存储材料（精选11篇）
存储材料 篇1
1.引言
随着航天事业的发展,保障型号生产的相关金属物资的存储和管理变得越来越重要。航天一院物流中心原有的金属材料堆存方式采用的是传统的就地堆码加天车、叉车进行装卸作业的形式。完全依靠人工搬运和手工记账来实现,落后的管理模式已无法满足我院“十二五”期间高强密度发射任务要求的多个型号同时进行齐套、交装、库房仓储、转运的能力,严重影响齐套、交装周期和管理质量,无法满足各型号任务需求。随着高密度发射及武器型号批产等要求,对于金属材料的存储量和出入库作业量的需求急剧上升。传统模式占地过大、作业效率过低、管理水平不高等问题日益凸显。为了解决金属材料库存在的各种问题,物流中心决定引进金属材料的立体数字化存储模式进行金属材料的存储[1~4]。
通过建立金属材料的自动化立体库,提高金属材料库的仓储能力,同时建立先进的仓储管理系统,不断改进金属材料等相关物资产品的管理模式,满足高强密度发射任务的迫切需求,从而实现从粗放型管理向集约型管理转变,从传统经验管理向科学化管理转变,实现特装物资仓储实物作业的自动化、信息化和精细化管理。
2.金属材料数字化存储系统体系架构
金属材料库的集成化物流监控调度和自动化控制系统(以下简称WCS),体系结构分为如下三个层次,即信息管理层──过程监控层──实时控制层,采用三级联网的在线联机方式,在此之上是企业的WMS系统。
信息管理层是企业的WMS管理系统,实现物料管理和作业任务的产生;
过程监控层是联系信息管理级和实时控制级的纽带。由它完成两级间的通信传输及信息交换,对作业任务进行调度监控,可动画显示系统的作业状态;
最下层的实时控制层是配置在单机设备上的PLC。由它完成单机自动的功能和与上级监控的信息通信联络;
系统结构见“计算机管理信息与自动化控制系统组态图”。
WCS与WMS系统接口说明如下:WCS与WMS接口数据采用数据库交互的模式,进行数据的流通,主要进行如下主体流程:
(1)WMS下发新的上架、拣货任务,WCS接收;
a)在WMS系统上执行了涉及的AS/RS的上架、拣货任务之后,便将相关的信息,写入接口表INTER_WMS_TASK中,这个表位于WMS的数据库中;
b)WCS程序定时的访问WMS数据库中的接口表INTER_ WMS_TASK,如果发现有新的数据到来,将数据转换,读入WCS数据库表WCS_TASK中;
c)读入完成后,删除接口表INTER_WMS_TASK中已经获取的数据。
(2)WCS返回拣货完成信息,WMS接收;
a)在WCS系统处理AS/RS上架、拣货信息后,数据存储到WCS数据库中的INTER_WCS_TASK表中;
b)WCS程序定时将WCS数据库中的INTER_WCS_TASK表中数据传输到WMS数据库中的INTER_WCS_TASK中;
c)WMS程序定时的访问接口表INTER_WCS_TASK,如果发现有新的数据到来,将数据获取,之后进行删除;
d)WMS系统通过数据库触发器的方式,将已经删除的数据备份到数据库表INTER_WCS_TASK_LOG表中。
3.金属材料数字化存储系统的关键技术
监控调度系统和自动化控制是金属材料数字化存储系统的精髓,其水平高低决定了金属材料库物流仓储设备系统自动化水平的高低。要顺利完成物流系统中的各种特定的任务,依靠的是过程监控调度和自动化控制技术与自动化物流仓储设备系统中各技术部件的有机组合。
金属材料数字化存储系统中全套设备的功能集于物流和信息流控制紧密结合,即在计算机控制软件中设置了一套对物流运动进行动态跟踪的信息流系统,实现货物搬运、存取机械化、管理自动化,使材料、配件的贮存、管理、周转联成一体,确立合理的贮存量,减少仓贮费用,建立最佳的物流组织形式。
3.1.WCS系统功能
3.1.1任务管理与任务调度
提供波次处理下的任务(指令)的缓存和管理,包括任务优先级的管理等。WMS产生指令后,并不能立即执行,必须由WCS系统完成其驱动。任务管理还提供指令的增加/修改/删除等操作。详细功能包括:
对于从WMS接收到的任务数据进行转化处理。
对于得到的任务进行合理的排序,主要兼顾以下内容:按照WMS发送指令的优先级;按照出入库的内部逻辑次序;当系统出现错误情况时,重新调整出入库任务操作次序;最优化出入库路径操作。
对于现在存在的指令进行指定的操作:包括提供指令,协助WMS在执行以下非常规操作情况下对于指令的增加、删除与修改操作;在设备问题恢复的时候,提供相关恢复指令的操作,满足任务的继续进行。
对于系统中存在的任务(正在执行,等待执行,执行完成的)做到可见可查。
对于系统执行出现的错误,做到可见可查,并提供相关错误的解决处理流程。
3.1.2通讯功能
WCS的主要功能还有提供通讯功能。一方面将指令传送到自动化设备,完成自动控制过程中的通讯,另一方面,WCS接受自动控制系统返回的各种数据,如完成情况、位置情况、故障情况等。WCS是自动控制系统与WMS系统之间的连接纽带和桥梁。详细功能主要有:
接收WMS的任务,转化成为WCS的任务。
分解任务,发送给下位设备。
实时接收下位设备状态电报,监控下位设备状态。
接受下位设备完成电报,更新相应WCS任务,继续完成当前任务或者结束当前任务。
WCS任务完成,回传指令给与WMS系统。
接受下位设备错误,更新相应设备状态信息。
3.1.3动画显示功能
对包括堆垛机、输送机的运行状态以图形动画方式进行实时、准确显示,对入出库任务及堆垛机指令流数据,以及设备、通讯故障的显示。
3.1.4系统接口
需要有详细的通讯协议,接口内容包括(不限于):
WCS与AS/RS系统之间的通讯协议。
WCS系统与拣选输送系统之间的通讯协议。
WCS与DPS之间的通讯协议。
WCS系统与WMS系统之间的接口通讯协议,集成方式可采用数据库表或Web Service等方式,实现实时数据交换。
3.2.接口与通信
3.2.1WCS系统作为一个独立的系统,有自己独立的服务器和数据库,在没有主系统的情况下可以独立执行物流系统的所有操作;
3.2.2WCS提供与上位WMS系统的通信能力,针对不同系统 之间通信的条件不一样;
数据库在线双向联系
两者的数据库可直接交换数据,实现域间连接;
条件是两者具备相同的数据库系统(如Oracle)。
任务间的在线联系
采用标准化协议TCP/IP;
条件是数据库同构,操作系统采用Windows。
确认文本传输
文件间的确认传输;
TCP/IP协议。
WCS支持以上任何一种方式的通信,从而实现与主控WMS系统的通信。
3.2.3WCS提供与上位WMS系统的接口,提供标准规范、能够与主流WMS系统实现无缝集成的仓库设备控制系统(WCS系统),实现WCS系统与自动化仓储设备PLC的集成,并通过实现WCS系统与WMS系统的集成,建立在WMS系统管理下、一体化集成的仓储管理与控制系统。
4.金属材料数字化存储系统的组成
本系统具有条形码自动识别、入出库作业自动控制、作业状态监视、故障自动报警以及位置、状态、外形和安全的自动检测等功能。主要包括条形码自动识别系统、过程监控系统、堆垛机控制系统、入出库输送控制系统、数据通信系统及检测系统等。
4.1条形码自动识别系统
该系统是整个自动控制系统中自动识别托盘和货物的重要手段,具有自动识别托盘和货物条码(含托盘流水号、托盘货物详细信息编码等),能进行标准RS232接口的数据通信、处理、检验,并具较强的整机自检功能。
采用条形码自动识别系统,可以部分或全部代替人工键盘输入,减少可能出现错误的操作环节,减轻劳动强度,提高作业效率。
4.2过程监控系统
过程监控系统是立体仓库自动化作业的组织调度核心,采用微机CRT动态仿真实时监控。根据管理软件自动分配好作业地址信息,按运行时间最短、作业间的合理分配等原则对作业顺序进行优化组合排定,经数据处理后向堆垛机、输送机等主要机电设备的控制器分发作业命令。系统接收实时控制级的信息反馈, 并对主要设备的运行位置、作业状态、货位占位情况、托盘载物情况和运行故障等信息物流状态进行大屏幕CRT实时动态仿真显示。
4.2.1监控系统工作方式
在线方式(ONLINE):与管理级联机,自动完成系统监控功能;
离线方式(OFFLINE):脱离管理级,作业资料直接由操作者通过监控系统下发命令,系统自动进行作业及监视。
4.2.2监控内容
显示管理机下达的各种命令及资料;
动态画面显示各类机电设备运行状态及作业流程;
显示各类机电设备故障及报警信息。
4.2.3平面、正面及侧面动画
立体库管理控制系统所含范围内各设备的静动态位置、作业状态(工作还是待机、正常还是故障、入库还是出库)及设备所载货盘的物流动态通过实际平面图形显示。同时在屏幕的适当位置设有各设备的状态表,用汉字和数字显示设备的作业状态和运行位置,并故障报警。三幅画面均以两维的形式显示堆垛机的运行、载货台的升降与货叉的作业。
4.2.4静态画面
可在大屏幕上任意显示立体仓库货架每一排或每一列或每一层货位的托盘占位情况。显示货位状态可用白色(空货位)、红色( 有货)、黄色(准备入库)、绿色(准备出库)、浅蓝色(需回流)、棕色( 空托盘)、蓝色(多品种)来区分。
4.3巷道堆垛机控制系统
本系统采用可靠性高、功能稳定、抗干扰能力强的工业型可编程控器(PLC)和交流变频调速器作为控制单元,具有自动或手动操作功能,能与上位机进行双向通信。对堆垛机运行方向、运行速度、自动认址及托盘的存取进行优化控制,具有安全联锁保护及故障诊断和报警处理功能。采取以下措施更强化了系统的可靠性。
4.3.1选用分布式控制,模块化结构方案。这种方案的最大优点是控制程序简化,便于操作维护。一旦某台控制单元出现故障,不会危及其它控制器的工作,不会导致整个控制系统的瘫痪;
4.3.2控制单元选用模块式结构,当某个模块发生故障,在 几分钟内便可更换备用模块,使系统重新投入运行;
4.3.3堆垛机均可实现自动/手动(半自动)操作。在全自动工作状态下,堆垛机控制器与监控计算机自动进行资料及信息的交换,实现入出库的自动作业。当网络环境或管理计算机出现故障时,控制系统仍可独立地改用单机自动/手动(半自动)方式进行入出库作业;
4.3.4堆垛机的运行速度直接影响到入出库作业的效率。采用交流变频调速方案可满足堆垛机的平稳入出库操作和高速运行两种不同的工作方式;
4.3.5采取一系列联锁和保护措施,可对异常情况进行报警 或自动处理,并向管理监控计算机反馈处理结果信息;
4.3.6控制系统具备点动纠偏功能,可部分纠正惯性作用造 成的停位不准。
4.4入出库输送控制系统
本系统也采用可编程控器作为控制单元,具有自动或手动操作功能,能与上位机进行双向通信。根据作业命令对各段输送机的协调动作进行优化控制,以完成输送、分岔、合流、暂存、联锁保护等各项任务,具有故障报警和处理功能,并对输送系统上移动的托盘货物进行跟踪和定位。
