Μέσα αποθήκευσης Ιεραρχία Ψηφιακής Αποθήκευσης
Ιεραρχία Ψηφιακής Αποθήκευσης
Η κύρια μνήμη των ηλεκτρονικών υπολογιστών αποτελείται από μικροτσίπ ημιαγωγών τύπου Dynamic RAM (δυναμικής μνήμης τυχαίας προσπέλασης), τα οποία προσφέρουν, με αρκετά υψηλό κόστος βέβαια, ταχύτατους χώρους αποθήκευσης δεδομένων, των οποίων η επικοινωνία με τον επεξεργαστή είναι σχεδόν ακαριαία. Λόγω της ταχύτητάς τους, οι χώροι αυτοί χρησιμοποιούνται για την προσωρινή αποθήκευση των δεδομένων, κατά τη διάρκεια επεξεργασίας τους από τον κεντρικό επεξεργαστή. Ωστόσο, λόγω των περιορισμών που θέτει η σημερινά εμπορικά διαθέσιμη τεχνολογία γρήγορων ημιαγωγών μνήμης, τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στην κύρια μνήμη των ηλεκτρονικών υπολογιστών χάνονται ακόμα και με τη στιγμιαία παύση τροφοδοσίας του συστήματος με ηλεκτρική ενέργεια. Όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενα κεφάλαια, το πρόβλημα αυτό στο πολύ κοντινό μέλλον δε θα υφίσταται, αφού έχουν κατασκευαστεί ημιαγωγοί μνήμης οι οποίοι είναι το ίδιο ή και περισσότερο γρήγοροι από αυτούς που χρησιμοποιούμαι σήμερα, και επιπλέον έχουν τη δυνατότητα να διατηρούν τα δεδομένα τους και μετά την παύση τροφοδοσίας του συστήματος με ηλεκτρική ενέργεια. Παρ’ όλα αυτά, οι απαιτήσεις μας σε χώρους ψηφιακής αποθήκευσης είναι αδύνατο να ικανοποιηθούν από την κύρια μνήμη του ηλεκτρονικού υπολογιστή, για τον πολύ απλούστατο λόγω ότι είναι δαπανηρή, δεν μπορεί να ξεπεράσει τα 4 GB σε ένα κοινό ηλεκτρονικό υπολογιστή, αλλά και την προσωρινή αδυναμία της να χάνει τo περιεχόμενό της όταν σταματήσει να ρέει ηλεκτρική ενέργεια από μέσα της.
Για την ικανοποίηση των αναγκών μας σε όλο και μεγαλύτερους αποθηκευτικούς χώρους, αλλά και για τη διατήρηση των δεδομένων μας χωρίς τη σπατάλη περαιτέρω ηλεκτρικής ενέργειας, όπως επίσης και για τη μεταφορά τους εκτός του ηλεκτρονικού υπολογιστή, υπάρχει η περιφερειακή μνήμη. Αυτή μπορεί να αντιπροσωπεύεται από κάποια συσκευή εγγραφής και ανάγνωσης μαγνητικών, οπτικών, ή άλλων μέσων μόνιμης αποθήκευσης που παρουσιάστηκαν στα προηγούμενα κεφάλαια. Πριν από δύο δεκαετίες για παράδειγμα, το ρόλο της περιφερειακής μνήμης τον έπαιζε ένας οδηγός μαγνητικής ταινίας ή ένας αντίστοιχος μαγνητικών δίσκων. Ωστόσο, η συνεχή αύξηση των αναγκών μας για ταχύτερους και ακόμα μεγαλύτερους χώρους αποθήκευσης, οδήγησε στο διαχωρισμό της περιφερειακής μνήμης σε άλλες δύο κατηγορίες. Αυτή της δευτερεύουσας αποθήκευσης, η οποία εκφράζει αποθηκευτικές συσκευές ενσωματωμένες στον ηλεκτρονικό υπολογιστή, με τεράστιους και γρήγορους αποθηκευτικούς χώρους, όπως είναι οι σκληροί δίσκοι, και αυτή της τριτεύουσας αποθήκευσης, η οποία παίζει το ρόλο της περιφερειακής μνήμης που έπαιζαν οι μαγνητικές ταινίες και οι μαλακοί σκληροί δίσκοι δύο δεκαετίες πριν, για τον πολύ απλό λόγω πως τα δεδομένα μπορούν να μετακινηθούν εύκολα και με το κατάλληλο περιφερειακό να καθιστούν αναγνώσιμα από οποιοδήποτε άλλο ηλεκτρονικό υπολογιστή.
Εικόνα 114. Ιεραρχία αποθήκευσης (η οριζόντια τομή του τραπεζίου δηλώνει χωρητικότητα)
Συσκευές δευτερεύουσας αποθήκευσης
Σήμερα, με τον όρο συσκευές δευτερεύουσας αποθήκευσης αναφερόμαστε αποκλειστικά στους μαγνητικούς σκληρούς δίσκους που βρίσκονται εντός των περισσότερων ηλεκτρονικών υπολογιστών. Στο μέλλον υπάρχει η περίπτωση να μην ισχύει αυτός ο παραλληλισμός, ωστόσο οι ανάγκες του παρόντος καθιστούν το χαρακτηρισμό των μαγνητικών σκληρών δίσκων ως συσκευών δευτερεύουσας αποθήκευσης σχεδόν αναγκαστικό. Τα υπόλοιπα μέσα, που έχουν τη δυνατότητα μεταφοράς των αποθηκευμένων δεδομένων εκτός του ηλεκτρονικού υπολογιστή, ανήκουν στην κατηγορία της τριτεύουσας αποθήκευσης, η οποία μπορεί να χαρακτηριστεί ως η περιφερειακή μνήμη του παρόντος. Οι συσκευές δευτερεύουσας αποθήκευσης, δηλαδή οι μαγνητικοί σκληροί δίσκοι, παίζουν διασυνδετικό ρόλο μεταξύ της κεντρικής μνήμης του ηλεκτρονικού υπολογιστή και της περιφερειακής μνήμης, δηλαδή των συσκευών τριτεύουσας αποθήκευσης. Ο λόγος ύπαρξης αυτού του διασυνδετικού κρίκου μεταξύ της κύριας και της περιφερειακής μνήμης, προέρχεται από την ανάγκη μας για ταχύτερους και μεγαλύτερους αποθηκευτικούς χώρους σε σχέση με αυτούς που προσφέρονται από τη δεύτερη, αφενός για την αποθήκευση των δεδομένων που αφορούν την εργασία του χρήστη, όπως είναι το λογισμικό τα διάφορα δεδομένα κλπ., και αφετέρου για την αποθήκευση των δεδομένων λειτουργίας του συστήματος, όπως είναι το λειτουργικό σύστημα και τα διάφορα εργαλεία διαχείρισής του.
