联系人。然而,由于不同的方法来同步该设备具有的各种数据,并且操作是非常复杂的,因此有对不同的信息装置之间的更新的联系人的保存和维护,一定有足够的时间和精力解决,但是,如果使用云计算,那么它可以使这些问题变得很容易。云计算网络模式应用程序,只需要有一个数据,在云的另一端进行保存,对于所有的电子设备,网络用户简单的连接到同样的数据。然而,有一个更全面的安全管理机制,只有可以访问权限的人,可以分享所存储的数据。云计算为用户提供了额外的数据存储和管理控制,同时还为用户提供了强大的运算能力,所以要保证完成各种应用。驾车出行时,人们只需要连接手机和网络,他们可以很直观地看到实际的交通情况和自己的区域卫星图,然后结合自己的行车路线,能够在最快的时间里到目的地,充分利用网络和周围的朋友推荐的较好的餐厅和风景名胜区的位置。此外,还可以预订酒店目的地,可以从远处将照片与朋友分享。这些是其他电子设备很难实现的,但在云中的另一部分,是一个很大的大型集群服务器的组合,要做到上述各点是非常容易的。实际上,单个设备的能力是固定的,但是云计算的潜力是无限的。

2云存储未来发展趋势

云存储已经成为存储将来发展的方向,目前多家供应商把不同类型的搜索、技术和云存储的应用程序相结合,提供一系列的企业数据服务,使得其更好、更安全。云存储的发展趋势,主要是未来发展的安全性、便携性和兼容性等。

2.1云存储的安全性

现在安全问题是用户都在关注最有潜力的云存储。传统的计算机用户都适应了这样的机器上运行安装软件,增加对“云”的发展机会,掌上电脑、智能手机等高智能产品不断出现。然而,云服务的开发是基于真实、快速的网络,因此网络基础设施的发展,以及无线网络的广泛覆盖了良好的“云”技术服务,为发展带来了机遇。安全和自由是个人用户的存储空间的根本要求,但同时会带来不安全,由于用户自己担心数据传输可能被截获或更改,因此使用者不放心把他们的隐私和重要文件放进去。对于用户的敏感信息,如账户名、密码应受到保护,其中,因为安全问题一般通过电子邮件和CRM应用程序提供的服务。云存储现在也是在一些较大的文件传输,数据共享,以及音乐文件的收集。

2.2云存储的便携性

便携式数据存储也是一些用户需要思考的事情。有很多大型ISP承诺提供的本地存储相媲美的优良传统数据便携性的解决方案。构建私有云,或VPN,是部分一些企业用户的云存储,尤其是对设计的要求,合资公司的分支机构的大型项目中,除了云存储作为云计算平台提供存储资源,可以使用数字资产的集中管理,而且还可以保护不同站点之间数据的一致性,促使更好地完成工作。便携的特点可以帮助用户转移为他所选择的任何媒体,甚至是专门的存储设备中的全部数据。

2.3云存储的兼容性

对于企业来说,一个主要的问题是如何能使现有业务系统转移到云平台,尤其是企业,一个小错误的发展,可能会导致无法承受的经济损失,因为他们有限的容忍错误能力。因为不同云服务提供商的接口是不同的,结构是不一样的,因此有兼容性问题。云和云之间的沟通问题,但还需要一个解决方案。将不能够将数据迁移到一个较低的水平,传统的ILM没有部署到市场上的云计算平台。这些都需要现在能够部署云计算平台,采取适当的存储产品。在实际使用中,用户的部署往往发现后续扩展,往往只需要最低的成本最低的扩展存储介质,它提供了传统的云计算平台的整体性能无法相比的优势。

3结语

存储技术论文篇3

例如我在教《用温度计测量水温》的时候,我要求学生温度计不能碰到杯子,也不能拿出水面观察,眼睛要平视,可是学生在实验的过程中,往往不经意地进行错误的操作,有的同学眼睛没有平视温度计,有的同学把温度计拿出水面来看。这时我就用手机拍下他们一些正确操作方法和不正确的实验操作方法的画面,然后放到投影上让大家来讨论分析,哪些同学的操作是正确的,哪些同学的实验操作是不正确。通过这样的比较,同学们都因为有了图片的参考而加深了印象,规范了实验操作。

二、及时展示学生自己拍摄的实验的过程,增强实验兴趣

由于小学科学的很多实验内容不是一堂课就能完成的,需要同学们回家通过一天、一个星期、一个月甚至更长的时间来完成,比如种植、养殖等实验。可我们要展示这些实验结果的时候,由于重量、大小、交通、安全等客观因素的影响,实验成果很难带到学校来。如果同学们没有相关的图片资料汇报实验情况,很难具有说服力。于是我就让同学们在家里把实验的过程通过手机采样拍照的形式进行记录,然后再通过QQ、邮箱、微信等方式,把照片传给我,我再将同学们的照片放到云盘里,然后在上课的时候用图片的形式进行展示,跟同学们的汇报相结合,从而达到预期的效果。例如我在教《凤仙花的一生》这一单元的时候,要求学生把凤仙花的发芽、长叶、开花、结果等过程全部用照片的形式进行记录,然后组成凤仙花的一生的成长系列照片。结果有些同学没有完成,有些同学却完成得非常好,当我把他们的照片展示在同学面前的时候,其他同学不由得发出赞叹声。通过这些图片的展示,既达到了科学教学的需要,又激发了没有做实验的同学的实验兴趣,也坚定了这些同学以后做实验的信心。

三、及时扫描学生图文资料,开展实验汇报

多年来,实物展示台由于它方便、直观的特点,一直是我们广大教师受欢迎的教学工具。在我们科学实验课中,如果要进行汇报、讨论时,那就要把学生写的实验设计方案、实验记录报告单等一些文字或图片资料拿到展示台来展示,然后大家边看、边听、边讨论,享受着展示台给我们带来的方便。但是在使用展示台来展示学生的相关图片等资料的时候,我发现也存在一定的问题:首先是要学生依次到上面来展示,这样大家走来走去,既不方便,又费时;其次是同学不愿意上台来展示,五、六年级的同学,由于多种因素的影响,学生举手跟上台的欲望越来越低,这样一来在他们中就会有一些具有展示意义的资料被埋没了;最后,其中一些非常好的实验设计方案或者典型错题等具有一定参考价值的纸质资料由于保管困难、不便于共享、不便于查阅、无安全备份等等诸多的困难,没有办法让其他班级学生或者是以后的学生参考。如果在这些时候,我们用手机来扫描学生相关的图片跟文字资料,然后同步到云盘里,再通过电脑投影到屏幕上来展示,那就可以弥补使用展示台展示的不足。例如当学生在下面写实验设计方案或者填写相关资料的时候,当我看到有一定的代表性,或者有一定的典型性的案例,就用手机上的扫描软件把图片或文字资料扫描下来,扫描软件可以通过智慧精准的图像裁剪和图像增强演算法,保证我们扫描的内容清晰可读,比照片拍摄、实际展示都要清晰得多。手机上的扫描软件可以把我们一次扫描的几张或者几十张图片资料生成PDF文件,同时把PDF文件通过云传输上传到云盘,这样我们在用户端电脑上就可以将这些资料以文件的形式展示在学生面前。通过扫描的方法,既可以进行很好的展示,又能保存学生的图片跟文字资料,真可以说是一举两得。

四、及时保存学生的实验成果

存储技术论文篇4

本论文主要研究论文中FCSAN存储方式结合了FC光纤通道技术和SAN存储系统技术,实现了存储设备间和计算机控制系统与存储设备的高速数据传输,为艺术类高校进行教学视频、音频管理提供一种解决方案。