该系统除接收监控计算机作业命令外,还向监控机返回作业状态、故障诊断报警、托盘货物位置、电机运行等情况,作为监控机过程监控依据。
4.5数据通信系统
它将监控计算机系统与各实时控制系统联系在一起相互进行资料交换,以便形成三级在线联机自动控制系统的必须环节。
4.5.1巷道堆垛机与上位机通信可采用红外光数据通信技 术,其主要优点是:
无线连接,即无需将两个通信点用电缆或光缆进行物理连接;
抗干扰能力强,不受电干扰源及磁场干扰源的影响;
通信频带宽,速度快,容量大;
4.5.2入出库输送系统与上位机通信采用Profi-BUS固定通信 电缆。
4.6检测系统
它是提高自动化程度及作业效率并保证各设备完成正常作业的重要手段。本库主要包括堆垛机检测系统、入出库输送设备检测系统,其涉及内容如下。
4.6.1堆垛机认址、极限位置、货位虚实、货物超差、钢丝 绳(或链条)松绳过载、载货货叉状态检测等;
4.6.2输送系统上托盘货物位置跟踪、外形尺寸检测等;
4.6.3系统电源异常和电机过热保护检测等;
4.6.4启停条件、故障诊断、安全保护及运行联锁保护检测 等;
4.6.5检测方式主要是光电式。
5.结束语
在航天一院物流中心的金属材料库采用自动化立体库的形式后,解决了金属材料存储中的各种问题,我们相信随着我国金属材料存储方式的发展,对自动化物流系统的认识也会逐步提高。在本解决方案的基础之上,将会有更多更完善的金属材料立体存储的物流系统解决方案会不断涌现出来。
存储材料 篇2
----------------------------------------------简单的界面布局-----------------------------------------------------------
xmlns:tools=“schemas.android.com/tools”
android:layout_width=“match_parent”
android:layout_height=“match_parent”
android:orientation=“vertical” >
android:id=“@+id/input_edt”
android:layout_width=“match_parent”
android:layout_height=“wrap_content”
android:hint=“请输入保存内容” />
android:id=“@+id/write_btn”
android:layout_width=“wrap_content”
android:layout_height=“wrap_content”
android:text=“保存数据” />
android:id=“@+id/read_btn”
android:layout_width=“wrap_content”
android:layout_height=“wrap_content”
android:text=“读取数据” />
-----------------------------功能代码-----------------------------------------------------------
public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {
/**内容输入框 */
private EditText inputEdt;
/**保存(写入)按钮 */
private Button writeBtn;
/**读取按钮 */
private Button readBtn;
/**要保存的文件名*/
private static final String FILE_NAME = “temp_file.txt”;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
findViewsById();
}
private void findViewsById() {
inputEdt = (EditText) findViewById(R.id.input_edt);
writeBtn = (Button) findViewById(R.id.write_btn);
readBtn = (Button) findViewById(R.id.read_btn);
writeBtn.setOnClickListener(this);
readBtn.setOnClickListener(this);
}
@Override
public void onClick(View v) {
switch (v.getId()) {
case R.id.write_btn:
writeData();
break;
case R.id.read_btn:
String result = readData();
inputEdt.setText(result);
break;
}
}
/*
* 方法openFileOutput(FILE_NAME, Activity.MODE_PRIVATE); 参数说明：以FILE_NAME文件名，Activity.MODE_PRIVATE文件的应用模式，打开一个输出流如果文件不存系统会为你创建一个 注意这里的文件名称不能包括任何的/或者/这种分隔符，只能是文件名
* 该文件会被保存在/data/data/应用名称/files/temp_file.txt 文件的操作模式有以下四种：MODE_PRIVATE 私有（只能创建它的应用访问） 重复写入时会文件覆盖MODE_APPEND 私有 重复写入时会在文件的末尾进行追加，而不是覆盖掉原来的文件 MODE_WORLD_READABLE 公用 可读 MODE_WORLD_WRITEABLE 公用 可读写
*/
private void writeData() {
String content = inputEdt.getText().toString();
try {
FileOutputStream utputStream = openFileOutput(FILE_NAME, Activity.MODE_PRIVATE);
outputStream.write(content.getBytes());
outputStream.flush();
outputStream.close();
Toast.makeText(MainActivity.this, “保存成功”, Toast.LENGTH_LONG).show();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 把刚刚保存的数据读出来
* */
private String readData() {
String content = “”;
try {
FileInputStream inputStream = this.openFileInput(FILE_NAME);
byte[] bytes = new byte[1024];
ByteArrayOutputStream arrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
while (inputStream.read(bytes) != -1) {
arrayOutputStream.write(bytes, 0, bytes.length);
}
inputStream.close();
arrayOutputStream.close();
content = new String(arrayOutputStream.toByteArray());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return content;
}
/****************上面的内容是把内容存到手机内存中*************************************/
/**判断SDcard是否存在并且可读写*/
private boolean isSDcardExist() {
if (Environment.getExternalStorageState().equals(Environment.MEDIA_MOUNTED)) {
return true;
} else {
Toast.makeText(getApplicationContext(), “内存卡不可用”, 1000).show();
return false;
}
}
/**往内存卡中存文件*/
public void writeToSDCard(String filename, String filecontent) throws Exception {
File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), filename);
FileOutputStream utStream = new FileOutputStream(file);
outStream.write(filecontent.getBytes());
outStream.close();
}
/**读SD卡中对应文件的内容*/
private String readSDCardFile(String filePath, String fileName) {
String result = “”;
try {
File file = new File(filePath, fileName);
FileInputStream is = new FileInputStream(file);
byte[] b = new byte[is.available()];
is.read(b);
result = new String(b);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
}
---------注：-------------------------------------------
SD卡操作不要忘记在AndroidManifest.xml中添加对应权限：
相变存储：存储领域又起波澜 篇3
11月28日，一场在宁波举行的55nm相变存储技术发布会将相变存储这一新技术带进了大众的视野，尤其吸引我们眼球的是中国企业拥有相变存储技术自主知识产权，并成为除三星和美光之外全球第三家拥有这项技术的企业，这就是宁波时代全芯科技有限公司。它不但将成为继三星、美光之后第三家将相变存储量产的公司，更重要的是，它将打破存储器芯片生产技术长期被国外垄断的局面。
相变存储进入商用
