Tipos de almacenamiento en DBMS

Los registros en las bases de datos se almacenan en formatos de archivo. Físicamente, los datos se almacenan en formato electromagnético en un dispositivo. Los dispositivos electromagnéticos utilizados en los sistemas de bases de datos para el almacenamiento de datos se clasifican de la siguiente manera:

• Memoria principal: la memoria principal de un servidor es el tipo de almacenamiento de datos al que puede acceder directamente la unidad central de procesamiento, lo que significa que no requiere ningún otro dispositivo para leer. La memoria primaria debe, en general, funcionar perfectamente con contribuciones iguales de la fuente de alimentación eléctrica, el sistema de respaldo de hardware, los dispositivos de soporte, el refrigerante que modera la temperatura del sistema, etc. El tamaño de estos dispositivos es considerablemente más pequeño y son volátiles. . De acuerdo con el rendimiento y la velocidad, los dispositivos de memoria principal son los dispositivos más rápidos y esta característica está en correlación directa con su capacidad. Estos dispositivos de memoria primaria suelen ser más caros debido a su mayor velocidad y rendimiento.
• Memoria secundaria:Los dispositivos de almacenamiento de datos conocidos como almacenamiento secundario, como sugiere el nombre, son dispositivos a los que se puede acceder para almacenar datos que se necesitarán en un momento posterior para varios propósitos o acciones de la base de datos. Por lo tanto, estos tipos de sistemas de almacenamiento a veces también se denominan unidades de respaldo. Los dispositivos que están enchufados o conectados externamente se incluyen en esta categoría de memoria, a diferencia de la memoria principal, que es parte de la CPU. El tamaño de este grupo de dispositivos es notablemente mayor que el de los dispositivos primarios y menor que el de los dispositivos terciarios. También se considera un sistema de almacenamiento temporal, ya que puede almacenar datos cuando sea necesario y eliminarlos cuando el usuario haya terminado con ellos. En comparación con los dispositivos de almacenamiento primario y los dispositivos terciarios, estos dispositivos de almacenamiento secundario son más lentos con respecto a las acciones y el ritmo. Suele tener una mayor capacidad que los sistemas de almacenamiento primario, pero cambia con el mundo tecnológico, que se expande cada día. Los sistemas de almacenamiento secundario en la actualidad consisten en discos magnéticos y discos ópticos como DVD o CD, que se usaban en épocas anteriores. El desarrollo constructivo de la tecnología ha dado lugar a dispositivos modernos que han facilitado a los usuarios el manejo de múltiples dispositivos. Además de los discos duros portátiles y las unidades flash reutilizables, los dispositivos periféricos están equipados con puertos USB para que puedan usarse como dispositivos de almacenamiento secundarios a través de plug-and-play. RAID es una red de dispositivos de almacenamiento redundantes que llenará las deficiencias de un dispositivo al conectarse a otro dispositivo en la string. Esta máquina utiliza procesos como la disposición de datos de array para la estructuración, duplicación, códigos de corrección de errores, aislar discos en varios discos, etc. para garantizar que los datos fluyan sin problemas. Los niveles de RAID van desde RAID 0, RAID 1, RAID 2, etc. En base a la redundancia observada en los datos almacenados, se planifican y determinan estos niveles.
• Memoria terciaria: para el almacenamiento de datos, la memoria terciaria se refiere a dispositivos que pueden contener una gran cantidad de datos sin estar constantemente conectados al servidor o a los periféricos. Un dispositivo de este tipo se conecta o bien a un servidor o bien a un dispositivo donde se almacena la base de datos desde el exterior. Debido al hecho de que el almacenamiento terciario proporciona más espacio que otros tipos de memoria de dispositivo pero tiene un rendimiento más lento, el costo del almacenamiento terciario es menor que el primario y el secundario. Como medio para hacer una copia de seguridad de los datos, este tipo de almacenamiento se usa comúnmente para hacer copias de servidores y bases de datos. La capacidad de utilizar dispositivos secundarios y de eliminar el contenido de los dispositivos terciarios es similar.