【关键词】入侵检测 云计算网络 CloudIDS 防御系统 神经网络

计算机技术的飞速发展给高校的音乐教学方式带来了巨大变化,借助先进的计算机技术,高校音乐教学方式不再局限于传统的知识传播方式和音乐教学手段。近几年来,高校的扩招使得高校在校学生人数不断增加,高校音乐教学质量也就成为社会关注的热门话题,高校多媒体音乐系统的出现有助于提高高校的音乐教学质量。在音乐教学管理系统中引入流媒体技术将传统教育模式转换成影音模式、广播音乐教学、音乐教学示范、消息发送、远程管理等模式,可以通过高效的交互实现双向交流。但随着多媒体教学在教学管理中的应用,随着时间的推移其教学相关视频、音频类多媒体文件越来越多,其多媒体文件存储将面临着考验,本文主要讨论FCSAN存储体系在音频、视频多媒体文件存储上的应用。

1 音乐教学设计原理

本论文中多媒体音乐系统中包含教学管理功能、学生信息管理功能、答疑交互管理功能。其中音乐教学视频管理功能负责视频音乐教学流媒体数据管理,互动音乐教学管理功能则主要负责交互视频音乐教学、视频直播音乐教学、电子白板音乐教学,视频直播音乐教学、语音聊天,视频聊天,文字聊天和电子白板等与互动视频管理相关功能,同时也负责教师音乐教学管理功能、学生信息管理功能、答疑交互管理功能、学生信息管理、试题管理、成绩管理,系统权限管理主要负责系统权限管理、用户基本信息管理、系统数据库管理,统管理功能处理对系统中用户的管理外(用户权限分配、增删用户),还需要对系统中的数据进行维护管理,系统中有些数据必须进行定时的备份,防止重要数据的丢失或破坏。其中教师音乐教学管理功能、学生信息管理功能、答疑交互管理是互动音乐教学管理功能的基础。

1.1 在线交互存储管理

在线交互管理主要针对教师在线音乐教学过程中,让制定的音乐教学计划得到更好的执行,在线音乐教学气氛等到调整,保证在线交互音乐教学的质量。在在线音乐教学的模式下,学生可以对老师提出的问题进行交互式沟通,沟通的方式除了单纯的文字沟通外,还可以借助第三方设备(软件)进行语音沟通。

1.2 在线多媒体文件存储管理

在线交互管理主要是对多媒体文件共享、实时答疑、提出疑问、知识扩展以及班级通知等几个方面进行管理。多媒体文件共享的管理要对每次在线课堂上教师的音乐教学多媒体文件(音乐教学资料、布置的作业多媒体文件、课件多媒体文件等)进行实时管理,这些多媒体文件是每个在线的学生都能访问的,为了防止同学对共享多媒体文件修改或者恶意删除,系统在管理过程中会对用户的权限进行严格限定。

2 存储系统设计

2.1 系统概述

教学视频管理中教师音视频广播主要是完成教师音视频广播、音视频编码、流媒体上传、流媒体下载、流媒体信息传递,系统可以在教师现场直播教学时一般录制一遍将视频信息并发给客户端应用程序端,服务器以flv格式保存录制视频,客户端则以SWF文件进行接收教师在线视频,其客户端应用程序与服务端应用程序间通信过程。视频管理核心组件包括维护页面、视频下载、视频上传、视频浏览、信息、系统登录;视频上传是指将教学视频上传到服务器中,学生进行完实时在线互动教学后可以通过视频查询功能回顾教学内容。

2.2 FCSAN存储系统设计

2.2.1 SAN和FC技术

SAN是即时高速访问网络中大容量存储设备中数据的存储系统,它可以提高网络中存储设备间、计算机控制系统与存储设备间的数据交换和控制交互。FC为光纤通道技术,通过在不同存储设备间、存储设备与计算机控制系统间建立FC光纤通道提高数据通信。FC为光纤通道技术中支持IP协议、小型计算机系统接口(SCSI)协议等,具有高速数据传输率、连接距离远、扩展能力强、可靠性高、多协议映射、开放的标准等特点。

2.2.2 FCSAN存储方式

FCSAN存储方式结合了FC光纤通道技术和SAN存储系统技术,实现了存储设备间和计算机控制系统与存储设备的高速数据传输。主流FCSAN存储方式有DAS(直接存储)、NAS(网络附加存储)、SAN。通过SAN网络将存储设备以及服务器相连,当有海量数据的存取需求时,数据完全可以通过SAN网络在相关服务器和后台的存储设备之间高速传输,它简轻了LAN数据传输负载,保障了原有网络应用的顺畅进行和获得更高速的数据传输率。

3 FCSCN存储性能分析

因为存储子系统是耗时较多而且也是较为复杂的一个节点,对其正确的描述、分析和估算对整个系统的影响十分重大,所以对存储子系统部分的校正是最值得考虑的部分之一。接下来我们着重考虑对存储子系统部分的分析模型进行校正。如前文所述,笼统的讨论分析模型的校正是困难的、难以深入的。故而,本节我们仍将接合一个实例,即考虑并行SCSI连接多个磁盘时Rund现象对模型的影响,由简入深的讨论分析模型校正,以期通过这一系列的讨论,展示类似模型校正的框架、规律和分析与讨论的经验。

在进行SAN性能分析模型的应用、扩展与校正中。首先,在分析模型的应用方面,在比较和分析目前工业界主流的SAN系统性能监控方法(带内方法和带外方法)的原理及优缺点的基础上,我们提出了基于SAN性能分析模型的SAN系统性能监控方法。除了给出本方法的原理,我们还给出了基于本方法的SAN系统的性能监控系统的实施和构造方法,以及实施和操作的基本流程。我们可以看到,基于SAN性能分析模型的SAN系统性能监控方法较之目前工业界主流的带内方法和带外方法,具有实施代价较小、对被监控系统本身影响小、较为独立和公正、相对健壮等一系列优点,为目前处于平台期景况的SAN性能监控领域开拓了新的思路,极具成为第三种主流方法的潜质。上述方法中性能分析模型的建立基于上一章对整个SAN系统性能建模及其分析、讨论的框架。从文章的分析中我们可以看到,尽管性能分析模型的计算结果会与真实情况略有差别,但是这些结果仍然可以为性能管理提供有意义的信息。而现有的带内和带外方法所获得的结果也因为会引入噪声或延迟而不完全与真实情况吻合。随着基于存域网的海量存储系统性能分析建模技术的不断进步,本方法获得的性能指标值将越来越精确。同时,我们应该看到,对于性能管理而言,通常透过性能指标值所获得正确结论或趋势要比这些值精确度提高了百分之几要重要的多。

4 结束语

音乐教学平台由于是面向互联网用户和校园用户和其存储的资源是异构性数据和非结构化数据记录,为了能为学习者提供较好的服务质量,资源平台在物理存储结构上采用了FCSAN存储体系,实现存储系统能便利、无障碍地进行升级。

参考文献

[1]詹斌欠,黄瑞萍.构建“CAI系统和网络环境下创新性教学模式”整体改革方案[J].教育导刊,2014,11(07):3-10.