可以说，近年来，存储领域是创新技术不断涌现的领域，优胜劣汰法则在这里被演绎得淋漓尽致，人类对于存储性能的追求也是永无止境。从静态随机存储技术（SRAM）到动态随机存储技术（DRAM），再到当前热门的闪存技术（Flash），数据的迅猛增长伴随着云计算、大数据的兴起，更是对存储的处理性能提出了更高的要求。近几年来，具有替代传统存储甚至闪存潜质的新一代存储技术——相变存储（PCM）浮出水面，开始得到业界关注，并正在逐渐步入商品化市场。
相变存储器（Phase Change Memory，PCM）是利用硫族化合物的晶态和非晶态巨大的导电性差异来存储数据的。相（phase）是物理化学上的一个概念，它指的是物体的化学性质完全相同，但是物理性质发生变化的不同状态。物质从一种相变成另外一种相的过程叫做“相变”，例如水从液态转化为固态。相变存储器就是利用特殊材料在晶态和非晶态之间相互转化时所表现出的导电性差异来存储数据的，因此称为相变存储器。
与现在正“吃香”的闪存相比，PCM同样属于非易失性存储，不过，它比闪存更耐用。据宁波时代全芯科技有限公司曾邦助博士介绍，闪存的寿命通常约为10万次读/写，而PCM的耐用性则比闪存要高数千直至数百万倍，这一特性未来将使PCM在企业级存储应用中拥有更多的优势。另外，PCM最值得称道的还是其卓越的存储性能，其编程速度与闪存相比具有数量级的优势。
正因为相变存储的优秀特性，一些科研机构和公司对PCM的关注和研发已经有20多年的历史，并在近些年取得了重要进展，开始迈入商业化领域。英特尔、IBM、三星以及美光等公司和大量的高校、研究所都在这一领域投入重金进行研究。2009年9月，三星电子宣布，他们已经开始量产容量为512Mb（64MB）的相变随机存储器（PRAM），该产品采用60nm工艺生产，可在80毫秒内擦除65千字，性能是NOR闪存的10多倍，在5MB大小的数据区域擦除和重写的性能是NOR闪存的7倍左右。三星公司表示，这种PRAM芯片将首先用于手机领域，替代NOR闪存。据悉，三星的手机中已经采用了相变存储模块。
2010年4月，Numonyx公司也发布了Omneo系列PRAM，它们的最大容量为128Mb，采用90nm工艺制造。Omneo系列PRAM的编程速度是NOR闪存的3倍，读写寿命则是NOR闪存的10倍。Numonyx预期这些PRAM可以在手机、嵌入式系统等领域首先普及开来。据介绍，第一批商业化的PCM产品预计将在今年年内推出，而其主流产品，如替代传统硬盘的固态硬盘将于2014年推出。
以替代传统存储器为目标
相比较而言，PCM的功耗更低，其固态硬盘比目前普通固态硬盘的执行速度更快，并且需要擦除。除了性能上的优势外，在生产上，其制造成本只有现有半导体工厂或晶圆厂的十分之一，这也是业界认为未来它有可能替代硬盘驱动器和多种现有的存储器芯片，而成为具有独占性地位的存储器件的理由。
随着PCM设备和工艺以及PCM本身性能更趋于稳定和成熟，它的价格会迅速下降。每位元的PCM的实际成本在2011年与NOR闪存或DRAM相当或更低，到2013年，其价格与NAND闪存的价格相当甚至更低。据权威市场分析公司预测，在未来30年内，基于PCM技术生产的半导体产品或将成为电子存储器产业发展的主要支撑力量。
曾邦助博士表示，PCM现在已经可以取代部分闪存市场，随着产品的不断升级，未来还会逐步取代部分内存、移动硬盘以及固态硬盘市场，并逐渐扩展到许多特殊应用领域，比如路由器中的CAM（内容寻址存储器），甚至可以作为一种新的计算单元使用。曾邦助博士认为，相变存储技术如同互联网技术一样，是一种新的“使能技术”，它将会带来更多全新的，甚至是我们目前还无法想像的应用模式，其创造的价值以及未来的市场发展空间都是十分巨大的。
目前，PCM主要的使用方式是作为传统存储器的嵌入式系统，而未来它将成为取代所有传统存储器的独立存储器。
自主可控关键在“芯”
统计数据显示，2012年，我国芯片产品进口额超过1900亿美元，几乎与原油进口金额相当，而几年前芯片产品的进口金额甚至一度超过原油。在IT底层核心技术特别是芯片技术上的缺失，将对我国IT产业的自主、可控以及可持续发展造成很大的影响，而改变这种状况的惟一办法就是从政府、整个IT产业以及企业等各个层面加大对芯片技术的投入。
近几年，加速实现高新技术的国产化正日益受到政府部门的高度重视，相变存储技术的发展给中国厂商提供了一个实现创新、突破和引领市场发展的契机。宁波时代全芯科技是目前中国第一家拥有相变存储技术自主知识产权的企业，该项技术目前已申请到的专利有57项，正在申请的专利达到141项。宁波时代全芯董事长张龙介绍说，该公司是由力利记集团和世峰科技共同投资的企业，目前，他们已着手将PCM商品化，并把制造基地落户于宁波鄞州工业园区，未来主要以生产晶圆及芯片为主，预计未来10年能满足年产10万片相变存储器的生产能力。他们的近期目标是，2014年将相变存储投入量产，并力争在5年内完成投资20亿美元以上，建立自己的生产工厂和研发基地，生产具有完整知识产权的芯片产品。
存储材料 篇4
装饰镀膜层通常含有铜、银等较为活泼的金属元素,如果包装和存储方法不当,膜层容易腐蚀而导致变色,从而影响产品的外观品质。目前,在包装手表时,通常采用的方法是,先用塑料薄膜包裹,然后装入塑料袋中,最后放入纸盒。包装材料的材质有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等。在实际存储的过程中发现,一些经过电镀的手表在短时间内镀层就发生了腐蚀变色,需要返修,甚至需要脱镀后重新电镀。这严重影响了企业效率,增加了成本。因此,研究包装和存储方法对手表镀层腐蚀的影响对降低手表企业成本、提高效率有较大的现实意义。
1 包装材料的种类
1.1 聚氯乙烯
聚氯乙烯是世界上应用最广泛的热塑性塑料之一,它是由氯乙烯在引发剂的作用下聚合而成的,具有较好的机械性能,能够制成延展率高、透明度较好的薄膜。因此,聚氯乙烯薄膜在手表行业被广泛应用,常用于手表产品的包装。
1.2 聚乙烯
聚乙烯(PE)属于烷烃惰性聚合物,白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无毒,透水率低。聚乙烯化学稳定性好,室温下耐盐、耐碱,但是,硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。
1.3 聚丙烯
聚丙烯(PP)的聚合单体为丙烯。PP薄膜透明度高、光泽度好,拉伸强度、硬度、韧性高,耐热性和耐化学稳定性好,在一定温度范围内耐酸、碱、盐和多种溶剂。PP膜在药物、食品、化妆品、文具和纺织品等行业的包装中被广泛应用。
2 实验
分别用PVC、PE、PS、PP薄膜袋密封、非密封包装电镀玫瑰金表壳,在表1所列的条件下分别存储6个月后,观察样品镀层的腐蚀情况,同时,进行空白试验作对比,试验结果如表2所示。
分别采用PVC、PE和PP薄膜包装电镀玫瑰金手表,在一定条件下分别存储6个月后,玫瑰金镀层腐蚀情况如下:(1)密封包装时,玫瑰金镀层均未发生腐蚀变色。(2)对于非密封包装,当相对湿度大于90%时,玫瑰金镀层发生腐蚀;当相对湿度小于50%时,玫瑰金镀层未发生腐蚀;当相对湿度为50%~70%时,采用PVC包装的表壳玫瑰金镀层发生了腐蚀变色。(3)当对比样处于相对湿度大于90%的环境中时,玫瑰金镀层发生腐蚀。
采用PVC薄膜密封包装时,可以延长手表电镀层的腐蚀变色时间。但是,采用PVC薄膜非密封包装时,加速了手表电镀层的腐蚀变色。可能是因为PVC稳定性比较差,在热、水(汽)、光、氧等的作用下,容易分解脱氯化氢,氯化氢不仅对PVC进一步脱氯化氢起到了催化作用,而且遇到水汽或潮湿的空气时会生成强腐蚀性的盐酸,会严重腐蚀玫瑰金镀层(加速镀层中铜的氧化腐蚀),因此,不宜使用聚氯乙烯薄膜包装手表。
采用PE薄膜密封包装时,可以延长手表电镀层的腐蚀变色时间。PE薄膜具有优异的阻湿性能,可以有效隔绝外部环境中的水汽、氧和其他腐蚀性介质。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解,因此,用PE薄膜包装手表时,应避光恒温保存。
采用PP薄膜密封包装时,可以延长手表电镀层的腐蚀变色时间。但是,聚丙烯对铜离子极为敏感,聚丙烯长链中的甲基叔碳原子在铜离子的作用下极易发生氧化反应,加速聚丙烯的降解速度。目前,在手表装饰镀层中,镀玫瑰金层中含有铜,因此,不宜使用聚丙烯薄膜包装手表。
注:“√”表示镀层未发生腐蚀;“×”表示镀层已发生腐蚀
3 结束语
综上所述,手表包装膜优先采用PE材质,并且应密封,在室温、避光、相对湿度低于70%的条件下储存;PVC薄膜在热、水(汽)、光和氧等的作用下,容易降解脱氯化氢,氯化氢又会加速PVC的降解脱氯化氢,且遇水汽会产生强腐蚀的盐酸,不宜用于手表的包装。通常情况下,手表玫瑰金镀层中含有铜元素,聚丙烯对铜离子极为敏感,在铜离子的作用下容易降解,因此,不宜用于含铜镀层的手表包装中。
参考文献
[1]袁军平,王昶.饰用18K玫瑰金工艺性能的研究[J].黄金,2011,32(12):7-9.
[2]韩煜.玫瑰金VS红金[J].钟表研究,2008(1):96-99.
[3]石巍,张军.聚氯乙烯紫外光稳定性研究进展[J].塑料科技,2007,35(02):88.
存储材料 篇5
当前数字校园中的主要应用及数据存储需求主要有以下5种情况。
(1)站
包括学院的统一站，各部系的网站以及专题网站等，其特点为网站数目众多、访问量大、存储的内容绝大多数为非结构化数据，表现为html 等格式的小文件，负载主要为远程用户对Web 页面的访问，对存储的主要需求是具有较高的IOPS(每秒读写次数)性能。
(2)网络存储系统
如网盘、FTP 等为用户提供网络存储空间，其特点为访问量小、实时性不高，要存储的绝大多数为文档、图片、软件等非结构化数据，对存储的主要需求是便于扩展。
(3)业务系统
如：教务管理系统、资产管理系统和一卡通系统、迎新系统等，其范围涵盖了学校各部门的主要业务。与站不同，业务系统的数据主要存放在数据库中，很少生成html 等格式的静态网页，所以，业务系统对存储的压力非常小。
(4)多媒体资源
如：精品课程、声像教材、视频监控存储等，其特点为单一文件大、资源总量大、增长速度快。对存储的主要需求是具有较好的Throughout(传输带宽)性能并易于扩展。
(5)数据库系统
如SQL Server、Oracle 以及MySQL 等，存储的是结构化数据，其特点为数据量相对不大、冗余度低、共享性高、独立性强、数据读写频率高、并发请求数量大，对存储的主要需求是良好的IOPS 性能。存储现状及问题
在以往，由于存储系统的建设往往是业务系统建设的附属内容，因此，在学校信息化建设的不同时期、不同单位、不同项目中建设的存储系统基本上是分别建设，而且很多采用了异构技术及设备，目前的主要存储技术有以下3 种：