Προς το παρόν, οι μαγνητικοί σκληροί δίσκοι συγκεντρώνουν ιδιότητες ψηφιακής αποθηκευτικές δεδομένων τις οποίες δε πρόκειται να συναντήσουμε σε καμία άλλη συσκευή αποθήκευσης δεδομένων που κυκλοφορεί στο εμπόριο. Η μεγάλη τους ειδική χωρητικότητα, η οποία οδηγεί σε ευμεγέθεις μα συμπαγείς αποθηκευτικούς χώρους, σε συνδυασμό με την αξιοπρεπή ταχύτητα τυχαίας προσπέλασης και μεταφοράς των δεδομένων, τη σχετικά καλή αξιοπιστία και διάρκεια ζωής τους και το σχετικά χαμηλό τους κόστος, σαν αποθηκευτική συσκευή και μέσο αποθήκευσης ταυτόχρονα, είναι οι κυριότεροι λόγοι για την επιλογή τους από την κοινότητα της πληροφορικής ως τη θεμέλια λύση δευτερεύουσας αποθήκευσης.
Η σωστή επιλογή του σκληρού δίσκου είναι ζωτικής σημασίας για οποιαδήποτε εφαρμογή, αφού παίζει σημαντικό ρόλο και στην ταχύτητα εργασίας αλλά και στη διασφάλιση της ορθής και αλάνθαστης διεκπεραίωσης της. Τα κύρια χαρακτηριστικά που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για την σωστή επιλογή του σκληρού ή των σκληρών δίσκων είναι:
α) Ο τύπος διεπαφής (διασυνδετικής διάταξης) μεταξύ του ηλεκτρονικού υπολογιστή και του σκληρού δίσκου, ο οποίος πρέπει οπωσδήποτε να είναι κοινός μεταξύ τους. Ο τύπος διεπαφής παίζει σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των επιδόσεων του συστήματος όπως επίσης και του κόστους του ηλεκτρονικού υπολογιστή αλλά και της συσκευής δευτερεύουσας αποθήκευσης. Οι σκληροί δίσκοι που βασίζονται στην τεχνολογία διεπαφής Fibre Channel (FC) είναι από τους ταχύτερους που κυκλοφορούν στο εμπόριο, ωστόσο η τιμή τους είναι η υψηλότερη, όπως επίσης και η τιμή του τεχνικομηχανικού εξοπλισμού που απαιτείται για τη διασύνδεσή τους με έναν κοινό ηλεκτρονικό υπολογιστή.
Οι δίσκοι βασιζόμενοι στην τεχνολογία διεπαφής SCSI (στις τελευταίες της εκδόσεις, Ultra 160 & 320) παρουσιάζουν ελαφρός υποδεέστερες επιδόσεις σε σχέση με τους αντίστοιχους FC, με ελαφρός χαμηλότερο κόστος απόκτησης. Ωστόσο μεγάλη διαφορά παρατηρείται στο κόστος των ελεγκτών τους και ιδικά αυτών που επιτρέπουν τη συναρμογή τους σε συστοιχίες, το οποίο πολλές φορές κυμαίνεται στο μισό της τιμής των αντίστοιχων ελεγκτών FC.
Οι σκληροί δίσκοι που βασίζονται στην τεχνολογία ATA αποτελούν την πιο οικονομική λύση δευτερεύουσας αποθήκευσης. Οι επιδόσεις τους είναι αρκετά χαμηλότερες σε σχέση με τους αντίστοιχους FC και SCSI και για το λόγω αυτό η χρήση τους δεν συνιστάτε σε εφαρμογές όπου οι επιδόσεις παίζουν σημαντικό ρόλο. Τέτοιες εφαρμογές είναι για παράδειγμα οι εξυπηρετητές δικτύου ή βάσεων δεδομένων με μεγάλο φόρτο εργασίας, δηλαδή την ταυτόχρονη εξυπηρέτηση πολυάριθμων πελατών/χρηστών με δεδομένα. Ωστόσο, σε εφαρμογές γραφείου και προσωπικών σταθμών εργασίας, που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία πολυμεσικών δεδομένων, όπως είναι οι εικόνες, το βίντεο και τα τρισδιάστατα μοντέλα, οι σκληροί δίσκοι με διεπαφή τύπου ΑΤΑ είναι η πιο συμφέρουσα λύση. Οι επιδόσεις τους κυμαίνονται σε αρκετά αξιοπρεπή επίπεδα, πλησιάζοντας δε τις αντίστοιχες των κατώτερων της σειράς, αλλά πολύ ακριβότερων, μοντέλων με διεπαφή SCSI Ultra 160. Η κατωτερότητά τους είναι εμφανή μόνο στην περίπτωση ταυτόχρονης ζήτησης πολλών μικρών αρχείων και αυτός είναι ο κύριος λόγος για τον οποίο δεν αρμόζει η χρήση τους σε εφαρμογές εξυπηρετητών και σταθμών εργασίας υψηλών επιδόσεων. Ειδικότερα όμως, για εφαρμογές επεξεργασίας πολυμεσικών δεδομένων, οι σύγχρονοι σκληροί δίσκοι διεπαφής SATA συνδυαζόμενοι ανά δύο ή και περισσότεροι σε συστοιχίες συνδεδεμένες με το πρότυπο RAID-0, μέσω των εξίσου χαμηλού κόστους ελεγκτών SATA RAID, είναι μια πολύ οικονομική λύση υψηλών επιδόσεων, η οποία λόγω της μεγαλύτερης, σε σχέση με τις αντίστοιχες λύσεις διεπαφής SCSI και FC, αναλογίας επιδόσεων και χωρητικότητας ανά κόστος που παρουσιάζει, έχει αρχίσει να γίνεται αρκετά δημοφιλή λύση.