存储技术论文篇5

关键词 计算机 数据 存储技术

中图分类号:TP311 文献标识码:A

0引言

现代社会,计算机是一种十分常见的事物,无论是在生活中、学习中还是工作中,计算机都随处可见,计算机技术也无时无刻不在影响着我们的生活,计算机在最初的阶段,所涉及和被应用的领域也不是非常广泛,所以,计算机需要运行的程序和需要存储的数据在有所增加,进而就需要计算的作出相应的完善。基于计算机的运行速度加快的需要和对信息存储量的增加的需求,计算机需要在发展变化的过程中,逐渐完善有关软件和硬件设施。尤其是现代社会,计算机的大部分工作的基础都是用于数据的处理,处理数据量在增大的同时,数据的价值也在逐渐的提高。数据在逐渐发展的过程中,成为了一个独立的实体,自由存储,也不属于其他任何的有关系统之内,就是相对独立的实体。并且,数据在被处理的过程中,有着共享性的特点,也是一种存储和保护的有价值的实体财富。由此可见,对数据的存储设备的研究开发和保护也变得越来越重要,对信息存储技术的研究也是一项有着极高价值的活动和行为。

1 计算机数据存储技术的必要性

计算机数据是计算机主要运行的数据基础,计算机的需要量很大,自然对出具的处理和存储能力的需求就非常大,不难得出结论,计算机数据存储技术的研究是一个十分重要,而且意义重大的研究问题。下面,从以下几个方面,对现代计算机数据存储技术的重要性进行分析。

1.1数据存储技术是大数据时代的时代要求

随着信息技术的飞速发展,数据产生的量非常大,数据产生的手段也非常先进,同时数据获取的手段也是多渠道的。在这样的背景之下,面对大量的数据,对数据处理的要求就自然而然的有所升高,大规模的数据密集型应用系统数据量也在呈指数级的上升趋势,可以说是一个爆炸式的增长,目前被称为是“大数据时代”。正是这样的社会背景,大数据时代,顾名思义数据量是很大的,那么每个单位就需要一种可以处理大数据的程序和工具。在这样的趋势下,在未来的发展中,这样的势头不会减少只会增加,数据量的增大,原有的数据处理的系统必然会在这时出现无法满足目前大量数据的需求,这样现代的计算机数据存储技术的出现就是必然的事件了。时代的发展,科学技术的发展,数据的数量的变化,都是这个时代对计算机数据存储技术的发展要求,计算机技术在这个变化的过程中起着非常重要的作用。

1.2方便了信息的管理

现在的社会的节奏非常快,每天的信息量都非常大,生活中是这样,工作中就更是让人手忙脚乱,在这个时代中产生的信息和需要处理的信息量也在逐渐的增大,那么对信息的处理工具和程序的要求自然也在提高。可以存储大量、复杂种类信息的载体就是当前环境所需要的。信息的管理是一个复杂的过程,如果没有很好的信息存储的系统,那么就会严重影响信息的质量,就会为以后的工作带来很多不必要的麻烦。现代计算机存储技术的诞生,为信息管理系统的存储带来了方便,可以保证大量的信息可以有空间存储、按照种类的不同分类存储、根据信息的使用频率分别存储等,这些对于信息管理过程中信息的存储都是有很大的益处的,现代计算机数据存储技术为信息的管理提供了可以直接利用的技术支持和手段,为信息的有效管理提供了很大的方便。

1.3保障企业内部数据安全

现在的社会中,无论是什么样的企业,一定会有很多电脑办公的环境和情况,就是一种依赖计算机运行来处理公司一些事务的情况,那么计算机的的效率就对企业产生非常大的影响。在传统的情况下,使用电脑办公所占的比例相对较小,但是,现在这个时代,信息化办公已经是一个主流的形式,面对着这样的情况,依赖计算机,其实就是依赖计算机的对数据的处理,既然是这样,对计算机数据存储的需求就有所表现。现在计算机的使用非常多,那么也就是计算机的数据存储和处理出现的非常频繁。数据量大,就非常容易出现数据之间无法明确任务,对数据的安全性造成一定的威胁,现代计算机数据存储技术就可以在更高的程度上避免这种数据安全性受到威胁限制。

2现代计算机数据存储的有关技术

面对与日俱增的数据量,为了满足这样的数据量的存储需求,多种存储技术应着需求在逐渐的发展起来,各种技术有着各自的存在理由和各自的发展优势,下文分析几种技术的详细原理和应用。

2.1磁盘阵列技术

磁盘阵列是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的连接,在读写的过程中,多个硬盘同时进行,降低了在读写过程中发生的错误,提高了技术处理的效率,和可靠性。磁盘阵列技术主要针对的寸处对象是计算机的硬盘,磁盘阵列技术是目前很多领域应用的技术,主要是利用数据组的形式来作为磁盘,配合着数据分散排列的设计,有效提高数据的安全性。一个硬盘连接多个硬盘,进而多个硬盘一起进行读写的程序,不难理解,在对数据进行读写的过程中,效率是非常高的。磁盘阵列技术在对数据进行存储时的存储速度是非常快的,同时安全性在很大程度上可以得以保障,并且该技术的可靠性也是非常高的。

2.2 NAS技术

NAS是一种特殊的专用数据存储的服务器,有单独的存储处理核心,CPU、内存、操作系统等,也常被称为是一种网络附加的存储技术。NAS技术通过网络把文件系统和存储系统连接在一起,控制器来运行和维护文件系统,判断文件的流向。在使用的过程中,服务器与存储设备互相分离,也就是说NAS是一个独立于外的单独个体。由于独立性,当有一个设备或系统出现不能正常运行的状况时,不会影响其他的系统的运行,不会因为以处的故障而影响整个存储系统的正常工作,是一个比较适合应用于大范围的技术,而且应用起来更加方便。

2.3 SAN技g

SAN是一种存储的域网络,是网络存储技术的核心,企业在业务系统方面的核心部分,可以借助于具有高可靠性、高性能的数据访问方式,这是SAN技术的好处所在。对于SAN技术而言,相关联的存储设备可以通过效率高的连接设备与多种服务器进行谅解,这种配置对于所有设备而言都可以进行连接,也就是在服务器和存储器之间的连接提供了一个很好地纽带。SAN技术可以满足多客户同时运行的需求,还可以在很大程度上保证应用性能的稳定性。随着自身存储容量的增大,SAN还可以允许用户独立增大自身的存储容量,不仅可以很好的存储数据,还可以实现对存储资源进行集中的管理。SAN技术的应用具有很高的灵活性,存储设备和数据的管理方式发生了一定的改变,在SAN网络中,不再是某一个占据主导地位的设备可以连接,有效的提高了存储数据资源的共享性。

2.4云存储技术

云存储是当今社会非常热门的话题,我们身边也有一些常见的应用,比如,我们自己日常的学习和工作中使用的百度云,就是一种云存储的技术应用。云存储,就是通过集群技术、网格技术等系统功能,把网络中各种类型的存储设备通过应用软件集合起来,使之协同工作,一起对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储可以说不是一个单独的存储的技术手段,但是可以说是技术的结合体,也是一种技术的手法的表现,毕竟达到了存储的效果,同时还可以很大程度上提高了存储的效率,而且数据存储技术的结合使用,满足了不同类型数据存储的需求。

3存储技术的选择使用细节

存储的技术有很多种,那么作为一个独立的单位在选择存储自己的内部数据信息的过程中,也不是盲目的选择的,而是在作出选择的时候,要有一定的选择的理由,下面就是技术在实践的使用中应该注意的几点问题。

3.1科学合理的选择和使用

多种计算机数据存储的优势已经明确,但是在选择和具体的使用中,还是要非常注意一些问题的。在选择使用之前,一定要认真分析自己企业内部数据存储的要求,是否该项技术的应用可以满足的,一定要结合实际情况,准确对自己的情况加以明确,确保做出的决策可以为企业内部数据的存储带来好处。

3.2使用者要了解该技术

技术的应用目的是提高数据存储的效率和水平,那么前提一定是对技术有所了解,明确技术应用前的准备,以及在技术的应用过程中,需要注意什么问题。如果,使用者不了解技术,就盲目的引入应用,比较不好的情况就是技术的核心功能不能有效的发挥,不可以为企业提供方便。使用者要明确各种存储技术的特点,确保在使用的过程中对该技术的操作得心应手,这样才可以达到预想的技术引入的结果。

3.3使用过程中注重结合企业的实际情况

现代计算机数据存储技术是一种固定的技术手段,有多重表现形式,如果应用到自身的数据存储系统中,每一个企业的数据存储的原有实际情况都是有一定差异的,所以,在使用的过程中,不要完全按照既定的思维模式和对该技术的认知来思考技术的使用,而是要顺应技术的需求,调整对技术的理解和认识。确保技术的应用可以真正的实现企业内部数据的科学合理有效存储。

4总结

在现代这个科学技术发达、计算机应用普遍、计算机数据量极大的社会环境中,计算机数据存储的安全性、高效性、可靠性等重要性能,越来越成为人们关注和讨论的重点话题,当然技术的使用也成为了技术研究者研究的重点内容。现代计算机存储技术的有效合理使用,很大程度上解决了上述部分问题。计算机存储技术在逐渐的发展过程中汇总,已经衍生出了自己独特的个性结构,保证的信息的存储安全、独立,提高信息存储量,保证了数据存储的目的实现。在以后的环境中,对计算机数据存储技术的研究和开发仍然是一个重点的话题。

参考文献

[1] 贺丽萍.现代计算机数据存储技术探析[J].船舶职业教育,2013,04:61-63.