(1)网络连接存储(NAS)
NAS(Network Attached Storage)使用以太网作为存储的基础，利用网络文件协议(NFS，CIFS)实现对存储设备中的文件级存储。结构简单，配置管理方便，可实现跨平台的数据共享，但是NAS 架构下，数据存储和正常的网络业务同时使用网络带宽，因此其Throughout 和IOPS 性能较差，难以承载关键应用。
(2)基于光纤通道的存储区域网络(FC-SAN)
SAN(Storage Area Network)是一个独立的存储网络，实现了直接对物理硬件的块级存储访问，存储数据流不占用业务网络带宽。基于光纤通道的FC-SAN 传输带宽高，性能稳定可靠，但是造价高，维护及配置复杂，管理成本高。
(3)基于IP 协议的存储网络(IP-SAN)
IP-SAN 是在FA-SAN 基础上发展起来的一种存储技术，它采用iSCSI 协议，利用以太网组建相对廉价的SAN，部署简单，管理方便，但其效率、性能和安全性均不如FC-SAN。
NAS、FC-SAN 和IP-SAN 各有所长，但是它们有一个共同的不足，即这些存储模式中的每一个业务系统都有独立的磁盘使用空间和预留空间，其他业务系统无法利用其预留空间，形成了一个个的“存储孤岛”，必然会造成存储资源的浪费;同时，这些存储系统彼此独立，也增加了管理和维护的难度。云存储结构设计
云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的新技术，它通过集群应用、分布式文件系统等，使网络中的异构存储设备协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能，实现了从提供存储设备向提供存储服务的根本性变革。
数字校园云存储结构模型共分4 层，分别承担物理存储设备管理、提供存储服务等功能。
(1)存储层
云存储设备可以是FC-SAN，也可以是IP-SAN 或NAS。通过统一的存储设备管理系统实现对不同物理存储设备的逻辑化和虚拟化管理、多链路冗余管理，以及硬件设备的状态监控和故障维护。
(2)基础管理层
基础管理层是云存储的核心部分。该层通过集群存储、分布式存储和网格存储等技术，实现众多存储设备之间的协同工作，对外提供统一的存储访问服务，而多个存储设备的并发处理则能够显著提高云存储系统的IOPS 和Throughout 性能。
(3)应用接口层
应用接口层是由众多的第三方软硬件厂商提供的插件层。可以利用应用接口快速开发各类数字校园业务系统，如在云存储基础上的视频监控应用、视频点播应用、网络存储的硬盘、远程数据备份应用等。
(4)访问层
任何一个授权用户都可以按照标准的公共应用接口，在任何地方访问云存储平台，享受云存储服务。
传统存储NAS / SAN 目前仍是数字校园存储领域的主流，但其自身存在难以解决的缺陷。云存储是行业的最新发展，具有传统存储所不具备的诸多优势，包括海量的存储能力，快速的响应能力和数据传输能力，安全、灵活的存储扩容能力，统一、方便的集中管理方式，相对低廉的总体拥有成本，能够很好地满足数字校园各类应用的存储需求。结束语
存储材料 篇6
关键词 网络存储；附网存储；对象存储；I/O
中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)121-0036-01
用户把信息通过网络（LAN、WAN和Internet）存储到连接在网络上的存储设备，或通过网络从连接在网络上的存储设备中获得所需信息的过程，叫做网络存储。用户可以从企业的存储网络中获得企业的产品信息，企业可以借助存储网络进行各种商业活动。
1 网络存储技术的发展
按照存储设备与网络的连接方式，主流的网络信息存储系统有直接存储（DAS）、附网存储（NAS）和存储局域网（SAN）三种形式。传统存储结构多采用DAS，现代网络应用的快速发展对传统存储提出了极大的挑战，促进了以NAS和SAN为代表的网络存储技术的成熟和快速普及。除此之外，还出现了多种新的网络存储技术，如基于IP的SAN、对象存储技术等。
1）直接存储（DAS）。DAS是一种以服务器为中心的存储结构，各种存储设备通过IDE或SCSI等I/O总线与服务器相连。所有的客户端请求与数据传送都通过服务器，由于存储系统附属于服务器，受服务器总线技术限制，DAS的可扩展性较差，并且当客户连接数增多时，服务器将成为整个系统的瓶颈。所以，DAS存储方式难以满足现代社会对网络存储系统大容量、高性能、动态可扩展等方面的要求，解决这一问题的有效方法是将访问模式从以服务器为中心转化为以设备和网络为中心，这导致了网络存储技术（NAS和SAN）的普及与发展。
2）附网存储（NAS）。NAS是一种以设备为中心的存储结构，可以直接连接到网络向用户提供文件级服务，具有简化的实时操作系统，它可以将硬件和软件有机的集成在一起，用以提供文件服务。目前采用的协议是NFS和CIFS，其中NFS应用在Unix环境下，最早由SUN开发，而CIFS应用在NT/Windows环境下，由Microfoft开发。
3）存储局域网（SAN）。SAN是一种以网络为中心的存储结构，按照SNIA定义，SAN是一种利用Fibre Channel等互联协议连接起来的可以在服务器和存储系统之间直接传送数据的存储网络系统。SAN是一种体系结构，它是采用独特的技术（如FC）构建的、与原有LAN网络不同的一个专用的存储网络，存储设备和SAN中的应用服务器之间采用的是block I/O的方式进行数据交换。
4）基于IP的SAN。在实际应用中，基于IP的SAN以其优异的性能成为网络存储领域的研究热点。基于IP的SAN互连技术主要包括：FCIP，iFCP、iSCSI、Infiniband。
FCIP技术原理是将FC帧封装到IP数据包中，再通过IP网络传输到另外一个FC的SAN，目的SAN接收到这个IP包后，将其解包使其恢复成封装之前的FC帧，通过FICP可以方便的实现两个距离较远的SAN在Internet网络上互相通信。
iFCP是将FC协议映射到TCP协议之上，和FCIP不同，FCIP是一种隧道协议，除了将FC帧封装成IP数据包以外，不对FC帧进行任何处理，而iFCP则是一种网关协议，它对FC帧进行协议转换，重新用TCP/IP协议来表达FC帧。它必须对FC帧进行更多的处理，如读取FC帧的头部，理解其地址，并用IP地址方式来表示。
iSCSI技术原理是将SCSI协议映射到TCP/IP数据包，在IP网络上传输，到达目的节点后，再回复成封装前的SCSI命令，从而实现SCSI命令在IP网络上直接、透明传输。
Infiniband是一种可简化和加快服务器之间的连接，以及服务器与其它相关系统（诸如远程存储和网络设备）之间的全新输入/输出（I/O）技术。它的结构设计非常紧密，大大提高了系统的性能、可靠性和有效性，能缓解各硬件设备之间的数据流量拥塞。Infiniband技术目前主要被较大的数据中心采用。
5）对象存储技术。一个存储对象是存储设备上多个字节的逻辑组合，它包括访问数据的属性、属性描述、数据特征和阻止非授权用户访问的安全策略等，对象的大小可以变化，它可以存放整个数据结构，如文件、数据库表、医学图像或多媒体数据等。存储对象具有文件和块二者的优点：像数据块一样在存储设备上被直接访问；通过一个对象接口，能像文件一样，在不同的操作平台上实现数据共享。
2 数据存储应用的最新特点
1）数据成为最宝贵的财富。数据是信息的符号，数据的价值取决于信息的价值，由于越来越多有价值的信息转变为数据，数据的价值也就越来越高，数据丢失对于数据拥有者来讲，损失是无法估量的，甚至是毁灭性的，这要求数据存储系统具有卓越的系统可靠性。
2）数据总量呈爆炸性的增长。人们的信息活动中不断产生数字化信息，各种新型应用也层出不穷，如流式多媒体、数字电视、IDC、电子商务、数据仓库与数据挖掘等，因此造成数据总量呈几何级数增长，因为永远都会有新的数据产生，所以对存储容量的需求是没有止境的。
3）I/O成为新的性能瓶颈。目前，计算机的主要应用模式已经转化成数据的存储与访问，由于受机械部件的限制，磁盘数据访问时间平均每年只能提高7%-10%，数据传输率也只能以每年20%的速度发展，而同时代微处理器和内存系统正以平均每年50%-100%的速度发展，处理机与磁盘之间的性能差距已经越来越明显，数据存储系统已经成为计算机系统新的性能瓶颈，即所谓的I/0瓶颈。
4）全天候服务成大势所趋。在电子商务和大部分网络服务应用中，24小时×7天甚至24小时×365天的全天候服务已是大势所趋，这要求现代数据存储系统具备优异的高可用性。
5）存储管理和维护要求自动化、智能化。以前的存储管理和维护大部分工作由人完成，由于存储系统越来越复杂对管理维护人员的素质要求越来越高，因管理不善造成数据丢失的可能性大大增加，这要求现代存储系统具有易管理性，最后是具有智能的自动管理和维护功能。
6）实现多平台的互操作和数据共享。由于历史原因，存在着多种信息平台，这要求存储系统能够实现多平台的互操作和信息共享，从而具有高度的系统开放性。
3 结语
IT技术的发展经历过三次浪潮。第一次是以处理技术为中心，以处理器的发展为核心动力，产生了计算机工业，促进了计算机的迅速普及和应用；第二次以传输技术为中心，以网络的发展为核心动力，这两次浪潮极大地加速了信息数字化进程，进而引发了IT技术的第三次浪潮——存储技术浪潮，在新的技术浪潮中，数据存储的应用将面临一个全新的发展时期。
参考文献
[1]鲁丰玲,李朝永.浅析网络存储技术[J].计算机与网络.2007,10:221.
存储材料 篇7
全息存储技术因在容量和速度方面的巨大潜力使之成为高密度存储最有力的竞争者之一,引起了人们的极大关注和兴趣[1,2]。十余年的研究表明,高密度全息存储实用化的关键在于能否获得理想的高密度全息存储材料。光致聚合物因具有实时记录和读取全息图的巨大优势,以及高衍射效率、高灵敏度、好的光学性能、大的动态范围、较好的图像稳定性、形式灵活、易于合成、成本低廉等优点,从而在众多全息存储材料中脱颖而出[3,4]。
而在众多的光致聚合物全息存储材料中,聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)/丙烯酰胺(acrylamide,AA)光聚物体系由于具有高的动态灵敏度、高衍射效率、从而在世界范围内被全息科研工作者深入和广泛地研究[5,6,7]。
以往基于PVA/AA的光聚物体系的研究中,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-methylene bisacrylamide,BAA)作为常用的双功能单体及交联剂,当与AA同时使用时,可使交联后的聚合物具有较高的密度和较长的存储寿命,并且可大幅度提高光致聚合物的记录灵敏度[8]。