Οι περισσότεροι σύγχρονοι ηλεκτρονικοί υπολογιστές υποστηρίζουν εκ κατασκευής το πρότυπο διασύνδεσης ATA, είτε στην παλιότερη παράλληλη έκδοση του, είτε στη νεότερη σειριακή έκδοσή του, είτε ακόμα και σε συνδυασμό τους. Έτσι, ο μοναδικός παράγοντας που καθορίζει το τελικό κόστος μιας λύσης δευτερεύουσας αποθήκευσης, βασιζόμενης στο συγκεκριμένο τύπο διεπαφής, είναι μόνο το κόστος του σκληρού δίσκου, το οποίο είναι σχετικό με τη χωρητική του ικανότητα αλλά αρκετά χαμηλότερο από αυτό των ισομεγέθη δίσκων τύπου SCSI ή FC.
β) Ο δεύτερος παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπ όψιν κατά την επιλογή του σκληρού δίσκου και ο οποίος είναι εξίσου καθοριστικός για την ταχύτητα εξυπηρέτησης του χρήστη, είναι ο ρυθμός περιστροφής του εσωτερικού μαγνητικού δίσκου ή δίσκων της συσκευής. Όσο πιο γρήγορα περιστρέφεται ο δίσκος στο εσωτερικό της συσκευής, τόσο περισσότερο αυξάνεται η ταχύτητα απόκρισης της αποθηκευτικής συσκευής στα αιτήματα του χρήστη, δηλαδή, ο χρόνος προσπέλασης των δεδομένων μειώνεται, ενώ αντιστρόφως ανάλογα, ο ρυθμός μεταφοράς των δεδομένων αυξάνεται.
Ο ρυθμός περιστροφής των περισσότερων σκληρών δίσκων του εμπορίου που προορίζονται για επιτραπέζιους και άλλου είδους μη φορητούς και ογκώδη ηλεκτρονικούς υπολογιστές, έχει την κοινώς αποδεκτή τιμή των 7.200 στροφών το λεπτό. Ωστόσο σε σκληρούς δίσκους που προορίζονται για εφαρμογές υψηλών επιδόσεων, η ταχύτητα περιστροφής των δίσκων τους ξεκινά από τις 10.000 στροφές το λεπτό, στα κορυφαία μοντέλα SATA και τα περισσότερα SCSI και FC, και φτάνει και τις 15.000 στα κορυφαία μοντέλα SCSI και FC. Σε σκληρούς δίσκους φορητών ηλεκτρονικών υπολογιστών, όπου η εξοικονόμηση της ηλεκτρικής ενέργειας της μπαταρίας είναι ένα βασικό πλεονέκτημα, ο ρυθμός περιστροφής των δίσκων ξεκινά από τις 4.200 στροφές το λεπτό και φτάνει τις 7.200, για τα μοντέλα υψηλών επιδόσεων. Ο ρυθμός περιστροφής των περισσότερων σκληρών δίσκων που προορίζονται για φορητούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές είναι 5.400 στροφές το λεπτό. Η τιμή αυτή συναντάται και σε μερικά σύγχρονα μοντέλα σκληρών δίσκων, τα οποία δεν προορίζονται για φορητούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές, αλλά θυσιάζουν λίγες επιδόσεις έναντι οικονομικότερης και πιο αθόρυβης λειτουργίας, αφού όσο πιο γρήγορα περιστρέφονται οι δίσκοι στο εσωτερικό του σκληρού δίσκου, τόσο πιο θορυβώδη και ενεργειακά απαιτητική είναι η λειτουργία του.
γ) Το μέγεθος της εσωτερικής αποθεματικής μνήμης (cache memory) του σκληρού δίσκου, συμβάλει και αυτό στον καθορισμό των τελικών επιδόσεων της συσκευής δευτερεύουσας αποθήκευσης. Συνήθως σκληροί δίσκοι με μεγάλη αποθεματική μνήμη παρουσιάζουν και ελαφρώς καλύτερες επιδόσεις. Το μέγεθος της μνήμης αυτής κυμαίνεται μεταξύ 512 kilobyte και μερικών Megabyte και χρησιμοποιείται για την προσωρινή αποθήκευση δεδομένων, τα οποία προορίζονται είτε να εγγραφούν στο δίσκο, είτε να μεταφερθούν στην κεντρική μνήμη του υπολογιστή για επεξεργασία.