[2] 姚晓毅.计算机数据存储备份技术探析[J].电脑编程技巧与维护,2015,10:63-68.

[3] 雷磊,王越,孟粉霞. 计算机数据安全存储技术及应用[J]. 网络安全技术与应用,2012,04:33-36.

[4] 白亚光.计算机数据存储技术研究[J].计算机光盘软件与应用,2012,23:93-94.

[5] 徐新阳. 计算机数据存储安全分析及防范技术探讨[J]. 河南科技学院学报(自然科学版),2014,03:76-78.

存储技术论文篇6

关键词:虚拟化;分布;云存储

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)11-2641-02

云存储是实现云计算服务能力的不可或缺的关键要素。从狭义上来说,云存储是指通过虚拟化、分布式技术、集群应用、网格技术、负载均衡等技术,将网络中大量的存储设备通过软件集合起来高效协同工作,共同对外提供低成本、高扩展性的数据存储服务。从广义上来讲,云存储可以理解为按需提供的虚拟存储资源,如同云计算的Paas、Iaas服务一样,可称为数据存储即服务(Data Storage As a Service,DaaS),即基于指定的服务水平请求,通过网络提供适当的虚拟存储和相关数据服务。

云存储技术的发展,是因为传统的盘阵存储由于高成本和系统的高负载性,已经难以适应云计算服务对存储的需求。传统盘阵虽然利用专有的、定制设计的硬件组件和互连接口设计集成在一起,保障了的存储的性能和可靠性,但是其单点扩展存在容量上限和接口带宽等限制,面对PB级的海量存储需求,无论是SAN或NAS在容量和性能的扩展上均无法满足应用的需要;且盘阵造价昂贵,标准化程度较低,组件的更换常常导致系统故障或者硬件的升级,从而导致存储成本居高不下。

由此,为实现存储的低成本、高可扩展与资源池化,云存储技术应运而生,这其中最关键的是存储虚拟化技术与分布式存储技术的应用[1]。从短期来看,存储化技术可以充分提升现有存储资源的应用水平,实现资源池化,提升设备使用率,降低管理成本。从长远发展来看,分布式存储技术则是未来云存储的发展趋势,分布式存储底层可构建在标准X86服务器集群之上,通过分布式文件系统对外提供弹性存储资源,可选择SATA作为存储实现方式,根据应用需要提供丰富的服务接口,从而大大降低了存储成本。同时基于X86的分布式存储的集群架构也实现了较强的Scale-out扩展能力。

该文的第二章对现有的三种类型的存储虚拟化技术原理及应用进行了详细分析,第三章对分布式云存储的技术发展和应用进行了分析和研究,第四章给出了研究结论。

1存储虚拟化

存储虚拟化技术主要指通过在物理存储系统和服务器之间增加一个虚拟层,使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列,实现从物理存储到逻辑存储的转变。从而能够把不同品牌、架构甚至不在统一物理居址的存储设备统一到一个(若干个)虚拟的存储资源池,实现存储资源的统一调度、管理和使用。存储虚拟化技术是传统存储向云存储过渡的重要中间技术,在实现存储资源管理统一、高效的同时,使得存储资源的调度、增减对用户完全透明,使存储资源具备了支撑云计算服务的能力。

1.1主要存储虚拟化技术

存储虚拟化技术虽然不同设备与厂商之间略有区别,但从总体来说,可概括为基于主机虚拟化、基于存储设备虚拟化和基于存储网络虚拟化三种技术[2]。

1)基于主机的虚拟化存储的实现,其核心技术是通过增加一个运行在操作系统下的逻辑卷管理软件将磁盘上的物理块号映射成逻辑卷号,并以此实现把多个物理磁盘阵列映射成一个统一的虚拟的逻辑存储空间(逻辑块)实现存储虚拟化的控制和管理。从技术实施层面看,基于主机的虚拟化存储不需要额外的硬件支持,便于部署,只通过软件即可实现对不同存储资源的存储管理。但是,虚拟化控制软件也导致了此项技术的主要缺点:首先,软件的部署和应用影响了主机性能;其次,各种与存储相关的应用通过同一个主机,存在越权访问的数据安全隐患;最后,通过软件控制不同厂家的存储设备存在额外的资源开销,进而降低系统的可操作性与灵活性。

2)存储设备虚拟化技术依赖于提供相关功能的存储设备的阵列控制器模块,常见于高端存储设备,其主要应用针对异构的SAN存储构架。此类技术的主要优点是不占主机资源,技术成熟度高,容易实施;缺点是核心存储设备必须具有此类功能,且消耗存储控制器的资源,同时由于异构厂家磁盘阵列设备的控制功能被主控设备的存储控制器接管导致其高级存储功能将不能使用。

3)基于存储网络虚拟化的技术的核心是在存储区域网中增加虚拟化引擎实现存储资源的集中管理,其具体实施一般是通过具有虚拟化支持能力的路由器或交换机实现。在此基础上,存储网络虚拟化又可以分为带内虚拟化与带外虚拟化两类,二者主要的区别在于:带内虚拟化使用同一数据通道传送存储数据和控制信号,而带外虚拟化使用不同的通道传送数据和命令信息。基于存储网络的存储虚拟化技术架构合理,不占用主机和设备资源;但是其存储阵列中设备的兼容性需要严格验证,与基于设备的虚拟化技术一样,由于网络中存储设备的控制功能被虚拟化引擎所接管,导致存储设备自带的高级存储功能将不能使用。

1.2存储虚拟化技术对比

被节用表格的方式对三种存储虚拟化技术的技术优点与缺点、适应场景等进行了分析对比,结果见表1。

表1存储虚拟化技术对比

2分布式存储

分布式存储相比传统的集中阵列存储设备,其技术和解决方案,还处于发展初期,总体来看只具备部分场景下的存储需求实现能力。但是从发展趋势来看,通过一个可扩展的网络进行连接各离散的处理单元的分布式存储系统,其高可扩展性、低成本、无接入限制等优点是现有存储系统所无法比拟的。该文的分析研究将以目前发展的分布式块存储、分布式文件系统存储、分布式对象存储和分布式表存储这四种分布式存储技术为对象进行。

1)分布式块存储:块存储就是服务器直接通过读写存储空间中的一个或一段地址来存取数据。由于采用直接读写磁盘空间来访问数据,相对于其他数据读取方式,块存储的读取效率最高,一些大型数据库应用只能运行在块存储设备上。分布式块存储系统目前以标准的Intel/Linux硬件组件作为基本存储单元,组件之间通过千兆以太网采用任意点对点拓扑技术相互连接,共同工作,构成大型网格存储,网格内采用分布式算法管理存储资源。此类技术比较典型的代表是IBM XIV存储系统,其核心数据组件为基于Intel内核的磁盘系统,卷数据分布到所有磁盘上,从而具有良好的并行处理能力;放弃RAID技术,采用冗余数据块方式进行数据保护,统一采用SATA盘,从而降低了存储成本。