Jerarquía de memoria: 

Un sistema informático tiene una jerarquía de memoria. Está disponible el acceso directo a la memoria principal de la CPU ya los registros incorporados. Acceder a la memoria principal lleva menos tiempo que ejecutar una CPU. La memoria caché se introduce para minimizar esta diferencia de velocidad. Los datos a los que la CPU accede con mayor frecuencia residen en la memoria caché, lo que proporciona el tiempo de acceso más rápido a los datos. La memoria de acceso más rápido es la más cara. Aunque los dispositivos de almacenamiento grandes son más lentos y menos costosos que los registros de la CPU y la memoria caché, pueden almacenar una mayor cantidad de datos. 

Discos magnéticos: los sistemas informáticos actuales utilizan unidades de disco duro como dispositivos de almacenamiento secundarios. Los discos magnéticos almacenan información utilizando el concepto de magnetismo. Los discos de metal están recubiertos con material magnetizable para crear discos duros. Los husillos sostienen estos discos verticalmente. A medida que el cabezal de lectura/escritura se mueve entre los discos, desmagnetiza o magnetiza los puntos debajo de él. Hay dos puntos imantados: 0 (cero) y 1 (uno). Los discos duros formateados almacenan datos de manera eficiente almacenándolos en un orden definido. La placa del disco duro está dividida en muchos círculos concéntricos, llamados pistas. Cada pista contiene una serie de sectores. Los datos en un disco duro normalmente se almacenan en sectores de 512 bytes.

Array redundante de discos independientes: en la tecnología de array redundante de discos independientes, se conectan dos o más dispositivos de almacenamiento secundarios para que funcionen como un solo medio de almacenamiento. Una array RAID consta de varios discos unidos entre sí para una variedad de propósitos. Las arrays de discos se clasifican por sus niveles de RAID.

• RAID 0: en este nivel, los discos se organizan en una array dividida. Los bloques de datos se dividen en discos y se distribuyen en los discos. La escritura y lectura de datos en paralelo se produce en cada disco. Esto mejora el rendimiento y la velocidad. El nivel 0 no admite paridad ni copia de seguridad.

• RAID 1: la duplicación se utiliza en RAID 1. Un controlador RAID copia datos en todos los discos de una array cuando se le envían datos. En caso de falla, el nivel 1 de RAID proporciona una redundancia del 100 %.

• RAID 2: los datos en RAID 2 se distribuyen en diferentes discos y el código de corrección de errores se registra utilizando la distancia de Hamming. De manera similar al nivel 0, cada bit dentro de una palabra se almacena en un disco separado y los códigos ECC para las palabras de datos se guardan en un conjunto separado de discos. Como resultado de su estructura compleja y alto costo, RAID 2 no se puede implementar comercialmente.

• RAID 3: los datos se dividen en varios discos en RAID 3. Las palabras de datos se analizan para generar un bit de paridad. Se almacena en un disco diferente. Por lo tanto, se pueden evitar las fallas de un solo disco.

• RAID 4: este nivel implica escribir un bloque completo de datos en discos de datos y luego generar la paridad y almacenarla en otro lugar. En el nivel 3, los bytes están fraccionados, mientras que en el nivel 4, los bloques están fraccionados. Ambos niveles 3 y 4 requieren un mínimo de tres discos.

• RAID 5: los bloques de datos en RAID 5 se escriben en diferentes discos, pero los bits de paridad se distribuyen en todos los discos de datos en lugar de almacenarse en un disco separado.

• RAID 6: El nivel RAID 6 amplía el concepto del nivel 5. Un par de paridades independientes se generan y almacenan en múltiples discos en este nivel. Un par de paridades independientes se generan y almacenan en múltiples discos en este nivel. Idealmente, necesita cuatro unidades de disco para este nivel.