数据存储系统

档案信息化数据存储是指数据以某种格式记录在计算机内部或外部存储介质上，其存储系统分别使用不同的存储介质和存储技术。

（一）数据存储介质

信息长期存取与介质息息相关，介质一旦受损，其所载信息往往荡然无存，因此，选择合适的存储介质尤为重要。不同的数据及其不同的处理需求对介质的要求是不同的。目前，数据存储介质主要有磁存储介质、光存储介质和电存储介质三种。

1.磁存储介质

磁存储技术是将声音、图像和数据等变成数字电信号，通过磁化磁介质来保存信息。磁存储介质主要有硬磁盘、磁带、磁盘阵列、磁带库等。

（1）硬磁盘（即硬盘）是由若干盘片重叠在一起放入密封盒内组成。盘片的结构类似软盘，盘片一般用合金或玻璃材料制作，磁性层则一般使用γ-Fe2O3磁粉、金属膜等制成。

硬盘的存储量大，数据传输速度快；硬盘盘片与驱动器装在密封容器内，不易受周围环境影响，工作稳定性好、可靠性高，由此常作为网络数据传输的在线存储介质。

硬盘按尺寸分，有5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸等。5.25英寸硬盘早期用于台式机，已被淘汰。目前，3.5英寸台式机硬盘正广泛用于各式电脑；2.5英寸硬盘广泛用于笔记本电脑及移动硬盘；1.8英寸微型硬盘广泛用于超薄型笔记本电脑、移动硬盘及苹果机播放器。按接口类型分，有ST506、IDE、SCSI接口。按转速分，有5400转/ 秒、7200转/ 秒、10000转/ 秒和15000转/ 秒。按存储方式分，有固态硬盘（SSD，新式硬盘，采用闪存颗粒存储）、机械硬盘（HDD，传统硬盘，采用磁性碟片存储）、混合硬盘（HHD： Hybrid Hard Disk，把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种新硬盘）。相对于机械硬盘，目前的固态硬盘有存取速度快、耗电量小、稳定性好等优点，也有存储量小、价格昂贵等缺点。混合硬盘起到扬长避短的作用，值得档案工作者关注。

（2）磁带一般由聚酯薄膜带基和附着在带基上的磁性涂层，经过磁性定向、烘干、压光和切割等步骤制成。

磁带存储容量大，数字磁带的最大容量已经达到TB级，在数据备份和档案文件存储等方面一直占据着重要的地位；成本适宜，操作方便，只要通过一定的驱动器便能顺利地读取。但是，磁带是串行记录方式，存取速度较慢；工作方式为接触式，易使磁带、磁头磨损。鉴于磁带的这些特点，它适合用在按顺序存取数据、存储量大而读写次数少的电子档案备份系统中，可作为硬磁盘数据长期备份的存储介质。

（3）磁盘阵列（Redundant Array of Independent Disk，简写为RAID）是应用磁盘数据跨盘处理技术，通过组合多个硬盘，把多个读写请求分散到多个硬盘中来突破单个磁盘的极限，并使其协同工作。在使用过程中如同仅使用一个硬盘，却获取了比单个存储设备更快的速度、更好的稳定性、更大的存储能力、更高的容错能力。它可以按照用户对于存储容量的需求进行阵列配置，从而达到海量存储的要求。

磁盘阵列系统存储容量大、安全性高。数据存储在由多个磁盘组成的磁盘组上，通过数据的冗余存储，可在一个或多个磁盘损坏、失效时，防止数据丢失；磁盘阵列通过并发读写，能够提高数据的存取速度，把多个硬盘驱动器连接在一起协同工作，大大提高了数据的读写功能。

（4）磁带库是一种机柜式的、将多台磁带机整合到一个封闭系统中的数据备份设备，是离线存储系统中的关键设备之一。它主要由磁带驱动器、机械臂和磁带构成，可实现磁带自动卸载和加载，在存储管理软件的控制下具有智能备份与恢复、监控统计等功能，能够满足高速度、高效率、高存储容量的要求，并具有强大的系统扩展能力。

磁带库具有自动备份和恢复功能，可实现数据的连续备份，也可在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计；存储量大，存储容量达到PB级，备份能力也很强大，是集中式数据备份的主要设备。

2.光存储介质

从磁存储到光存储是信息记录的飞跃，光存储是利用光学原理读/写的。光存储技术是采用激光照射介质，激光与介质相互作用，导致介质的性质发生变化而将信息存储下来的。读出信息是利用定向光束（激光）在存储介质表面进行扫描，通过检测所经过点的激光反射量，读出所保存信息的一种技术。光存储介质有光盘、光带、光卡、光盘塔、光盘库等，其中以光盘应用最为广泛。

光盘（Optical Disk）是继磁性介质之后产生的又一种新型的数字信息记录介质。它具有存储密度高、信息容量大、稳定性好、可移动、成本低等特性，也是电子档案的重要存储介质。光盘通常分为CD、DVD、蓝光光盘等几种，各自特点如下：

（1）CD（Compact Disc）。CD光盘采用红外激光器读取数据，存储容量较大，存储成本相对较低；在日常使用中易发生磨损，造成数据被错误读取和解析；在受力不均匀时易发生变形，造成数据无法读取。CD采用单层储存形式，容量一般为700M。由于光盘技术的迅速发展，目前该类光盘已经趋于淘汰。