2)分布式文件系统存储:文件存储系统可提供通用的文件访问接口,如POSIX、NFS、CIFS、FTP等,实现文件与目录操作、文件访问、文件访问控制等功能。目前的分布式文件系统存储的实现有软硬件一体和软硬件分离两种方式。主要通过NAS虚拟化,或者基于X86硬件集群和分布式文件系统集成在一起,以实现海量非结构化数据处理能力。

软硬件一体方式的实现基于X86硬件,利用专有的、定制设计的硬件组件,与分布式文件系统集成在一起,以实现目标设计的性能和可靠性目标;产品代表Isilon,IBM SONAS GPFS。软硬件分离方式的实现基于开源分布式文件系统对外提供弹性存储资源,软硬件分离方式,可采用标准PC服务器硬件;典型开源分布式文件系统有GFS[3]、HDFS。

3)分布式对象存储:对象存储是为海量数据提供Key-Value这种通过键值查找数据文件的存储模式;对象存储引入对象元数据来描述对象特征,对象元数据具有丰富的语义;引入容器概念作为存储对象的集合。对象存储系统底层基于分布式存储系统来实现数据的存取,其存储方式对外部应用透明。这样的存储系统架构具有高可扩展性,支持数据的并发读写,一般不支持数据的随机写操作。最典型的应用实例就是亚马逊的S3(Amazon Simple Storage Service)。对象存储技术相对成熟,对底层硬件要求不高,存储系统可靠性和容错通过软件实现,同时其访问接口简单,适合处理海量、小数据的非结构化数据,如:邮箱、网盘、相册、音频视频存储等。

4)分布式表存储:表结构存储是一种结构化数据存储,与传统数据库相比,它提供的表空间访问功能受限,但更强调系统的可扩展性。大多数表存储的数据可靠性依赖于表存储底层采用的文件存储,对底层硬件要求不高,一般常采用开源软件和通用PC,具有低成本的特性。提供分布式表存储的云存储系统的特征就是同时提供高并发的数据访问性能和可伸缩的存储、计算架构,适合存储海量结构化或半结构化数据。其典型产品代表有Greenplum和谷歌的Bigtable[4]。以Greenplum为例,一般采用MPP(Massive Parallel Processing)架构实现海量数据存储和处理、以及高并发数据读写能力,它实现了SQL到MapReduce的翻译、优化、执行和结果收集,具有良好的扩展能力。

3结论

综上所述,从目前云存储主要技术和解决方案的发展来看,已经具备从传统存储架构向云存储架构演进的条件。具体到技术选择和方案实施层面,首先需要关注存储系统的应用需求,特别是其数据需求量与数据结构特点,从而确定选择的存储技术与方案类型;其次需要考虑是否需要利用现有存储设备,分布式存储技术多数应用了全新的存储架构,一般无法和现有存储设备整合;最后需要从性能实现和存储成本等方面对技术方案进行比较。

参考文献:

[1]李煜民,章才能,谢杰.云计算环境下的数据存储[J].电脑知识与技术,2010,6(5):1032-1034.

[2]白翠琴;王建;李旭伟.存储虚拟化技术的研究与比较[J].计算机与信息技术,2008(7).

存储技术论文篇7

关键词:现代物流;物联网技术;智能仓储

中图分类号:F406.5 文献标识码:A

Abstract: Intelligent warehousing is an important direction in modern logistics industry. The applications of technologies of the internet of things(IoT)provide powerful technical support for the development of intelligent warehousing. An important feature of intelligent warehousing is that it can provide a good storage environment and make the stored products safe and effective according to the characteristics of the products. This article elaborates the applications of IoT technologies in food storage, medicine warehouse, cotton storage. In the meanwhile integrating all kinds of functional storage into comprehensively intelligent warehousing is a technical proposal and establishing an informational, standardized, intelligent and intensive warehousing by using IoT technologies is realistic.

Key words: modern logistics; internet of things; intelligent warehousing

0 引 言

近年恚我国现代物流业不断发展,大部分物流业是传统物流业融入信息化技术[1],少数采用先进的自动化和物联网技

术[2],还有小部分保持着传统的运输方式[3],总体呈现为中间大两头小的橄榄形。全国“十三五”规划中指出现代物流业要加强物流基础设施的建设,大力发展第三方物流和绿色物流、冷链物流、城乡配送。2016年7月份,国务院总理提出以先进的信息技术与物流深度融合来促进物流业的转型升级。总体的方向是让物流业向着先进化、智能化发展。仓储是物流业中不可或缺的环节也是对基础设施要求较高的部分,在供应链中起到了承接上下游的作用,所以物流的智能化也要求者仓储向智能化发展[4]。本文着眼于仓储中的环境部分,探讨基于物联网技术建立信息化、标准化、智能化、集约化的综合性智能仓储的技术方案与应用意义。

1 智能仓储及物联网技术概述

依托于物联网技术的智能仓储,能够有效提高仓储管理的效率和安全,从而促进现代物流的发展,体现现代物流的实用性和先进性。

智能仓储管理对象基本上包括仓、储、物和环境四项。仓是指仓储活动所需的场地、设施、设备;储是指仓储业务及其管理活动,包括出入库业务、出库业务、移库业务、仓储规划、寻址管理和货位管理等;物是指对仓库内商品和工作人员,实现货、人的监管。环境是指人、设备和货物的活动、存放环境因素[5]。智能仓储常采用物联网技术、自动控制技术、智能机器人技术、大数据挖掘技术、云计算技术、智能信息管理技术等先进的技术来实现其对四个对象的管理控制。本文主要探讨的是物联网技术在智能仓储环境监控方面的问题。

物联网从狭义上可指连接物品与物品间网络,用来实现对物品的智能化识别和管理;而广义上的物联网则可以看作是信息空间与物理空间的融合,将一切事物数字化、网络化,在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式,并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为,是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界[6]。国际电联报告提出物联网主要有四个关键性的应用技术:RFID、传感器、智能技术以及纳米技术[7]。这些先进的技术都是为了使人与物之间更紧密的联系,方便人们的生活和工作,是促进社会生产发展的动力。

2 物联网技术在仓储中的应用研究

物联网技术在各类仓储的环境监控中都有着应用,本文着重综述了物联网技术在粮食仓储、医药仓储、棉花仓储环境监控中的应用。

2.1 粮食仓储

物联网技术可以应用于粮食的多个方面:粮食物流、粮食仓储、粮食信息跟踪等[8]。物联网技术在粮食仓储中的应用是本文关注的重点,尤其是对于实时监测粮食的环境,并对环境情况进行反馈控制。

粮食存储在仓库之中,受气候、通风和环境等外界因素的影响,粮食仓库的温度和湿度都会发生变化,从而影响了粮仓中气体、微生物的浓度或数量,进而造成粮食的品质下降。针对这一情况,以粮仓和粮食的温度和湿度作为主要的监测目标并利用温度传感器、湿度传感器、气体传感器、虫害传感器等传感系统对其进行采集。根据采集到的信息进行数据分析,找出关键影响因素,制定决策方案并根据方案自动调节粮食仓储的环境条件,包括自动控温、自动控湿、自动通风以及自动熏蒸等,其简略流程如图1所示。在所示的整个流程中,关键技术主要有传感器技术、传输技术、信息处理技术、智能控制技术等。传感器的选择要满足仓储环境监测的需求,并且保证所采集信息的可靠性;传输技术保证信息传输的及时和准确,如蓝牙、Zigebee、Wi-Fi等无线传输技术;信息处理技术主要是处理大量的信息,提取出对决策控制有用的信息;智能控制技术根据决策的信息智能控制通风、熏蒸、温度和湿度设备的开启或关闭。