而在本文中,我们通过在PVA/AA体系中添加单官能团液态单体丙烯酸-2-羟基乙酯(2-hydroxyethyl acrylate,HEA),制备了一种新型光致聚合物全息材料。HEA作为一种单官能团液态单体,它的性能不同于上述提到的丙烯酰胺及其衍生物,它能够削弱聚合物分子之间的范德华力,增加聚合物分子链的移动性,有效改善光聚物薄膜的结构和性能,从而达到提高光聚物薄膜的衍射效率和感光灵敏度,并且改进PVA/AA光聚物材料全息特性的目地[9]。
1 实验
1.1 样品制备
将单体丙烯酰胺AA,光引发剂三乙醇胺(triethanolamine,TEA),光敏剂曙红(yellowish esoin,YE)加入到PVA的去离子水溶液中,使用恒温磁力搅拌器搅拌并加热至80℃,最后加入单官能团单体HEA,并匀速恒温搅拌1 h,经超声震荡使溶液中的气泡震出,取一定量的混合溶液滴涂在2.5 cm×6.0 cm干净玻璃基片(经去离子水、无水乙醇、丙酮有机溶剂超声清洗)上,所有溶液配比见表1。上述所有样品均在普通条件(温度20~25℃,相对湿度40~60%)下制备,并在暗室中固化48 h后备用。
1.2 实验光路
全息记录采用倍频后的波长为532 nm的Nd:YAG激光进行非倾斜曝光方式记录。Nd:YAG发出的532nm激光被分束镜BS分成物光与参考光,并保持两束光的光强比为1:1;两束光在光致聚合物薄膜上以15°的入射角交汇,产生空间分辨力为973 lp/mm的干涉条纹。因为光聚物薄膜对红光的不敏感性,我们采用波长为632 nm的He-Ne激光以17.9°的布拉格入射角进行信息复现。透射率由He-Ne激光垂直照射旋转台上的光聚物薄膜后的透射光强与入射光强的比值得到。入射光强、透射光强和衍射光强均由激光功率计PM测得。角度响应曲线实验值,通过电脑控制的旋转台改变偏移角后,测试记录的全息图衍射效率获得,实验光路图见图1。
2 结果和讨论
2.1 理论分析
2.1.1 光化学反应原理[7]
当曙红的染料分子(YE)被适宜波长的激光曝光时,将会吸收光子后跃迁至单重激发态(1YE*)。
单重激发态(1YE*)或者发生荧光猝灭返回至基态,或者发生系间窜越跃迁至更稳定,寿命更长的三重激发态(3YE*)。
染料分子的三重激发态(3YE*)将会同电子给体(TEA)发生氧化还原反应,失去一个质子(H(10))产生自由基(TEA)
自由基与薄膜中的单体发生反应引发聚合反应,当单体耗尽时,聚合反应同时终止。
2.1.2 光化学漂白理论模型
我们知道光聚物薄膜中曙红染料浓度随时间变化的关系式为[5]
式中:AYE(t)为曙红染料在t时的浓度,Ia(t)为在与染料同一t时的吸收光强度,d是光聚物薄膜厚度,φ为量子产率;
而吸收光强度Ia(t)又可由Lambert-Beer公式表达:
式中ε是摩尔吸收系数。联立式(1)和式(2),可得到
AYE()0表示时间t=0时的染料浓度,也即是光聚物薄膜中的初始染料浓度。
将式(3)代入式(2),可知吸收光强度表达为
当入射光辐照至光聚物表面时,部分光被吸收,剩余光则从光聚物中透射过去。
式中:I0为入射光强度,Ia(t)为吸收光强度,IT(t)为透射光强度。
我们知道透射率T(t)定义为IT(t)/I0,因此综合上述方程式可得光化学理论漂白模型为
式中:Tsf为Ts(Tf)是考虑到散射光和反射光的相关损失系数,理论值为1。
2.1.3 角度响应曲线理论模型
根据Kogelnik耦合波理论,透射型全息图的衍射效率η可表示为[10]
其中:v为有效光栅厚度,表示为
式中:Δn为折射率调制度,d为光聚物薄膜的厚度,λ为记录光波长。ζ为布拉格失配因子,表示为
式中:K表示为光栅矢量,等于2π/Λ,其中Λ为光栅条纹间距。Δθ为再现光入射角相对于布拉格角的偏移角,n0为聚乙烯醇基质的折射率1.55。
当θr=-θs=θ,即物光与参考光两写入光束对称入射时,形成非倾斜光栅。
根据布拉格定律:
将式(8)、式(9)、式(10)带入式(7),并考虑光聚物薄膜的散射损失等因素,可得角度响应曲线理论模型:
式中Tsfa为同散射损失有关的系数。
2.2 不同浓度HEA对透射率及光化学参数的影响
我们知道透射率定义为透射光强与入射光强的比值。我们使用波长为532 nm的Nd:YAG激光以21m W/cm2的曝光强度垂直照射添加不同浓度HEA厚度为95μm的光聚物薄膜,通过激光功率计测试入射光强和透射光强,得到了透射率随时间变化的实验数值;使用Matlab软件以光化学理论模型即式(6)进行基于Levenberg-Marquardt算法的非线性曲线拟合,获得了透射率随时间变化的拟合曲线,同时在图中对于我们测试的数值引入误差线表示实验的可重复性,如图2所示。
通过Matlab的非线性曲线拟合,我们得到了不同HEA浓度下的光致聚合物薄膜的摩尔吸收系数ε、量子产率φ、散射损失系数Tsf等光化学参数,见表2。
由表2,我们可以看出,随着HEA浓度的增加,光致聚合物薄膜的摩尔吸收系数在增加;同时,该光聚物材料的自由基产生的量子产率也在增加;当HEA的浓度增加至0.028 M时,我们得到该光聚物材料的最大量子产率;由此表明,当进行全息记录时,染料产生的激发三重态染料分子将会同电子给体反应产生自由基。当在PVA/AA光聚物材料体系中添加HEA后,自由基与在AA中加入HEA后的混合单体的反应速度,将比使用单一单体AA的反应速度快得多,从而能够加速光致聚合物中的单体发生聚合,有利于曝光过程中记录光栅的快速形成。而加入HEA后光聚物中单体的加速消耗,又会使得材料吸收光子的速度和能力增加,从而使染料的激发三重态分子的产生速率增加,因而与电子给体发生碰撞产生自由基的数量也大幅增加,使得光聚物材料的摩尔吸收系数和量子产率同时增加;不过随着HEA浓度的进一步增加,摩尔吸收系数仍在增加,但是量子产率则有所下降。
2.3 不同浓度HEA对衍射效率的影响
一般情况下,衍射效率定义为透过光聚物薄膜的一阶衍射光强与入射光强的比值。但为了计算准确,往往还需考虑实验过程中光聚物薄膜的反射光和散射光对入射光的影响。图3为不同HEA浓度下的光聚物薄膜的衍射效率随时间变化的曲线关系图,激光的曝光功率为21 m W/cm2,薄膜厚度为95m,同样在图中我们引入误差线表示实验的可重复性。
如图3所示,当HEA浓度为0 M时,光聚物薄膜的衍射效率在11 s时达到66%的最大值;随着HEA浓度的增加,光聚物薄膜的最大衍射效率和感光灵敏度也逐渐增加,且随着曝光时间的增加,衍射效率达到最大值后并保持稳定。当HEA浓度增加为0.028 M时,光聚物薄膜的衍射效率在约11 s处就达到75%的最大值,同未添加HEA的光聚物薄膜相比,其最大衍射效率和感光灵敏度均有较大程度的提高;但当HEA浓度大于0.028 M时,光聚物薄膜的最大衍射效率和感光灵敏度均不同程度地减少,并且到曝光的后期,衍射效率呈下降趋势。
而HEA浓度大于0.028 M后,曝光后期衍射效率下降的原因是:由于PVA基质中单体溶解的有限性,过多HEA的加入会导致未溶解的丙烯酰胺单体从光聚物表面析出,从而形成微小的散射中心。当进行全息曝光时,记录光照射至光聚物表面的这些微粒发生散射,散射光又会对入射至光聚物表面的这两束相干光造成干扰,从而在光聚物的全息干涉区域形成寄生光栅,即我们通常所说的噪音光栅,导致衍射效率的下降[11]。
2.4 不同浓度HEA对角度响应曲线的影响
我们制备了不同厚度的光聚物样品,当参考光以布拉格入射角进行信息复现时,以0.1°为间隔角转动样品控制台,得到了不同浓度HEA加入光聚物后角度变化与衍射效率的实验测得值。我们使用Matlab软件对角度响应曲线理论模型即式(11)进行基于Levenberg-Marquardt算法的非线性曲线拟合,得到了衍射效率随角度变化的拟合曲线,如图4。
通过Matlab的非线性曲线拟合,得到了折射率调制度(35)n,散射损失系数Tsfa,光聚物厚度d等参数值,并且在Matlab软件拟合的过程中,获得了0.998的回归系数(回归系数越逼近于1,表示拟合越好),并且在图4中,我们同时能够看到实验测得数据与拟合曲线之间表现出了很好的对应性,表示了所使用的拟合理论模型的正确性。
拟合所得的参数值见表3,其中dexp为实验测的厚度值。
由表3,可以看出,随着HEA浓度增加,光聚物材料的折射率调制率有所降低。而光聚物材料的厚度则随着HEA浓度的增加而显著增加,厚度的增加又可以使更多的单体溶解,从而进一步提高光聚物材料的全息性能。而光聚物材料越厚则越有利于利用角度复用实现海量数据的高密度存储,从而增加光聚物材料的存储容量。同样在图4中,当HEA浓度增加时,光聚物的角度响应曲线中布拉格选择角宽度(曲线主瓣半高宽)逐渐变窄,更有利于光聚物材料在同一点处进行角度复用记录多幅全息图,而不会在复现时引起全息图之间的串扰[12]。不过随着厚度增加,光散射有所增加,即散射系数Tsfa下降。
3 结论
通过在PVA/AA光聚物材料体系中添加单官能团液态单体HEA,制备了一种基于PVA/AA体系的新型全息存储材料;研究了不同浓度的HEA对光聚物材料衍射效率的影响;应用Matlab软件以光化学漂白理论、角度响应曲线理论为拟合模型,进行了基于Levenberg-Marquardt算法的非线性曲线拟合;通过非线性曲线拟合研究了不同浓度的HEA对摩尔吸收系数、量子产率、折射率调制度、光聚物薄膜厚度等多个全息参数的影响;实验表明,HEA的加入可有效增加光聚物薄膜的厚度并且改善光聚物薄膜的结构和性能,达到提升PVA/AA光聚物初始材料的全息特性,改进光聚物材料全息光学数据存储容量的目的。
摘要：本文研究了一种基于聚乙烯醇/丙烯酸-2-羟基乙酯的新型全息存储材料;研究了不同浓度的丙烯酸-2-羟基乙酯对光聚物材料衍射效率的影响;在厚度为95μm的光聚物薄膜中当曝光能量为231mJ/cm2时获得了近75%的高衍射效率。应用Matlab软件以光化学漂白理论、角度响应曲线理论为拟合模型,进行了基于Levenberg-Marquardt算法的非线性曲线拟合;通过非线性曲线拟合研究了不同浓度的丙烯酸-2-羟基乙酯对摩尔吸收系数、量子产率、折射率调制度、光聚物薄膜厚度等多个全息参数的影响;实验表明,丙烯酸-2-羟基乙酯的加入可有效增加光聚物薄膜的厚度并且改善光聚物薄膜的结构和性能,达到提升聚乙烯醇/丙烯酰胺光聚物初始材料的全息特性,改进光聚物材料全息光学数据存储容量的目地。
关键词：全息,光致聚合物,丙烯酸-2-羟基乙酯,Matlab
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存储材料 篇8