δ) Ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων είναι ένας παράγοντας ο οποίος επηρεάζεται άμεσα από τα προηγούμενα χαρακτηριστικά και ο οποίος με τη σειρά του επηρεάζει την ταχύτητα με την οποία εξυπηρετείται ο χρήστης του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Μολονότι η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μεταξύ σκληρών δίσκων με τα ίδια χαρακτηριστικά διαφέρει, η διαφορά αυτή είναι ελάχιστη σε σχέση με τη διαφορά στην ταχύτητα που παρατηρείται μεταξύ δίσκων που λειτουργούν στις 5.400 και 7.200 στροφές το λεπτό ή δίσκων με τύπο διασύνδεσης παράλληλου ATA και παράλληλου SCSI ultra160. Ο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων κάποιου σκληρού δίσκου είναι μια τιμή η οποία συνήθως δεν ανακοινώνεται από τον κατασκευαστή του δίσκου, ωστόσο είναι δυνατό να μαθευτεί από εξειδικευμένες μετρήσεις και δοκιμές που διεξάγονται από περιοδικά και σελίδες του Internet με αρθρογραφία σχετική με τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές.
ε) Ο χρόνος προσπέλασης είναι άλλη μια τιμή εξαρτημένη και από την ταχύτητα περιστροφής του δίσκου, η οποία αφορά το χρόνο που απαιτείται ώστε να ανατρέξει η κεφαλή του σκληρού δίσκου στο σημείο όπου είναι γραμμένα ή πρόκειται να εγγραφούν τα δεδομένα που σχετίζονται με την αίτηση του χρήστη. Αυτός ο χρόνος μετράται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου και όσο πιο μικρός είναι τόσο πιο γρήγορη είναι η απόκριση της αποθηκευτικής συσκευής. Η τιμή αυτή τις περισσότερες φορές ανακοινώνεται από τους κατασκευαστές της συσκευής, ωστόσο καλό είναι να συμβουλεύεται κάποιος και τις μετρήσεις που πραγματοποιούνται από τα περιοδικά και τις ιστοσελίδες του χώρου.
στ) Οι διαστάσεις των σκληρών δίσκων, εκτός και αν πρόκειται για σκληρούς δίσκους φορητών ή σταθερών ηλεκτρονικών υπολογιστών, είναι περίπου οι ίδιες. Για τους δίσκους που προορίζονται για φορητούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές το πλάτος τους είναι προκαθορισμένο στις 2,5 ίντσες, ενώ για αυτούς που προορίζονται για μη φορητούς στις 3,5. Το μήκος και το ύψος διαφέρει ελάχιστα, ανάλογα με τον κατασκευαστή και τη χωρητικότητα του δίσκου και η μόνη εμφανή διαφορά εύλογα παρατηρείται μεταξύ των δίσκων 2,5 και 3,5 ιντσών, για φορητούς και σταθερούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές αντίστοιχα.
ζ) Η χωρητική ικανότητα του σκληρού δίσκου είναι ίσος το βασικότερο κριτήριο επιλογής του, αφού από αυτό εξαρτάται αν θα υπάρχει επαρκής αποθηκευτικός χώρος για την εφαρμογή που προορίζεται ο δίσκος. Η επιλογή της χωρητικότητας του δίσκου πρέπει να γίνεται βάση των αναγκών που υπολογίζουμε ότι θα έχουμε, όπως επίσης θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και η αναλογία χρημάτων ανά Gigabyte αποθηκευτικού χώρου που παρουσιάζει η κάθε συσκευή. Κατά κανόνα όσο μεγαλύτερη είναι η αποθηκευτική ικανότητα του σκληρού δίσκου, τόσο πιο χαμηλή είναι και η αναλογία αυτή. Ωστόσο υπάρχει μια ανωμαλία στις τιμές των τελευταίων και πιο μεγάλων μοντέλων της ίδιας κατασκευάστριας εταιρίας, των οποίων το κόστος ανά Gigabyte προσφερόμενης χωρητικότητας είναι μεγαλύτερο σε σχέση με τα μοντέλα μικρότερης χωρητικότητας. Συνεπώς, εάν το ζητούμενο είναι η μέγιστη χωρητική ικανότητα με το ελάχιστο κόστος τότε η επιλογή πρέπει να γίνει από τα μοντέλα που παρουσιάζουν λίγο υποδεέστερη χωρητική ικανότητα από αυτή των κορυφαίων προτάσεων.
η) Ο μέσος χρόνος πριν από πιθανή βλάβη (MTBF mean time before failure) είναι η τιμή που δηλώνει την αξιοπιστία μιας συσκευής και χαρακτηρίζει το χρόνο που θα περάσει πριν εμφανιστεί βλάβη στο μισό πληθυσμό των δίσκων ίδιου τύπου, από τη στιγμή που αυτοί βγήκαν από τη γραμμή παραγωγής του εργοστασίου. Σήμερα οι περισσότεροι κατασκευαστές ορίζουν την τιμή αυτή κοντά στο 1.200.000 ώρες λειτουργίας, ενώ σε προγενέστερους δίσκους η τιμή αυτή κυμαίνονταν σε 2 με 4 εκατοντάδες χιλιάδες ώρες. Απαραίτητη προϋπόθεση βέβαια για τη μακροζωία του σκληρού δίσκου είναι η αποφυγή υπερθέρμανσής του, είτε κάνοντας χρήση συστημάτων ενεργής απαγωγής της θερμότητας από την επιφάνειά του, όπως για παράδειγμα είναι οι ανεμιστήρες, είτε τοποθετώντας τον στο εσωτερικό του υπολογιστή σε θέση που επιτρέπει την παθητική επαγωγή της θερμότητας από την επιφάνειά του. Η τοποθέτηση του σκληρού δίσκου παρακείμενα σε άλλο σκληρό δίσκο ή άλλη συσκευή, χωρίς κάποιο κενό μεταξύ τους, πρέπει να αποφεύγεται, αφού η αύξηση της θερμοκρασίας στο εσωτερικό του σκληρού μπορεί να προκαλέσει απώλεια δεδομένων, ή ακόμα και μόνιμες βλάβες στην επιφάνεια του αποθηκευτικού μέσου και να μειώσει δραματικά τη διάρκεια ζωής του αλλά και την αξιοπιστία του.