在“大蒜之乡”山东省济宁市金乡县建立的全国首个物联网冷库综合监控系统就是一个成功的应用。传统的大蒜仓储环境监控主要通过人工实时监控的方式来进行温度调整,耗费了大量的人力、物力,却无法保证环境监控的精度。由于环境监精度的问题,大蒜出现低温冻坏或高温生芽腐烂的情况时有发生,而且无法及时判断仓库里二氧化碳的浓度含量,会出现因二氧化碳浓度过高造成工作人员窒息的情形。利用物联网技术可以有效改善上面出现的问题。仓库内温度、湿度和二氧化碳浓度等重要的指标信息通过传感器来进行监测,将监测到的数据信息通过无线网络传输到控制中心,控制中心通过与系统预设的温度、湿度和二氧化碳浓度进行比较分析,再通过控制决策中心的指令,自动实现对温度设备和排风系统的控制。同时,还可以随时将仓库内温度、湿度和二氧化碳数值等报警短信发送到手机上,有效实现无人值守、手机端24小时监控,在节约了管理控制成本的同时,也提高仓储管理水平与环境监控的准确率[9]。

粮食仓储环境监控信息感知主要是传感器的使用,利用收集的信息分析控制环境。基于ZigBee技术等无线网络技术通信方式的系统得到广泛应用,使得数据信息的传输更加快速、安全、可靠[10-11]。多传感器融合、无线远程监控等技术的应用研究,也在不断提高粮食仓储环境监测的适用性和稳定性[12-13]。智能自动通风技术可以参考各个参数间的关系,例如温度、湿度等环境参数,通过数据分析找到参数的最佳点,利用智能化控制通风系统,实现仓储环境的控制[14]。气调储粮技术主要监测氧气、二氧化碳等气体数据,调整控制气体浓度,在仓储环境内形成一个低氧、高二氧化碳或者高二氧化氮的仓储环境,从而达到抑制粮食呼吸、杀虫抑菌、延长粮食存储时间的目的[15]。

2.2 医药仓储

2016年3月的山东疫苗事件引起社会极大反响,经食药监管部门核查,两名犯罪嫌疑人经营的疫苗虽为正规厂家生产,但并没有未按照国家相关法律规定运输、保存,而且脱离了2~8℃的恒温冷链,难以保证疫苗的品质和使用效果,注射后甚至可能产生副作用。这一事实说明了医药存储环境的敏感性,这就需要冷链不断流来保证储藏温度。无论对常温或冷链物流体系,由于仓储是其每个重要物流节点的衔接点,不仅涉及生产、储存、运输、销售等环节的启承,也集中了物流体系中的各关键节点间的主要矛盾[16]。本文关注的是医药冷链物流中的仓储环境监测控制。

物联网技术在医药仓储环境监测控制中有如下特点:(1)通过RFID技术,对医药品进行识别,获取药品的信息,根据取得信息确定此类药物的存储温度;(2)通过相应的传感技术感知仓储周围的环境变化,取得周围环境的信息;(3)获取的医药储藏的需求温度和当前周围环境信息的数据,根据数据的变化智能的控制环境,实现医药品可以在自己所需的温度下储藏。基于Agent的环境控制基本结构图如图2所示,Agent通过传感器获取医药存储环境的数据信息,通过自身信息处理,对环境信息的变化做出快速响应,再通过效应器作用于医药仓储环境,从而达到调节控制环境的目的。Agent可以确保不传输有误信息,它的学习能力也让它能够根据环境的变化调节自己,从而满足当前所设定的需求。

传统的医药品存放环境监控都是通过人工监控,人工监管控制无法保证医药品存储环境的可靠性。传统医药环境监控的自动化水平低,不能对医药环境实行自动、实时的监控以及对环境的自动调节控制,从而不能及时发现当前环境数据是否超过预设的数值,造成医药品脱离合适的环境,极易造成损失。基于Agent的h境信息监测系统的研究最近几年十分活跃,该系统融合了环境监测和Agent等学科的最新成果[17]。将物联网技术和Agent等技术的融合,能快速、可靠地获取医药仓储环境的信息,并智能化的自我调节控制环境达到预设值,提升了医药仓储环境监控的自动化、信息化和智能化。

无线射频识别(RFID)技术的应用研究,将数据通过带有传感器的RFID传送至后台处理,利用程序对环境数据进行检测和处理,实现对温湿度等环境信息数据的自动化监测[18-19]。利用无线传感器网络(WSN)和多传感器技术可以获得更多的感知信息,实现对环境信息更加准确、可靠、高效的监控[20-21]。将RFID与WSN技术融合起来组成WSID网络,改善了通信距离、定位追踪、数据融合等技术,不仅提高了监测的时效性和准确性,还极大的降低了成本[22-23]。将物联网RFID技术与基于多Agent的管理系统以及云计算应用相结合,利用Agent的智能性与其他的Agent共同协作完成对应的任务,可以提高管理的信息化以及管理控制的水平和效率[24-25]。

2.3 棉花仓储

中国已成为了全世界最大的棉花生产和消费国家,棉花制品在我国每个家庭中必然存在。棉花是被认定为易燃物的天然纤维,当前有大量棉花储备在物流仓库中,一旦点燃,大火将会在几秒钟内迅速扩张到几百平方米,造成难以估计的损失[26]。除去建筑和管理角度的考虑,本文主要是对棉花仓储的环境监控以及相应防火措施进行分析。

由于棉花易燃、阴燃、自燃的特殊性质,对于棉花仓储的存储的高要求和特殊的防火高要求就更加必要。基于棉花的特殊性质,棉花仓储的温度应保持低于30℃,最大不能高于35℃且相对湿度不超过70%。

通过物联网技术中的传感技术,采用温度传感器和湿度传感器感知仓储环境。而棉花起火最初仅仅是在表层燃烧蔓延,一般都有烟雾、高温和火光,因此采用烟雾传感器、感温传感器和光辐射传感器器等作为防火探测感知器件。利用Zigbee和单片机或其他网络信息技术采集到环境和防火数据,并对数据进行分析处理,来控制报警、防火、灭火等系统。简略的方案如图3所示,棉花仓储整体方案中,由于棉花防火的区域较广,需要接受大量的传感器的数据,还需要长时间的监控并且保证传输信息的及时性,那么采用无线传输技术中的Zigbee技术就是一种很好的方案。Zigbee技术优势:省电,普通两节电池就能使用6个月到2年左右的时间;时延短,可以在ms时间里完成激活和通信;可靠,采用避免碰撞的策略,避免发送数据时候的冲突;网络容量大,一个Zigbee网络可以容纳200多个设备。

传统火灾探测器采用悠闲的通行方式,布线复杂、可靠性低、通信方式拓展性差,且线路容易老化或遭到磨损、腐蚀,有比较高的故障发生率和误报率。采用ZigBee技术构建无线传感网络,将其应用到火灾自动报警系统中的方案,低成本、低功耗的特点克服了有线传感网络的局限性,且其随时可以移动以及添加的特性大大方便了火灾自动报警系统的调整、更新,提高了现有火灾自动报警系统的灵活性。同时增加的移动定位的功能,方便了火灾救援和灭火工作,特别是火灾现场的浓烟密布,无法看清现场的情况,消防工作人员通过移动定位系统,可以与监测控制中心联系并快速确定自己所在方位和火灾的地点以及火灾现场的情况,有效提高了救援和灭火工作的效率[27-28]。

单一的传感器在测量火灾信息时会存在数据可能不完整以及片面的问题,为保证火灾判断的准确性,采用多传感器数据融合的技术,利用计算机技术和算法对信息进行多方面处理分析,从而产生一个能够准确判断当前情况的新信息[29-31]。