现代信息技术的飞速发展对数据存储容量及存储速度的要求越来越高。然而,随着存储技术朝超高密度、超高速度方向发展,一方面,磁记录密度发展也已接近超顺磁极限[1],要进一步提高记录密度必须采用高矫顽力的记录介质,但目前的磁头却无法提供能克服高矫顽力的写入磁场;另一方面,磁记录速度因受限于磁化反转速度而进展缓慢。因此,发展新型的超高密度、超高速度记录技术,已成为现代信息技术领域的新挑战。
为了克服磁记录密度和记录速度发展的障碍,人们先是发展了激光辅助磁记录[2,3,4,5]技术。此技术不仅解决了磁化高矫顽力介质的问题,而且在记录速度方面也具有诱人的前景[5]。Stanciu于2007年报道了GdFeCo磁光薄膜在飞秒激光加热作用下,材料温度跨越磁化补偿点发生亚皮秒的超快磁化反转[6],此结果远远快于之前报道的激光加热辅助跨越居里点的磁化反转[5],有望大大提高此类磁光记录材料的存储速度。此后,Stanciu又报道了一种利用飞秒圆偏振激光激发的GdFeCo亚铁磁薄膜,实现了无外加磁场作用下的全光磁化反转的新的写入方法[7]。这种全光写入方法不仅可以大大提高磁光记录速度,而且此项技术完全不同于传统磁存储技术,这种利用圆偏振光实现的磁化反转无需外加磁场的作用,此优点也为研究者设计新型磁存储器件提供了新的方向。而后,Ostler[8]于2012年报道了直接利用飞秒激光的超快加热作用,在GdFeCo亚铁磁薄膜中实现全光磁化反转。此全光磁化反转与之前[7]利用圆偏振光实现的全光磁化反转不同,它与激发光的偏振态无关,其磁化反转是基于亚铁磁薄膜系统自旋的交换作用,磁化反转发生在亚皮秒尺度。
本文将详细分析和对比飞秒激光辅助跨越磁化补偿点磁化反转、飞秒圆偏振激光全光磁化反转和飞秒激光超快加热全光磁化反转存储技术各自的实现原理和技术特点。
1 稀土-过渡金属GdFeCo磁光材料的亚铁磁特性
稀土(RE)-过渡(TM)金属合金是一类具有特殊磁学性质的材料,近年来随着超快磁学的发展,此类材料更成为磁光领域的研究热点[2,3,4,5,6,7,8]。其特殊磁学性质源于稀土元素与过渡金属元素形成的亚铁磁耦合,即稀土磁矩与过渡族金属磁矩形成反平行排列[9](如GdFeCo中,稀土元素Gd与过渡金属Fe、Co组成的体系),两者的矢量和构成宏观磁化,即Ms=│MRE-MTM│,其中MRE与MTM分别为稀土子系统与过渡金属子系统的磁化强度,Ms为总磁化强度,RE与TM两个子系统的磁化随温度的变化速率不同,这种特性使得此类材料存在磁化补偿温度(TM),当T < TM时,│MRE│>│MTM│;当T > TM时,│MRE│<│MTM|;当材料温度处于磁化补偿温度时,RE与TM的磁化强度相等但方向相反而互相抵消。RE-TM材料所特有的磁化方向在磁化补偿温度两端相反的性质,以及材料的温度跨越过磁化补偿温度后矫顽力迅速减小的特性,正是其适用于激光辅助磁记录的重要前提。此外,此类材料还存在角动量补偿温度TA(略高于TM),这也是由于两个子系统的角动量随温度的变化速率不同而产生的。研究表明,GdFeCo的畴壁迁移率和自旋进动频率在角动量补偿温度附近取极大值,此特性为在RE-TM材料中实现超高速的激光辅助跨越磁化补偿点写入提供了可能性[10]。
在磁学性质方面,GdFeCo合金薄膜由于具有很高的垂直磁晶各向异性参数,被认为是超高密度磁存储的优秀候选介质;此外,由于RE-TM金属GdFeCo材料的亚铁磁特性,在飞秒激光激发下可以实现超快磁化反转,因此也成为发展超快磁记录介质的首选材料。
2 超高记录密度GdFeCo磁光材料应用于超高速磁存储技术
2.1 激光辅助跨越磁化补偿点磁化反转存储技术
为了解决高矫顽力介质的磁化问题,促进磁存储技术朝高密度、高稳定性方向发展,激光辅助磁记录(LAMR)被提出。LAMR是利用激光加热介质以降低矫顽力从而实现磁记录的技术,其基本过程是:聚焦激光束照射在记录介质上形成极小的光斑,光斑区域温度上升导致其矫顽力降低,该位置即可在较小的外磁场作用下改变磁化方向,写入信息形成数据位,当记录区域冷却,介质又恢复到高矫顽力状态,从而形成室温下稳定的数据位。
激光辅助跨越磁化补偿点的磁化反转最早由Stanciu于2007年通过GdFeCo薄膜在飞秒激光作用下观测到,如图1所示[6]。图1中曲线为激光激发后磁化态随延迟时间变化曲线(磁化动力学曲线),插图为不同延迟时刻的磁滞回线,其中-1ps的延迟时刻表示探测光探测的是激光泵浦前的磁化态。从磁化动力学曲线可以看出,在激光激发后样品磁化态发生反转(由激发前正磁化态反转到负磁化态),并且通过0.7ps的延迟磁滞回线可以看出此时刻饱和场下的磁化态已经改变符号(变为负值),这种磁化态符号的改变揭示样品的温度超过了磁化补偿点,FeCo亚晶格的磁矩发生反转(实验中使用800nm波长的激光探测到FeCo亚晶格的磁化态[11]),即样品的磁化态发生了超快磁化反转。
这种超快磁化反转源于稀土-过渡金属GdFeCo磁光材料具有磁化补偿温度和角动量补偿温度的亚铁磁特性。用激光加热GdFeCo样品,使其温度超过磁化补偿温度,进而使FeCo磁矩大于Gd磁矩,即净磁矩方向发生变化,此时外加磁场的作用使得净磁矩方向反转,即FeCo的磁矩也发生反转[12]。此外,激光加热作用也使样品温度超过角动量补偿温度,由于在角动量补偿温度附近,样品畴壁迁移率和自旋进动频率大大提高,此时的磁化反转速度极快,可达到亚皮秒的量级。因此,利用激光辅助跨越磁化补偿点磁化反转有望促进超高速磁存储技术的发展。
2.2 飞秒圆偏振激光全光磁化反转存储技术
利用飞秒圆偏振激光实现无外加磁场下的全光磁化反转的方法,最早由Stanciu于2007年提出[7],此后这种全光磁化反转于2012年被Vahaplar进一步通过实验和理论模型加以验证和详细研究[13]。图2是磁光显微镜下观测到的全光磁化反转的实验结果[7],图中两行灰色和黑色圆圈区域代表激光的激发区域,灰色代表正磁化态,黑色代表相反的负磁化态,σ+和σ-分别表示右旋圆偏振光和左旋圆偏振光,实验所用样品为磁化补偿温度高于室温的GdFeCo薄膜。从图2可以看出,无论样品初始磁化态是正(灰色)还是负(黑色),经右旋圆偏振光σ+激发后样品磁化态都变为正(灰色),而经左旋圆偏振光σ-激发后样品磁化态都变为负(黑色),即样品的磁化态完全由激发圆偏振光的旋性所决定,并且无需外加磁场的作用。
这种利用飞秒圆偏振激光实现的全光磁化反转,源于激光超快加热以及圆偏振光由于反法拉第效应而等效于磁场脉冲的共同作用。当飞秒激光超快加热GdFeCo样品至温度稍低于居里温度时,样品处于强非平衡态,净磁矩约为零,但此时磁化率很高,磁化态对外场很灵敏,同时由于反法拉第效应使得圆偏振光等效于有效磁场,在此有效磁场作用下实现磁化反转。圆偏振光等效外磁场方向与光波矢的传播方向相同,左右旋性的圆偏振光分别对应相反的有效磁场的方向,从而决定磁化态的反转方向。这种全光磁化反转是圆偏振光光子角动量和磁性样品角动量直接作用实现的磁化反转,所以磁化反转速度非常快。Vahaplar于2012年报道的利用圆偏振光实现的全光磁信息的写入和读出过程可以在30ps内完成,是当时所能达到的最快的磁信息写入和读出过程[13]。这种无需外加磁场的全光写入方法为研究者设计新型磁存储器件提供了新的方向。
然而,进一步的研究发现这种依赖于光旋性的全光磁化反转的实现条件比较苛刻,只能发生在较临界的激光激发流密度,并且能够实现磁化反转的区域相对于整个激发区域也很小[13],在实用中的可控制性较差。
2.3 飞秒激光超快加热全光磁化反转存储技术
为提高全光磁化反转在实用中的可行性,必须进一步研究亚铁磁材料超快光磁相互作用的物理本质。Radu[14]于2011年报道了亚铁磁薄膜在飞秒激光激发后,由于非平衡亚晶格间的反铁磁自旋交换作用形成瞬时类铁磁态的超快磁化反转过程。此成果为人们利用飞秒激光的超快加热作用,在自旋交换作用的时间尺度实现磁化反转指出了方向。而后,Ostler[8]于2012年报道了直接利用飞秒激光的超快加热作用,在GdFeCo亚铁磁薄膜中实现无外加磁场下的全光磁化反转。图3为磁光显微镜下观测到的全光磁化反转的实验结果[8],其中,(a)代表样品初始磁化态(灰色)垂直于纸面向内,而(b)代表样品初始磁化态(黑色)垂直于纸面向外,圆圈区域代表激光激发区域,图3(a)、(b)按顺序排列依次表示的是经过单个飞秒激光脉冲后的图像。从图3中可以看出,每经过一个飞秒脉冲的作用,激发区域的磁化态相对于前一幅图像对应区域的磁化态发生了反转。此全光磁化反转与之前[7]利用圆偏振光实现的全光磁化反转不同,它与激发光的偏振态无关,与样品的磁化补偿温度无关(实验温度可以是室温,在磁化补偿温度之下和之上都可以),与样品磁晶各向异性结构无关,与样品的初始磁化态也无关。
这种利用激光超快加热实现的全光磁化反转是稀土-过渡金属亚铁磁材料的特性。由于稀土和过渡金属亚晶格之间存在反平行耦合的非平衡磁矩,以及其磁化强度随温度的变化速率不同的特性,当飞秒激光超快加热GdFeCo亚铁磁材料时,样品起初处于强非平衡态,此时稀土与过渡金属子系统由于各自的退磁速度不一样而形成瞬时类铁磁态[14],进一步在亚晶格子系统之间产生反铁磁自旋交换作用而发生超快磁化反转。由于这种磁化反转是反铁磁自旋交换作用所形成的,作用强度大,磁化反转速度快,磁化反转发生在亚皮秒尺度。
基于这种激光超快加热高垂直磁晶各向异性的GdFeCo磁光薄膜的全光磁化反转实现的磁记录技术,不仅可以省去磁头,使存储器结构简单,成本降低,而且存储速度快,有望实现超高记录密度、超高记录速度的磁存储技术[8]。
3 结语
在线数据存储——你存储了吗? 篇9
在线数据存储，又称为互联网数据存储，是一种在线存储技术，你可以把它看成一个放在网络上的硬盘，向用户提供文件的存储、访问、备份、共享等文件管理功能。如果你是一个安全意识很强烈的人，你可以把自己重要的文件和财物存储到银行的保险箱里，但如果这些文件是数字的，你可以把它们存储到一个虚拟保险箱里，即储存在互联网上。在线数据存储不仅提供了额外的弹性源，供存放资料，而且还可以作为备份机制，并提供了有效的方法共享数据给别人。
1在线数据存储特点
在线数据存储之所以流行并发展很快，因为它和传统的存储工具如U盘、移动硬盘相比有自己的特点：
1)存储方便快捷
无论何时何地，你可以将你的文档、照片、音乐、软件统统存起来，正感受在线存储的方便。比如小王在网上找到很多免费的MP3音乐，可是他没有属于自己的电脑，于是他将MP3音乐保存到互联网上，这样无论到哪儿上网都可以直接下载使用，再也不用重新东找西找了;另外也可以把常用软件一网打尽。如果你是个装机高手，别人总是喜欢让你帮忙装系统，那么就可以把装系统必备的软件放到网盘，每次装机时，直接登录在线存储网站就可以找到了。
2)随时随地访问