Μια δεύτερη λύση δευτερεύουσας αποθήκευσης, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε εναλλακτικά, είτε συμπληρωματικά των μαγνητικών σκληρών δίσκων, είναι οι δίσκοι στερεής κατάστασης (Flash Disk). Τα πλεονεκτήματα χρήσης τέτοιων δίσκων έγκεινται στους πολύ μικρούς χρόνους προσπέλασης δεδομένων, γύρω στα 0,2 με 0,02 χιλιοστά του δευτερολέπτου, όπως και στους αρκετά μεγάλους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων, οι οποίοι ξεκινούν από 40 και φτάνουν και τα 100 MB/δευτερόλεπτο. Αναφορικά, ο ελάχιστος χρόνος προσπέλασης δεδομένων που μπορούν να επιτύχουν οι μαγνητικοί σκληροί δίσκοι υψηλών επιδόσεων, πιο συγκεκριμένα αυτοί με ταχύτητα περιστροφής 15.000 στροφές το λεπτό, κυμαίνεται γύρω στα 3 με 4 χιλιοστά του δευτερολέπτου, ενώ ο μέγιστος ρυθμός μεταφοράς δεδομένων βρίσκεται μεταξύ των 30 και 70 MB/δευτερόλεπτο. Επίσης, άλλα μεγάλα πλεονεκτήματα των δίσκων στερεής κατάστασης είναι η αρκετά χαμηλότερη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, η αθόρυβη λειτουργία τους, η μεγάλη τους αντοχή στους κραδασμούς και στα χτυπήματα και το μικρότερό τους βάρος. Ωστόσο το μεγάλο τους κόστος, σε συνδυασμό με τη μικρή τους χωρητικότητα, καθιστά τους δίσκους φλας μια από τις ακριβότερες λύσης δευτερεύουσας αποθήκευσης και περιορίζει τη χρήση τους μόνο σε εξειδικευμένες εφαρμογές.
Περιφερειακές συσκευές τριτεύουσας αποθήκευσης
Ο όρος συσκευές τριτεύουσας αποθήκευσης αφορά όλες εκείνες τις λύσεις αποθήκευσης που χρησιμοποιούμαι ως περιφερειακή μνήμη, δηλαδή τις χρησιμοποιούμε είτε για την εφεδρική αποθήκευση των δεδομένων μας, είτε για την αποσυμφόρηση της δευτερεύουσας μνήμης από δεδομένα που δε χρησιμοποιούμαι συχνά, ή είτε για τη μεταφορά των δεδομένων μας σε άλλα συστήματα. Τέτοιες λύσεις αποθήκευσης συνήθως βασίζονται σε συσκευές που έχουν τη δυνατότητα να δέχονται αναλώσιμα αφαιρούμενα αποθηκευτικά μέσα, όπως είναι για παράδειγμα οι μαγνητικοί, οπτικοί και μαγνητο-οπτικοί δίσκοι ή οι μαγνητικές ταινίες. Τα τελευταία χρόνια ωστόσο, έχουν κάνει την εμφάνισή τους και άλλου είδους λύσεις περιφερειακής αποθήκευσης δεδομένων, οι οποίες δε βασίζονται σε αφαιρούμενα αποθηκευτικά μέσα αλλά είναι από μόνες τους αυτόνομες αφαιρούμενες αποθηκευτικές συσκευές και μέσο αποθήκευσης ταυτόχρονα. Άλλη μια λύση περιφερειακής αποθήκευσης η οποία έκανε την εμφάνισή της με την εξάπλωση του Internet, είναι η αποθήκευση σε απομακρυσμένους εξυπηρετητές αρχείων, οι οποίοι μπορεί να βρίσκονται οπουδήποτε στον κόσμο, και η μεταφορά των δεδομένων να πραγματοποιείται μέσω του διαδικτύου.
Η επιλογή της τριτεύουσας αποθηκευτικής λύσης που αρμόζει καλύτερα στην εκάστοτε εφαρμογή ψηφιοποίησης και αρχειοθέτησης, πρέπει να γίνει βάση των αναγκών της εφαρμογής και πρέπει να ληφθούν υπόψη οι εξής καθοριστικοί παράγοντες:
α) Ο όγκος των παραγόμενων δεδομένων και πιο συγκεκριμένα, το μέγιστο συνολικό μέγεθος των αρχείων που καταλαμβάνει ένα ψηφιοποιημένο θέμα, είναι αυτό που καθορίζει και την χωρητικότητα του μέσου αποθήκευσης. Για παράδειγμα εάν τα δεδομένα από την ψηφιοποίηση κάποιου αγάλματος απαιτούν 2 Gigabyte αποθηκευτικού χώρου, είναι προτιμότερο αυτά να αποθηκευτούν όλα μαζί σε ένα μέσω με χωρητική ικανότητα μεγαλύτερη των 2 Gigabyte, όπως είναι για παράδειγμα ένας δίσκος DVD, παρά να μοιραστούν σε περισσότερα του ενός αποθηκεύτηκα μέσα με ανεπαρκή χωρητική ικανότητα.
β) Επίσης η συχνότητα στην πρόσβαση των δεδομένων και η ανάγκη διάθεσής τους σε έναν ή περισσότερους χρήστες, είναι εξίσου καθοριστική για την επιλογή της τριτεύουσας αποθηκευτικής λύσης. Αν υποθέσουμε πως μια ψηφιοποιημένη συλλογή, μεγέθους αρκετών εκατοντάδων Megabyte, θα κρατηθεί στο αρχείο κάποιου μουσείου, με σκοπό να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον, τότε είναι προτιμότερο να αποθηκευτεί σε κάποιο μέσο το οποίο θυσιάζει τις επιδόσεις υπέρ του κόστους, όπως είναι για παράδειγμα η μαγνητική ταινία. Αντιθέτως, όταν υπάρχει η ανάγκη τακτικής πρόσβασης στα δεδομένα με στόχο την περαιτέρω επεξεργασία τους, τότε αυτά πρέπει να αποθηκεύονται σε πιο άμεσες αποθηκευτικές λύσεις, όπως είναι για παράδειγμα οι δίσκοι.