3 综合性智能仓储的现实意义

从物联网技术在智能仓储环境控制中的应用中可以看出,大多数的应用都是针对某一具体的行业或某一种特殊产品,基本上是单对单的使用,例如是粮食仓储那么仅仅是用于粮食的存放,其他的不同货物基本就很少有能储藏到其中的。如果仓储存在大量多余的空间,就存在闲置和低利用率的问题,造成资源的浪费,物流的成本也很难降低。本文研究并提出了以物联网技术为核心实现多个功能仓储于一体的智能仓储的方案。

在常见的智能仓储环境控制中,温湿度这一环境参数都是关注的对象,防火报警也是仓储不能缺少的一块,将这两方面作为最基本的智能仓储环境参数。针对不同特性的商品可以添加其相应参数需求的环境检测模块,最理想的综合性智能仓储可以满足任意存储货物的需求,不同存储空间可以满足不同货物的存储环境需求,但这样的代价对现代物流来说是不可能承受的,因此可以考虑几类对于环境要求类似的货物来进行综合,达到任意仓储空间都能满足这几类货物的环境监控。例如粮食和水果这两类,都十分重视温湿度、气体浓度、微生物等环境因素,可以考虑两者的结合,将这两类所需要的所有环境监测传感器件安装在仓库,并且隔离出不同的仓储位置。这样在各个仓储位置都能存储这两类货物,并根据存储的货物进行监控设置,那么仓库的闲置的可能性就会降低。其基本的环境监控设置如图4所示。

随着现代物流的发展,综合性的智能仓储也能一步步前进,在不久的将来也许就可以现一个智能仓储就可以满足绝大多数货物的存储环境监控,这样就能够极大的利用资源,降低物流成本。在实现综合性智能仓储的情况下,如果某一地区发生灾害,就可以选择离灾区最近智能仓储作为应急仓储,无论是水、食品、药物还是被子、帐篷等一系列的救援物资都能快速运入智能仓储保存并及时送入灾害地区,极大方便了不同救灾物资的运输,非常具有现实意义的。

4 总 结

综合性智能仓储的一个仓库可以满足多种货物的存放需求,利用物联网技术实现对不同货物的环境监控,根据监控的情况实时进行智能控制货物所处环境,满足了不同货物的存储,极大提高了仓储资源的利用率,降低物流为不同货物建立不同仓储的成本。仓储以综合性智能仓储为目标,体现出综合性智能仓储的标准化;物联网技术及其智能控制的引入和应用展现了综合性智能仓储的信息化和智能化;综合性智能仓储可以降低物流成本、提升资源利用率,集成了各类货物的存储,彰显了其集约化。

将针对某一具体的行业或某一种特殊产品的单一型智能型仓储升级为满足多方需求的综合性智能仓储,对于物流成本的降低和资源利用率的提升都具有现实意义。本文综述了三类仓储的环境监控情况,提出一种综合性智能仓储的简单方案,希望可以在前人对智能仓储的研究基础上进一步拓展研究的广度和深度。

参考文献:

[1] 吴景新. 论我国物流运输的现状及对策[J]. 黑龙江科技信息,2010(12):90.

[2] 高迎冬,李杰,张颖. 物联网技术在现代物流管理中的应用[J]. 物流技术,2012,31(11):175-177.

[3] 张乐乐,冯爱兰. 现代物流与传统物流的比较分析[J]. 物流技术,2005(7):25-27.

[4] 陈杰. 基于物联网的智能仓储管理系统研究[D]. 合肥:合肥工业大学(硕士学位论文),2015.

[5] 张仁彬. 基于物联网环境的仓储系统架构研究[D]. 郑州:郑州大学(硕士学位论文),2012.

[6] 孙其博,刘杰,黎,等. 物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J]. 北京邮电大学学报,2010(3):1-9.

[7] International Telecommunication Union UIT. ITU Inter-net Reports 2005: The Internet of Things[Z]. 2005.

[8] 徐柏森. 仓储粮情监测物联网组网研究[D]. 郑州:河南工业大学(硕士学位论文),2012.

[9] 武晓钊. 物联网技术在仓储物流领域应用分析与展望[J]. 中国流通经济,2011(6):36-39.

[10] 刘楠螅王磊. 基于ZigBee技术的粮食温度监测系统的优化设计研究[J]. 粮油加工(电子版),2014(9):56-59.

[11] 王亿书. 基于无线传感器网络的粮情监测系统的设计与实现[J]. 计算机应用与软件,2012,29(8):110-114.

[12] 王锋,孔李军,艾英山. 粮情测控系统中多传感器信息融合技术的应用[J]. 农机化研究,2010(2):166-169.

[13] 张振声,刘献国,冯百联,等. 远程粮情无线监控系统应用报告[J]. 粮油仓储科技通讯,2011,27(5):7-9.

[14] 史钢强. 智能通风操作系统水分控制模型优化及程序设计[J]. 粮油食品科技,2013,21(5):109-113.

[15] 张来林,张采林,金文,等. 我国气调储粮技术的发展及应用[J]. 粮食与饲料工业,2011(9):20-23.

[16] 党培. 医药冷链物流仓储管理系统关键问题研究[D]. 西安:陕西科技大学(硕士学位论文),2015.

[17] 苏帅. 基于Agent技术的环境信息监测系统设计与实现[D]. 扬州:扬州大学(硕士学位论文),2014.

[18] 陈宇铮,汤仲品,倪云峰,等. 基于RFID的冷链物流监测系统的设计[J]. 计算机应用与软件,2013(2):263-265.

[19] K. R. Prasanna, M. Hemalatha. RFID GPS and GSM based logistics vehicle load balancing and tracking mechanism[J]. Procedia Engineering, 2012(30):726-729.

[20] 王希杰. 基于物联网技术的生态环境监测应用研究[J]. 传感器与微系统,2011(7):149-152.

[21] Jankovic, Olivera. WSN and M2M technology as support of logistics operations[J]. Put i Saobracaj, 2012,58(4):33-37.

[22] 李斌,李文h. WSN与RFID技术的融合研究[J]. 计算机工程,2008(9):127-129.

[23] Mirshahi, Shiva, Sener Uysal. Integration of RFID and WSN for supply chain intelligence system[J]. Computers and Artificial Intelligence, 2013(10):1-6.

[24] 董景全. 基于物联网和Multi-Agent的智能仓储管理系统[J]. 四川兵工学报,2013(10):52-54.

[25] Pavel, Burian. Multi-agent systems and cloud computing for controlling and managingchemical and food processes[J]. J. Chem. Chem. Eng, 2012(6):1121-1135.

[26] Wen-hui Ju. Study on Fire Risk and Disaster Reducing Factors of Cotton Logistics Warehouse Based on Event and Fault Tree Analysis[J]. Procedia Engineering, 2016,135:418-426.

[27] 朱其祥,吴国新,徐守东,等. ZigBee技术在棉花仓库火灾自动报警系统中的应用[J]. 中国棉花加工,2011(6):19-22.

[28] 张青春. 基于Zigbee技术的火灾探测报警传感器网络设计[J]. 中国测试,2013(4):73-75,80.

[29] 魏宏飞,赵慧. 多传感器信息融合技术在火灾报警系统的应用[J]. 现代电子技术,2013(6):139-140,144.