不管是在家中、单位还是公众网吧或是世界上其它任何地方，只要是电脑能连接到因特网，你就可以管理、编辑你存储在互联网里的文件。具有上网功能的手机也能获得这些数据,随时随地访问你的在线存储的数据。
3)备份永久安全
将你的重要个人文档、数据、必备软件、系统补丁等备份，同误删带来的阵痛告别。电脑很容易受到硬盘驱动器崩溃或病毒的攻击。因此，安全的数据备份，保护自己的数据，将显得日益重要。应该注意的是，备份数据必须存放在其他一些地方，如放在其它的计算机的存储器上。你可以尝试使用在线数据存储。比如自己的电脑驱动永久备份的问题，如果电脑有点老，经常需要重新装系统，每次格式化硬盘后就要去网上到处搜索驱动。如果是把电脑声卡和显卡的驱动都存到在线数据存储网站里备份起来，以后就不再为找驱动而烦恼了。
4)在线数据存储的容量很容易扩大
每当你的在线数据存储量达到最大容量限制时，你可以简单地购买更多的空间来存储,没有必要购买和安装额外的存储硬件。
5)数据共享
他人也能访问你的在线存储的数据，真正实现了数据的共享。
2在线数据存储网站
现在不仅是个人，中小企业也成为存储市场中迅速崛起的生力军。因为中小企业普遍存在资金有限、缺乏专业IT管理人员、对存储设备扩展性要求高的问题。而在线数据存储可以随时自助升级扩容。在线数据存储有这么多特点，下面我向大家介绍几个在线数据存储网站。
1)永硕E盘www.ys168.com
永硕E盘是一个中文版的在线文件存储分享服务网站，使用前的注册也非常简单方便。
用户注册永硕E盘成功后即可登陆空间，空间的登陆地址为：http://用户名.ys168.com(用户名是您注册时填写的用户名)，在地址栏内输入此地址即可登陆。他人也可以访问你的空间，如果您要限制别人访问您的空间，您可以在空间常规设置里设置登陆密码。在永硕E盘里，您可以增加目录、上传文件、增加链接地址以及留言、个人文件存储、公司内部或公司之间文件传递交流等。永硕E盘的特点是：系统稳定，反应迅速，界面简洁，易操作，支持各种类型的文件，80M免费，付费空间和免费空间的服务器完全分离，免费用户使用的是共享带宽，付费空间用户使用的是独享带宽，在网络高峰期时付费用户的网速更有保障。
2)网易网盘www.163disk.com
网易网盘内置于网易126(www.126.com)和163(mail.163.com)免费邮箱当中，因此网易的免费邮箱用户将会方便获得该项服务。网易网盘在安全方面采用高品质的HP(惠普)海量磁盘阵列、JAVA前端应用和Cluster系统架构，以及专门保护数据安全的HP RAID ADG技术，再加上身份和密码双重安全验证，其安全性能远远高于U盘。另外，网易网盘配备国际顶尖的卡巴斯基杀毒引擎，免费提供实时升级的超强反病毒服务。而使用U盘的用户，一般都需要额外花钱购买杀毒软件。由此可见，网易网盘大大超越了传统U盘的性能，因而被形象地称之为“U盘终结者”。使用网易网盘，不需要重新注册，只需用现有的163邮箱的帐号登录即可。下面我们以网易网盘为例具体介绍一下使用方法。
登录163邮箱后,点击网易网盘,如果没有开通,可以用邮箱的积分获取，点击“马上兑换”，开通自己的网盘，页面会提示：“恭喜，升级成功，退出邮箱系统，再次登录，即可使用网盘”。网易网盘开通后，登录邮箱再次点击“网易网盘”，就会发现它的界面非常简单，已经为你默认建立了“我的文档、我的多媒体、我的图片、我的音乐、我的软件等文件夹，你可以按照文件类型把文件保存到相应的目录里。如果还想增加其它的类型，可以点击“新建文件夹”。除此以外，还有常用的按钮：上传、下载、删除等。我们以上传为例简单说明一下：点击“上传”按钮，页面转换到新的界面：上传位置：从右边的下拉菜单中选择“文件类型”，我们选择“我的音乐”;添加文件：点击添加文件按钮，会弹出一个“选择文件”的对话框，从本地硬盘中选择好文件，如“爱情诺曼底.mp3”,可以添加多个文件;重新命名：可以对要上传的文件重新起名字，但多个文件上传时，不能使用这个功能;最后点击“上传文件”就ok了。
另外我们可以将网易网盘里的文件发送给朋友：
·点击写信页面的“网易网盘”链接;
·在跳转的网盘文件列表页面选中你需要发送的文件;
·点击“确定”，回到写信页面继续编辑邮件;
·轻轻点击一下“发送”，就可以将选中的文件作为邮件的附件发送给你的好友
3)联想在线数据中心www.lenovodata.com
联想在线数据中心分为存储分享个人版和专业版，个人版提供超大容量的免费存储空间有5G,刚申请时只有1G，以后每天增加10M，直到5G为止。测试时速度也不错。超大容量免费存储空间的容量可以按需扩充。另外，可以批量文件传输，支持多级目录和断点续传,用户完全控制数据访问权限,多种途径实现数据共享，联想在线数据中心存储的数据永久有效，是文档多媒体资料保存的理想场所。
4)微软在线存储服务www.Foldershare.com
微软推出的在线存储服务，与普通的在线存储相比较，它不仅提供普通网络的存储服务，更多的是提供一种文件共享服务。它具有三功能：文件分享、文件同步和远程访问自己的电脑三在功能。
好友分享是微软在线存储非常主要的一个功能。点击：share with friends”可以和朋友共享文件、照片和家庭视频等。具体操作是选中想要共享的内容、邀请对象，他们就可以直接从他们的电脑进入所共享的文件。虽然用户可以和任何人共享文件，但是那些被邀请使用共享文件夹的用户首先要注册一个Windows ID才能通过验证。
同步文件功能允许在两台或者多台电脑上对特定的文件夹或者选定的盘符中的文件进行同步，在其中一台电脑上修改文件，另外一台电脑的文件相应地改变。为了更好地使用这个功能，需要创建一个对等网络peer-to-peer,使用该功能，可以在家里找回工作时的文件，接着工作，也可以工作时访问家里的文件，而没有必要使用或者携带U盘或者移动硬盘，但前提是,工作电脑和家用电脑都能上网，而且都运行了这个软件。
远程访问功能大家都不陌生。微软在线存储服务也提供了这个功能，它允许你从任何一个网络浏览器访问你的电脑。在其它地方使用帐号和密码登录后，就可以对你的电脑进行操作了。
另外，我们可以使用免费的在线照片存储服务Flickr,SnapFish和PhotoBucket,免费的在线音乐存储服务MP3Tunes和MusicPlayer.FM,免费的多用途的存储服务如Box.Net。进入21世纪，信息产业的突飞猛进和网络引发的信息爆炸带来了信息存储和保护的一些问题：如因系统升级、故障及停电、灾害等原因难免导致业务中断;在恢复数据时又时常遇到数据不易于管理查找、备份繁琐、恢复能力差等问题。以上这些问题的出现，为全球的信息存储业提供了巨大商机。对于想在网络上存储其照片、音乐和其他文件的用户来说，现在有很多存储服务可供选择：其中一些可以提供免费的服务，另外一些收费服务则可能提供更大的存储空间、安全功能和其他一些功能。想知道以后人们是怎么使用电脑的，你可以设想一下：把图片到视频的所有软件和数据，都存储在网络上。这使得我们同样可以从家中的电脑、公众网吧，或者具有上网功能的手机获得这些数据。有兴趣的朋友可以去试试吧。
摘要：随着信息技术的发展,网络中的视频、音频的内容更加丰富,人们工作、生活中需要存储的多媒体数据日益增长。信息社会带来了信息存储和保护的一些问题:电脑很容易受到硬盘驱动器崩溃或病毒的攻击;数据备份繁琐;数据发生故障时恢复能力差等。在线数据存储这几年得到了快速发展。在线数据存储是一种技术,可以让使用者的资料存储在互联网上。在线数据存储不仅提供了额外弹性源,供存放资料,而且还可以作为备份机制,并提供了有效的方法共享数据给别人。
关键词：计算机,信息,网络,存储,在线数据存储
参考文献
云计算时代的存储技术——云存储 篇10
云其实是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网, 后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。云计算分狭义云计算和广义云计算。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。如果仅下一个定义, 人们仍然无法理解到底什么是云计算, 我们举一个很浅显的例子。传统模式下, 企业建立一套IT系统不仅仅需要购买硬件等基础设施, 还有买软件的许可证, 需要专门的人员维护。当企业的规模扩大时还要继续升级各种软硬件设施以满足需要。对于企业来说, 计算机等硬件和软件本身并非他们真正需要的, 它们仅仅是完成工作、提供效率的工具而已。对个人来说, 我们想正常使用电脑需要安装许多软件, 而许多软件是收费的, 对不经常使用该软件的用户来说购买是非常不划算的。如果能够提供我们需要的所有软件供我们租用, 我们只需要在用时付少量“租金”即可“租用”到这些软件服务, 为我们节省许多购买软硬件的资金。我们每天都要用电, 但我们不是每家自备发电机, 它由电厂集中提供;我们每天都要用自来水, 但我们不是每家都有井, 它由自来水厂集中提供。这种模式极大得节约了资源, 方便了我们的生活。面对计算机给我们带来的困扰, 我们可不可以像使用水和电一样使用计算机资源?这些想法最终导致了云计算的产生。云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众, 使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。云计算模式即为电厂集中供电模式。在云计算模式下, 用户的计算机会变的十分简单, 或许不大的内存、不需要硬盘和各种应用软件, 就可以满足我们的需求, 因为用户的计算机除了通过浏览器给“云”发送指令和接受数据外基本上什么都不用做便可以使用云服务提供商的计算资源、存储空间和各种应用软件。这就像连接“显示器”和“主机”的电线无限长, 从而可以把显示器放在使用者的面前, 而主机放在远到甚至计算机使用者本人也不知道的地方。云计算把连接“显示器”和“主机”的电线变成了网络, 把“主机”变成云服务提供商的服务器集群。在云计算环境下, 用户的使用观念也会发生彻底的变化:从“购买产品”到“购买服务”转变, 因为他们直接面对的将不再是复杂的硬件和软件, 而是最终的服务。用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施, 也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等等费用, 并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间, 只需要把钱汇给云计算服务提供商, 我们将会马上得到需要的服务。这就是云计算, 在这样的模式下, 云存储又是怎么一回事, 它与云计算有怎样的联系呢?