γ) Η αντοχή του μέσου στο πέρασμα του χρόνου ανάλογα με τη χρήση και η ικανότητα του να διατηρεί τα δεδομένα αναγνώσιμα ακόμα και μετά από μια δεκαετία τουλάχιστον. Επίσης θα πρέπει να ληφθεί υπόψη πως μετά από λίγα χρόνια το μέσο αυτό είτε δε θα είναι αναγνώσιμο από τις αποθηκευτικές συσκευές του κοντινού μέλλοντος, είτε η συσκευή που είναι ικανή να διαβάσει τα δεδομένα από αυτό, δε θα είναι συμβατή με τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές ή ακόμα και τα λειτουργικά συστήματα που πιθανό να υπάρχουν τότε. Για την αποφυγή του παραπάνω προβλήματος, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιούνται τεχνολογίες που υποστηρίζονται από πολλές και μεγάλες εταιρίες, έτσι ώστε η μελλοντική υποστήριξη τους να είναι περισσότερο σίγουρη. Για παράδειγμα, οι οπτικοί δίσκοι τύπου CD, παρά την ηλικία τους, είναι εφικτό να διαβαστούν και από τις πιο πρόσφατες συσκευές οπτικής αποθήκευσης όπως είναι οι οδηγοί
δίσκων DVD.
Σήμερα είναι διαθέσιμες στην αγορά πάμπολλες λύσεις τριτεύουσας αποθήκευσης. Αυτές ποικίλουν και μπορεί να είναι από μια απλή περιφερική αποθηκευτική συσκευή, όπως είναι για παράδειγμα ένας οδηγός οπτικών δίσκων, μέχρι μια εξειδικευμένη συσκευή αποθήκευσης, όπως είναι για παράδειγμα μια αυτοματοποιημένη βιβλιοθήκη οπτικών δίσκων. Τα χαρακτηριστικά και οι αποθηκευτικές ιδιότητες της κάθε λύσης διαφέρουν, ακόμα και μεταξύ αυτών που βασίζονται στο ίδιο αποθηκευτικό μέσο. Παρόλα αυτά όμως, ο τελικός χαρακτήρας της κάθε λύσης τριτεύουσας αποθηκευτικής, καθορίζεται από τον τύπο του αποθηκευτικού μέσου που χρησιμοποιεί.
Παρακάτω ακολουθεί μια αναφορά στις περιφερειακές αποθηκευτικές συσκευές και μέσα που διατίθενται στην αγορά σήμερα, με κύρια έμφαση στα χαρακτηριστικά τους που έχουν σχέση με την τριτεύουσα αποθήκευση, δηλαδή την ταχύτητα, αξιοπιστία και βιωσιμότητα τους.
Μαγνητικά μέσα τριτεύουσας αποθήκευσης
Τα μαγνητικά μέσα αποθήκευσης, όπως είδη αναφέραμε, είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιημένα μέσα αποθήκευσης ψηφιακής πληροφορίας. Ο λόγος για τον οποίο είναι τόσο δημοφιλή, απαντάται στην ιδιότητά τους να γράφονται και να διαγράφονται θεωρητικά για απεριόριστες φορές, χωρίς να απαιτείται εξειδικευμένος εξοπλισμός για τις ενέργειες αυτές, όπως για παράδειγμα συμβαίνει στην περίπτωση των οπτικών δίσκων.
Πριν από μια δεκαετία περίπου, τα μαγνητικά μέσα τριτεύουσας αποθήκευσης αντιπροσωπεύονταν σχεδόν αποκλειστικά από τους μαλακούς δίσκους 3,5 ιντσών και τις ταινίες. Σήμερα ωστόσο, οι μαλακοί μαγνητικοί δίσκοι τείνουν προς εξαφάνιση, αφού η μικρή τους αποθηκευτική ικανότητα σε συνδυασμό με τις μειωμένες επιδόσεις και την μεγάλη αναξιοπιστία που τους χαρακτηρίζει, τους καθιστά ως ένα από τα λιγότερο χρήσιμα αποθηκευτικά μέσα. Για την ικανοποίηση των αυξημένων αναγκών της αγοράς, διάφορες εταιρίες κατά καιρούς παρουσίασαν μαλακούς μαγνητικού δίσκους με χωρητικότητα άνω των 100 MB. Σήμερα, υπάρχουν εμπορεύσιμες λύσεις περιφερειακής αποθήκευσης σε μαλακούς δίσκους με χωρητικότητα που ξεκινά από τα 100MB και φτάνει μέχρι και τα 750. Στην περίπτωση δε που τα 750 MB δεν επαρκούν για την κάλυψη των αναγκών κάποιας εφαρμογής, υπάρχουν οι δισκέτες αφαιρούμενων σκληρών μαγνητικών δίσκων με χωρητική ικανότητα που φτάνει και τα 35 GB. Στις δισκέτες αυτές, το αποθηκευτικό μέσο είναι ένας δίσκος από άκαμπτο υλικό, ο οποίος βρίσκεται μαζί με τον ηλεκτροκινητήρα περιστροφής του σφραγισμένος στο πλαστικό πακέτο της δισκέτας. Οι δισκέτες σκληρών δίσκων σε καμία περίπτωση δε πρέπει να ταυτίζονται με τους καθαυτού σκληρούς δίσκους, δηλαδή τις αυτόνομες αποθηκευτικές συσκευές που