存储技术论文篇8

论文摘要: 操作系统课程理论性强且内容繁杂,本文设计了基于资源管理功能和技术实现纵横两条线设计的课程知识体系,呈现给学生比较清晰的知识结构,为培养学生从离散到系统性的学习和思维习惯创造了条件。

操作系统是计算机系统的核心组成部分,是计算机系统硬件平台中的第一层系统软件,也是计算机及其相关专业的一门重要专业基础理论课,这既使这门课程的教学学习存在非常大的困难和困惑,又使其无论在教学、科学研究和项目开发中都处于非常重要的地位。

一、课程教学难点

1.理论性强

该课程教学内容理论性强、概念抽象、涉及知识面广,学生时其整体实现思想和技术往往难以理解,学习时有较大难度,大部分学生有一种畏难情绪。因此学生很容易陷入疲于记忆的状态,忽略了对课程各部分间关系和课程教学目标的把握。因而该课程是计算机专业中教师“最难教”,学生“最难学”的课程之一。

2.学习效果见效不快

很多学生对学后有立竿见影效果的课程兴趣较大,如程序设计语言,学生学会了便很快可以就某个问题编写程序上机运行,颇有成就感;而对诸如操作系统这样原理性强,实验要求高,设计一个操作系统又不现实的课程,一些学生因感觉学习后效应不会立即显现而对课程重视度较低。

二、教学目标

操作系统是目前最复杂、技术含量最高的软件,在计算机专业软、硬件课程的设置上起着承上启下的作用,其中的许多设计思想、技术和算法都可以推广和应用到大型的、复杂的系统设计,以及其他领域。因此,其教学目标应重在培养学生理解和掌握计算机操作系统的基本工作原理、设计技术及设计方法,培养学生开发系统软件和大型应用软件的意识和能力,同时还要让学生了解现代操作系统的新思想、新技术和发展研究动向。

三、课程知识体系设计

鉴于以上课程教学难点,教师若能从繁杂抽象的理论中理出一个脉络清晰的课程知识体系呈现给学生,将为有效达到教学目标要求起到事半功倍的作用。该课程教学内容有纵、横两条主线,纵线主要指操作系统各功能的设计思想、处理机制,横线主要指功能实现的具体技术方法、不同环境下的实现差异。因此,整个课程知识体系可按纵、横两条线展开,遵循知识、能力、素质协调发展的原则,从知识模块、知识单元和知识点3个层次来设计。其中知识模块代表特定学科子领域,可包括若干知识单元;知识单元代表知识模块中的不同方向,可包括若干知识点;知识点代表知识模块中单独的主题,是教学活动中传递教学信息的基本单元。

1.纵向功能线

本文的纵向功能线是从资源管理功能出发来设计,通过基于操作资源管理功能的知识建构,学生能明确所学内容在知识体系中的层次、位置、关系。此处为使结构更清晰,按操作系统资源管理功能出发的纵向功能线细化为进程管理、处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口六个知识模块,由此设计的纵向功能线知识结构如下:

(1)进程管理知识模块包括进程概念、进程调度、进程互斥、进程同步、进程通信、进程死锁各知识单元。进程概念包含进程特征、进程状态与转换、进程控制各知识点;进程调度包含调度时机、调度算法、调度过程各知识点;进程互斥包含与时间有关的错误、临界资源与临界区、临界区使用原则、临界区互斥访问的解决途径、临界区互斥访问的解决途径各知识点;进程同步包含信号量同步机制、生产者与消费者问题、读者与写者问题、哲学家进餐问题各知识点;进程通信包含忙等待策略、睡眠和唤醒策略、消息传递策略各知识点;进程死锁包含产生原因、必要条件、解决途径各知识点。

(2)处理机管理知识模块包括分级调度、调度算法、算法评价各知识单元。分级调度包含作业调度、交换调度、进程调度各知识点;调度算法包含作业调度算法、进程调度算法各知识点;算法评价包含作业调度算法评价、进程调度算法评价各知识点。

(3)存储器管理知识模块包括存储管理功能、存储管理方案各知识单元。存储管理功能包含内存分配与回收、地址映射、内存共享、内存保护、内存扩充各知识点;存储管理方案包含分区存储管理、页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理各知识点。

(4)设备管理知识模块包括数据传送控制方式、并行技术各知识单元。数据传送控制方式包含程序直接控制方式、中断方式、DMA方式、通道控制方式各知识点;并行技术包含通道技术、中断技术、缓冲技术、分配技术、虚拟技术各知识点。

(5)文件管理知识模块包括文件结构、文件存储空间管理、文件目录管理、文件存取控制各知识单元。文件结构包含文件逻辑结构与文件存取、文件物理结构与存储设备各知识点;文件存储空间管理包含空闲文件目录、空闲块链、位示图各知识点;文件目录管理包含文件目录形式、文件共享与保护、目录检索各知识点;文件存取控制包含文件存取控制方法。

(6)用户管理知识模块包括命令接口和系统调用知识单元。命令接口包含脱机控制命令、联机控制命令知识点;系统调用包含设备管理类命令、文件管理类命令、进程管理类命令、存储管理类命令、线程管理类命令各知识点。

2.横向技术线

操作系统知识点看似繁杂,但究其原理,在对不同系统资源功能进行管理时,所采取的策略和方法有很多是相同的。因此通过对重要方法和机制进行贯穿式的横向技术线,可使被条块分割的教学内容有效关联起来;通过横纵交错的连接,可使看似离散的知识有稳固而紧密衔接的结构。从操作系统四种重要实现技术出发的横向技术线包括中断技术、共享技术、虚拟技术和缓冲技术。当然,有些技术在其它相关课程中已有介绍,也可看出其在整个计算机系统中的重要程度,由此设计横向技术线知识结构如下:

(1)中断技术知识模块是实现程序并发执行与设备并行操作的基础,它包括中断类型、中断优先级、中断事件各知识单元。中断类型知识单元包括外中断、内中断知识点;中断优先级知识点在不同的系统中有不同的规定;中断事件知识单元包括进程创建与撤消、进程阻塞与唤醒、分时时间片、缺页中断与缺段中断、I/O操作、文件操作各知识点。

(2)共享技术知识模块是提高资源利用率的必然途径,它包括处理机共享、存储共享、设备共享、文件共享各知识单元。处理机共享包含进程的并发执行;存储共享包含外存储器共享、内存储器共享知识点;设备共享包含SPOOLing系统;文件共享包含便于共享的文件目录。

(3)虚拟技术知识模块是把一个物理实体变为若干面向用户的逻辑单元,使资源的用户使用与系统管理相分离,从而提高资源利用率和安全性方,它包括虚拟处理机、虚拟存储器、虚拟存储器方法、虚拟设备、虚拟文件各知识单元。虚拟处理机包含多进程管理;虚拟存储器包含地址转换、中断处理过程、置换知识点;虚拟存储器方法包含页式管理、段式管理、段页式管理各知识点;虚拟设备包含设备共享;虚拟文件包含文件共享。

(4)缓冲技术知识模块是异步技术的实现前提,可大大提高相关资源的并行操作程度,它包括存储管理缓冲技术、设备管理缓冲技术、文件管理缓冲技术各知识单元。存储管理缓冲技术包含快表;设备管理缓冲技术包含硬缓冲、软缓冲、SPOOLing系统中的输入/输出井知识点;文件管理缓冲技术包含记录成组技术、文件表的打开。

四、课程知识体系操作

知识体系的设计显然要有必要的操作作为支持才能使其与学习者间进行互动,形成交流并达到知识的内化。依据上述的知识体系设计,该课程教学可采用以下两个步骤进行操作,一是以“核心拓展”的方式进行纵向功能学习,二是以“小组学习和共同学习相结合”方式进行横向技术综合学习。

“核心拓展”方式中核心指六大知识模块,它们也是该课程的核心内容,教师应结合具体系统的具体实例以讲授方式进行,讲授过程中对于一些关键算法一定要以具体实例加以讲解,不能照本宣科。“小组学习和共同学习相结合”方式可采用将多次出现的具体技术单独提出来,讨论哪些功能应用了该技术。分小组,一个小组负责总结一项技术,然后以小组宣讲共同讨论的方式来加深技术对功能的应用。

通过这两个步骤的操作,整个课程的知识体系便可以横、纵两条线的形式清晰地呈现在学生面前,为培养学生从离散到系统性的学习和思维习惯创造条件。

参考文献

推荐期刊