2 云存储概念
云存储是在云计算 (cloud computing) 概念上延伸和发展出来的一个新的概念, 是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能, 将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作, 共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时, 云计算系统中就需要配置大量的存储设备, 那么云计算系统就转变成为一个云存储系统, 所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说, 云存储就是将储存资源放到网络上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方, 透过任何可连网的装置方便地存取数据。然而在方便使用的同时, 我们不得不重视存储的安全性, 存储必须具有良好的兼容性, 以及它在扩展性与性能聚合方面等诸多因素。首先, 作为存储最重要的就是安全性, 尤其是在云时代, 数据中心存储着众多用户的数据, 如果存储系统出现问题, 其所带来的影响远超分散存储的时代, 因此存储系统的安全性就显得愈发重要。其次, 在云数据中心所使用的存储必须具有良好的兼容性。在云时代, 计算资源都被收归到数据中心之中, 再连同配套的存储空间一起分发给用户, 因此站在用户的角度上是不需要关心兼容性的问题的, 但是站在数据中心的角度, 兼容性却是一个非常重要的问题。众多的用户带来了各种各样的需求, Windows、Linux、Unix、Mac OS, 存储需要面对各种不同的操作系统, 如果给每种操作系统更够配备专门的存储的话, 无疑与云计算的精神背道而驰, 因此, 云计算环境中, 首先要解决的就是兼容性问题。再次, 存储容量的扩展能力。由于要面对数量众多的用户, 存储系统需要存储的文件将呈指数级增长态势, 这就要求存储系统的容量扩展能够跟得上数据量的增长, 做到无限扩容, 同时在扩展过程中最好还要做到简便易行, 不能影响到数据中心的整体运行, 如果容量的扩展需要复杂的操作, 甚至停机, 这无疑会极大地降低数据中心的运营效率。最后, 云时代的存储系统需要的不仅仅是容量的提升, 对于性能的要求同样迫切, 与以往只面向有限的用户不同, 在云时代, 存储系统将面向更为广阔的用户群体, 用户数量级的增加使得存储系统也必须在吞吐性能上有飞速的提升, 只有这样才能对请求作出快速的反应, 这就要求存储系统能够随着容量的增加而拥有线性增长的吞吐性能, 这显然是传统的存储架构无法达成的目标, 传统的存储系统由于没有采用分布式的文件系统, 无法将所有访问压力平均分配到多个存储节点, 因而在存储系统与计算系统之间存在着明显的传输瓶颈, 由此而带来单点故障等多种后续问题, 而集群存储正是解决这一问题, 满足新时代要求的千金良方。
3 云存储技术与传统存储技术
传统的存储技术是把所有数据都当作对企业同等重要和同等有用来进行处理, 所有的数据集成到单一的存储体系之中, 以满足业务持续性需求。但是在面临大数据难题时显得捉襟见肘:1) 成本激增。在大型项目中, 前端图像信息采集点过多, 单台服务器承载量有限, 就造成需要配置几十台, 甚至上百台服务器的状况。这就必然导致建设成本、管理成本、维护成本、能耗成本的急剧增加;2) 磁盘碎片问题。由于视频监控系统往往采用回滚写入方式, 这种无序的频繁读写操作, 导致了磁盘碎片的大量产生。随着使用时间的增加, 将严重的影响整体存储系统的读写性能, 甚至导致存储系统被锁定为只读, 而无法写入新的视频数据;3) 性能问题。由于数据量的激增, 数据的索引效率也变得越来越为人们关注。而动辄上TB的数据。甚至是几百TB的数据, 在索引时往往需要花上几分钟的时间。
作为最新的存储技术, 与传统存储相比, 云存储具有以下优点:1) 管理方便。其实这一项也可以归纳为成本上的优势。因为将大部分数据迁移到云存储上去后, 所有的升级维护任务都是由云存储服务提供商来完成, 节约了企业存储系统管理员上的成本压力。还有就是云存储服务强大的可扩展性, 当企业用户发展壮大后, 突然发现自己先前的存储空间不足, 就必须要考虑增加存储服务器来满足现有的存储需求。而云存储服务则可以很方便的在原有基础上扩展服务空间, 满足需求;2) 成本低。就目前来说, 企业在数据存储上所付出的成本是相当大的, 而且这个成本还在随着数据的暴增而不断增加。为了减少这一成本压力, 许多企业将大部分数据转移到云存储上, 让云存储服务提供商来为他们解决数据存储的问题。这样就能花很少的价钱获得最优的数据存储服务;3) 量身定制。这个主要是针对于私有云。云服务提供商专门为单一的企业客户提供一个量身定制的云存储服务方案, 或者可以是企业自己的IT机构来部署一套私有云服务架构。私有云不但能为企业用户提供最优质的贴身服务, 而且还能在一定程度上降低安全风险。
传统的存储模式已经不再适应当代数据暴增的现实问题, 如何让新兴的云存储发挥它应有的能力, 在解决安全、兼容等问题上, 我们还需要不断的努力, 就目前而言, 云计算时代已经到来, 作为其核心的云存储必将成为未来存储技术的必然趋势。
摘要：随着信息化以及计算机网络技术的高速发展, 从计算机应用由于资源匮乏而不得不采取的计算资源大集中模式到如今IT技术高度发展而带来的云计算时代。数据信息量的不断增加, 给传统的存储技术带来了新的挑战, 如何让数据存储适应新技术的发展无疑是我们在发展的道路上必须弄清楚的一个重要问题。本文由浅入深, 首先从云计算、云存储的概念谈起, 进而分析在云计算时代云存储技术的实际作用。通过对传统存储技术与云存储技术的对比, 体现云存储技术是未来数据存储的必然趋势。
关键词：网络,云计算,数据存储,云存储
参考文献
[1]高岚岚.云计算与网格计算的深入比较研究[J].海峡科学, 2009 (2) .
[2]卢大勇, 陆琪, 姚继锋.伯克利云计算白皮书 (节选) [J].高性能计算发展与应用, 2009 (1) .
[3]李德毅, 孟海军.隶属云和隶属云发生器[J].计算机研究与发展, 2009.
[4]中国云计算网.什么是云计算, 2009.
[5]维基百科.Cloud computing, 2009.
[6]Amazon Amazon elastic compute cloud (Amazon EC2) 2009.
存储材料 篇11
1 网络存储技术简介
网络存储系统结构经过了直连式存储(DNS)、存储区域网络(SAN)到网络连接存储、SAN+虚拟化存储的发展。当前主要用于高清播出二级存储系统的结构为SAN和SAN+虚拟存储技术,下面对这两种网络存储系统结构进行简要介绍。
1.1 SAN存储区域网
SAN存储区域网中的存储设备与服务器是互相独立的,其主要采用了FC光纤通道等连接设备与服务器主机相连,通过光纤协议实现存储设备数据的共享。在SAN存储区域网结构的基础上能够建立文件级服务器系统,即NAS网络连接存储系统,通过NAS就可以提供网络文件的共享服务,实现了高清播出存储的目的。
1.2 SAN+虚拟化存储技术
SAN+虚拟化存储技术是NAS与SAN的融合,且在存储性能等方面得到了升级,在SAN网络存储中的存储设备与服务器之间引入虚拟的智能存储管理层,这样就能够存储设备的管理,存储设备能够自行对存储设备空间进行管理,从而实现数据的存取与相关数据的条带化管理[1]。SAN+虚拟化存储技术是一种虚拟的存储技术结构,其带内和带外都是虚拟化的存储方式。对于带内虚拟化而言,在控制和管理元数据的时候可以共享存储通道;而带外虚拟化存储不需要数据存储通道,在存储控制器之外,利用第三方软件就能够实现存储服务,能够收集处理数据流中的元数据。
2 高清播出二级存储系统的设计
2.1 容量规划
以中央电视台为例,中央电视台当前共有10高清频道,每个频道要求15天的节目素材,每天节目播出时间计算为12个小时,这样就可以根据高清节目的码流进行计算:
每小时的高清节目素材量=视频数据+音频数据;
单个频道一天的高清节目量=每小时高清节目素材量×12h;
10个频道15天的总素材容量=各频道1天高清节目量×10个×15d。
同时要考虑到30%的存储冗余,因此得出实际的存储容量如下:
存储容量=总素材量÷(1-30%)
2.2 带宽性能
高清频道以3倍速度向二级存储系统中写入素材,若规定每天的节目素材在4个小时之内完成,则高清电视节目的带宽公式为:
高清节目带宽=(高清频道个数×高清视频码率×高清素材写入倍数)÷8
2.3 存储架构设计
二级存储系统是保证备播存储的关键是高清备播系统的核心,其中存储架构设计至关重要,二级存储系统有两个存储区域。(1)接口缓存区:在进入高清播出系统之前,电视台各业务系统的节目文件都要进入接口缓存区节后审核,审核通过的文件进入高清播出系统进行播出,不通过的文件直接删除。(2)备播缓存区:通过接口缓存区审核后确定合格的节目文件会进入到备播缓存区,在备播缓存区要通过工作人员及数字校验的二次审核,在二次审核合格后的节目文件才能作为播出素材进行播出。
3 高清播出二级存储系统的实施策略
3.1 主备存储系统的应用
二级主存储系统的核心任务是播出备播系统,各个业务系统向二级存储系统迁移高清节目文件,服务器迁移高清素材由二级存储系统向各频道播出;二级备存储系统能够备份主存储系统的高清素材文件,备存储系统只需要向审核系统提供待审定的高清目标文件即可,不直接参与高清节目文件的频道播出。
3.2 分区访问
为了满足电视台内部高清业务系统与二级存储之间的业务量以及带宽要求,每项访问二级存储系统的业务都要进行专属的分区,二级存储系统应划分为多个文件系统,每项业务会对应固定的存储分区,这样就不会对其他分区的资源进行挤占。
4 结论
在高清电视不断发展的今天,以网络存储为技术基础的高清二级存储结构对高清节目的缓存、播出有着重要的作用。许多电视台实行高标清同播播出系统,这就对存储设备的容量提出了新的要求,基于网络技术的高清二级存储系统对高清节目存储的优化至关重要,对高清电视时代节目资源存储系统的发展方向有着重要的指导意义。
摘要：当前电视节目不断向网络化、高清化发展,广电技术的不断更新对存储系统有了更高的要求,随着网络技术的发展,网络存储技术逐渐应用到电视节目的存储系统中,本文简要介绍了主要的网络存储技术,研究了基于网络存储技术的高清播出二级存储系统的设计,探讨了高清播出二级存储系统的实施策略。
关键词：网络存储技术,高清播出,二级存储系统
参考文献