αναφερθήκαμε στο κεφάλαιο για τη δευτερεύουσα αποθήκευση, αφού η ανάγνωση και εγγραφή τους απαιτεί τη χρήση ειδικής περιφερειακής συσκευής οδήγησης. Αντιθέτως, άλλη μια πρόταση τριτεύουσας αποθήκευσης σε σκληρούς μαγνητικούς δίσκους, είναι αυτή των αφαιρούμενων αυτόνομων σκληρών δίσκων. Οι αφαιρούμενοι σκληροί είναι οι ίδιοι σκληροί δίσκοι 3,5 ή 2,5 ιντσών που χρησιμοποιούνται για τη δευτερεύουσα αποθήκευση δεδομένων, με τη μόνη διαφορά πως αντί να βρίσκονται ενσωματωμένοι στο εσωτερικό του ηλεκτρονικού υπολογιστή, μέσω ειδικών εξαρτημάτων μπορούν να συνδεθούν εξωτερικά σε κάποια θύρα περιφερειακής επέκτασης, όπως είναι για παράδειγμα οι θύρες USB ή FireWire. Τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας αυτής είναι πως επιτρέπει τη γρήγορη μεταφορά μεγάλων αρχείων από το ένα υπολογιστικό σύστημα στο άλλο, χωρίς να προϋποτίθεται η ύπαρξη κάποιας εξειδικευμένης συσκευής για την ανάγνωση του αποθηκευτικού μέσου. Ωστόσο το κόστος της λύσης αυτής είναι αρκετά υψηλό για να επιτρέψει τη χρήση της σαν αναλώσιμο μέσο περιφερειακής αποθήκευσης, όπως είναι για παράδειγμα ένας οπτικός δίσκος με κόστος που δε ξεπερνά το 1€, με επακόλουθο να χρησιμοποιούνται αποκλειστικά σαν συσκευές μεταφοράς δεδομένων.
Η πιο δημοφιλή λύση μαγνητικής αποθήκευσης μεγάλου όγκου δεδομένων είναι οι μαγνητικές ταινίες, οι οποίες προσφέρουν με μικρό κόστος αποθηκευτικούς χώρους που ξεκινούν από μερικά Gigabyte και φτάνουν και τα 500, ενώ το 2007 αναμένονται μαγνητικές ταινίες με χωρητικότητα που θα φτάνει και θα ξεπερνά το 1 Terabyte ασυμπίεστου αποθηκευτικού χώρου. Το μεγάλο πλεονέκτημα των μαγνητικών ταινιών είναι το πολύ μικρό κόστος του αποθηκευτικού μέσου ανά μονάδα αποθηκευτικής ικανότητας. Αν και οι πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία των σκληρών δίσκων κατάφεραν να μειώσουν δραματικά το κόστος κατασκευής τους και να επιφέρουν την ανάλογη αύξηση των αποθηκευτικών τους ικανοτήτων, τα σκήπτρα της χαμηλότερης αναλογίας κόστους ανά Gigabyte μαγνητικής αποθήκευσης είναι ακόμα στην κατοχή των μαγνητικών ταινιών. Ωστόσο, η χρήση τους συμφέρει μόνο στην περίπτωση που απαιτείται η αποθήκευση πραγματικά τεράστιου όγκου δεδομένων, αφού το κόστος απόκτησης της συσκευής εγγραφής και ανάγνωσης των μαγνητικών ταινιών είναι πολλαπλάσιο του αντίστοιχου κόστους των σκληρών δίσκων. Επίσης η σειριακή πρόσβαση στα δεδομένα που χαρακτηρίζει τις μαγνητικές ταινίες, είναι ένα σοβαρό μειονέκτημα το οποίο ευθύνεται για τον περιορισμό χρήσης τους αποκλειστικά στο πεδίο της εφεδρικής αποθήκευσης των δεδομένων.
Μαγνητο-οπτικά μέσα τριτεύουσας αποθήκευσης
Τα μαγνητο-οπτικά μέσα αποτελούν μια, εναλλακτική των αφαιρούμενων μαγνητικών δίσκων, λύση περιφερειακής αποθήκευσης, η οποία ευδοκιμούσε την εποχή που η χωρητική ικανότητα των αφαιρούμενων μαλακών μαγνητικών δίσκων ήταν πάρα πολύ μικρή, ενώ τα επανεγγράψιμα οπτικά μέσα ήταν ακριβά, αργά και με μικρή χωρητικότητα. Σήμερα στο εμπόριο μπορεί κανείς να βρει λύσεις μαγνητο-οπτικής αποθήκευσης με χωρητική ικανότητα από 600 Megabyte μέχρι 9,1 Gigabyte. Τα πλεονεκτήματα των μαγνητο-οπτικών δίσκων είναι η μεγάλη τους αντοχή στο χρόνο και την κακή χρήση, αλλά και στην έκθεσή τους σε καθημερινά μαγνητικά πεδία, τα οποία είναι ικανά να επηρεάσουν τα δεδομένα ενός κοινού μαγνητικού δίσκου, όπως επίσης και η ικανότητά τους να γράφονται και να διαγράφονται για χιλιάδες φορές χωρίς πρόβλημα. Παρόλα αυτά, το υψηλό κόστος των μαγνητο-οπτικών μέσων, σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος των συσκευών οδήγησής τους, τα καθιστά ασύμφορα σε σχέση με άλλες λύσης περιφερειακής αποθήκευσης.
Οπτικά μέσα τριτεύουσας αποθήκευσης
Τα οπτικά αποθηκευτικά μέσα έγιναν ευρέως γνωστά εξαιτίας της εξάπλωσης των οπτικού δίσκων για οικιακή χρήση, δηλαδή των CD και των DVD για μουσική και βίντεο αντίστοιχα. Οι οπτική δίσκοι DVD σήμερα αποτελούν την πιο συμφέρουσα λύση περιφερειακής αποθήκευσης, αφού παρουσιάζουν το μικρότερο συντελεστή κόστους ανά Gigabyte χωρητικότητας. Η τελευταία μείωση στις τιμές των συσκευών εγγραφής και ανάγνωσης δίσκων DVD μονής πλευρά και στρώσης, όπως επίσης και αυτή των αντίστοιχων δίσκων, λόγω της προώθησης των ομόλογων δίσκων και συσκευών διπλής στρώσης, κατέστησε την αποθήκευση σε δίσκους DVD των 4,7 GB ως την οικονομικότερη λύση αποθήκευσης ψηφιακών δεδομένων. Ωστόσο είναι σχεδόν σίγουρο πως αυτή η κατάσταση μπορεί να αλλάξει πολύ σύντομα, αφού ο ανταγωνισμός είναι τεράστιος.
Οι οπτικοί δίσκοι CD αν και σαν αποθηκευτικές μονάδες είναι φθηνότερες από τους δίσκους DVD, η μικρή τους χωρητική ικανότητα 650-700 ΜΒ τους καθιστά λιγότερο ελκυστική λύση, αφού το κόστος ανά ποσότητα προσφερόμενου αποθηκευτικού χώρου είναι μεγαλύτερο από το αντίστοιχο των δίσκων DVD. Ωστόσο, όταν πρόκειται για τη διανομή σε πολλά αντίγραφα δεδομένων των οποίων το μέγεθος δε ξεπερνά τα 700ΜΒ, οι οπτικοί δίσκοι CD είναι η οικονομικότερη λύση.
Οι οπτικοί δίσκοι χαμηλού κόστους συνήθως είναι και μη επανεγγράψιμοι. Οι οπτικοί δίσκοι που έχουν την ικανότητα να γράφονται για πολλές φορές κοστίζουν αρκετά περισσότερο από αυτούς που γράφονται μόνο για μια φορά και έτσι η χρήση τους συνιστάται μόνο για τη μεταφορά δεδομένων.
Εκτός από τους κοινούς οπτικούς δίσκους που γνωρίζουμε από το χώρο της οικιακής διασκέδασης, υπάρχουν και εξειδικευμένοι οπτικοί δίσκοι οι οποίοι προορίζονται κυρίως για την αποθήκευσης δεδομένων με όγκο που φτάνει και τα 30 GB. Το μεγάλο τους κόστος όμως σε συνδυασμό και με το μεγάλο κόστος των οδηγών τους, τους καθιστά ασύμφορους την εποχή μας.
Μέσα τριτεύουσας αποθήκευσης στερεής κατάστασης
Τα μέσα στερεής κατάστασης, λόγω κόστους και των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών τους, όπως η μικρή τους χωρητική ικανότητα, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιούνται ως συσκευές μεταφοράς δεδομένων. Σε καμία περίπτωση η χρήση τους δε συνιστάται για την εφεδρική αποθήκευση πληροφορίας ή για την απελευθέρωση του αποθηκευτικού χώρου των συσκευών δευτερεύουσας αποθήκευσης, αφού το κόστος ανά μονάδα αποθηκευτικής ικανότητας που επιδεικνύουν είναι πολύ μεγάλο.
Διαδικτυακές υπηρεσίες τριτεύουσα αποθήκευση σε απομακρυσμένους εξυπηρετητές αρχείων
Καθώς η ταχύτητα πρόσβασης στο Internet αυξάνεται με πολύ γοργούς ρυθμούς ενώ ταυτόχρονα το κόστος απόκτησης και χρήσης γρήγορης πρόσβασης στο Internet μέσω συνδέσεων ευρείας ζώνης μειώνεται, πολλές εταιρίες προσφέρουν υπηρεσίες αποθήκευσης δεδομένων σε απομακρυσμένους εξυπηρετητές αρχείων μέσω του διαδικτύου. Ο χρήστης πληρώνοντας κάποια μηνιαία ή ετήσια συνδρομή, ή ακόμα και δωρεάν μέσω καταιγισμού διαφημιστικών μηνυμάτων, έχει στη διάθεσή του έναν αποθηκευτικό χώρο ψηφιακών δεδομένων ο οποίος είναι προσπελάσιμος από οποιοδήποτε υπολογιστή συνδεδεμένο στο Internet και συνεπώς από οποιοδήποτε μέρος του κόσμου. Παρά τη σχετικά αργή μεταφόρτωση των αρχείων, που ανάλογα με την ταχύτητα πρόσβασης στο διαδίκτυο μπορεί να κυμαίνεται από μερικά Kilobyte έως 1 Megabyte το δευτερόλεπτο, πολλοί είναι αυτοί που κάνουν χρήση τέτοιων υπηρεσιών κυρίως για την ευκολία που τους παρέχουν όσον αφορά τη μεταφορά δεδομένων χωρίς την άμεση ανάγκη χρήσης κάποιας αποθηκευτικής συσκευής. Η χρήση τέτοιων υπηρεσιών, λόγω της αμφιλεγόμενης εξασφάλισης του απόρρητου των δεδομένων και της μικρής ταχύτητας δια-μεταγωγής των δεδομένων μέσω του διαδικτύου, συνιστάται μόνο για τη διακίνηση μη σημαντικών δεδομένων μικρού μεγέθους, όπως είναι για παράδειγμα εικόνες, αρχεία κειμένου κλπ. Ωστόσο, υπάρχουν εταιρίες παροχής τέτοιου είδους υπηρεσιών, οι οποίες εγγυώνται τόσο το απόρρητο και την ασφάλεια των δεδομένων, όσο και τη γρήγορη αποθήκευση μεγάλου όγκου δεδομένων μέσω ειδικού λογισμικού, το οποίο ανιχνεύει τις αλλαγές των δεδομένων και μεταφορτώνει μόνο αυτές.