（2）DVD（Digital Versatile Disc）。DVD与CD的外观极为相似，直径都是120毫米，一般单层容量约为5G。DVD分为预录制和可录制光盘两种。预录制光盘（DVD-ROM）的数据只能由厂商用专用设备录制。可录制光盘又分为一次写入型（DVD-R、DVD+R）和可擦写型（DVD-RW、DVD+RW）两种。一次写入型光盘可用光盘刻录仪一次性刻录数据，但不能擦除。档案部门可利用这种光盘的特点，保存档案信息，防止归档电子文件被改写和篡改。可擦写型光盘录入的数据可擦除和重写，反复使用。

（3）蓝光光盘BD（Blu-ray Disc）。目前主流的单层BD容量为25G，可烧录长达4小时的高清视频；双层BD容量为50G；多层BD容量有100G以上。随着蓝光刻录机和盘片价格越来越低，BD很有可能是继CD、DVD之后的档案数据又一主要存储介质。

目前，光盘共享技术的发展为大容量存储数字信息提供了可能，光盘塔和光盘库也成为存储电子档案的主要设备。

3.电存储介质

电存储介质是继磁存储和光存储之后的利用半导体技术做成的一种新型存储介质，它通过电子电路以二进制方式实现信息的储存。电存储介质主要有闪存盘和数据存储卡。

（1）闪存盘（又称为优盘或U盘），是一种容量大、体积小、不需要驱动器、安全可靠的新型移动存储设备。闪存盘可用于存储任何格式的数据文件，在电脑间方便地交换数据。闪存盘采用闪存芯片存储介质（Flash Memory）和通用串行总线（USB）接口，具有存储容量大（可达1GB-1TB）、轻巧精致、便于携带、使用方便、读写速度快、安全可靠等特征，有些还具有加密等功能，是重要的移动存储设备。但是，闪存盘的保存寿命较短，故不能作为长期存储电子档案的介质，但可以作为电子文件归档、复制、传递和利用的过渡性介质。

（2）存储卡（也称数码卡），是一种卡片形状的计算机存储介质，其存储原理与闪存盘基本相同。它具有体积小巧、携带方便、使用简单、存储量大、兼容性好等优点，如今已经广泛应用于手机、数码相机、数码摄像机、笔记本电脑、MP3、MP4、电视机等电子数码产品，备受摄影、电脑爱好者的青睐。存储卡种类繁多，当前流行的存储卡有以下几种：

一是SD存储卡。该卡如一张邮票大小，最高容量达128G，目前应用面最广。SD卡具有安全加密功能，内置128bit加密位，在加密状态下读卡，卡自动进入锁定状态，以保护卡内容不能被非授权读写。此外，该卡还可加写保护锁，能防止数据被有意或无意地修改。

二是TF存储卡。它是一种小型的SD卡，约为SD卡面积的1/4。TF卡广泛应用于手机、MP3、MP4等电子产品，也可插入SD卡卡套中当SD卡使用。TF卡传输速度被定义为Class2、4、6 、8、10等级别，其传输速度分别为2、4、6、8、10MB/s。

三是记忆棒。它由Sony公司在1999年推出，因此仅限用于Sony公司的数码产品。该存储卡运行速度快，高速记忆棒可达50MB/s，但价格比较贵。

由于存储卡尺寸太小，容易被丢失，加上型号规格繁多，且发展变化很大，因此它不宜存储长期保存的电子档案。然而，由于其存储密度高，携带方便，可用于电子文件的归档、移交、传递和查询。

档案部门使用存储卡须注意三个问题：一是最好使用SD卡，其原因是SD卡通用性强，一般笔记本电脑、数码相机、摄像机、电视机都配置SD卡的读卡槽。另外，SD卡便于加密，还能写保护，能防止数据丢失或被篡改。二是应当选购读写速度较快的存储卡。为了保障各种电子文件，特别是多媒体文件的播放流畅，存储卡的读写速度宜选高一些，一般拟大于6MB/s。三是建议档案部门可购置通用读卡器，见图2-8。其有若干个不同规格的卡槽，可同时插入多种常用的存储卡，用户可通过USB接口使不同的数码产品都能像读写优盘一样读写各种存储卡，而不必准备各种类型的连接线和数据接口。

图2-8　通用读卡器

（二）数据存储技术

数据存储技术随着科技的发展也在不断地发展和变化。目前，数据存储技术主要有直接存储、网络存储、云存储三种。

1.直接存储技术

直接存储技术是目前存储数据的主要技术方法。直接存储技术是利用计算机等存储设备，将档案信息保存在性能稳定的载体上。存储载体主要包括只读光盘、一次写光盘、磁带、硬磁盘、可擦写光盘、光盘塔和磁带库等。其特点是：投资低、读取速度慢；资料可供同时读取的人数少；检索光盘时，内部机械手臂容易出故障，光盘容易磨损划伤等。

2.网络存储技术

（1）直接附加存储（简称DAS）

DAS通过电缆（一般是SCSI接口）直接与服务器相连接，存储设备作为服务器的附加硬件，不带操作系统，直接接收所连服务器的I/O请求，完全依托服务器，通过服务器上的网卡向用户提供数据。它是典型的分散式存储模式。

（2）网络附加存储（简称NAS）

NAS是一种连接在网络上的存储设备。通常使用RJ45口，通过以太网向用户提供服务。采用集中式数据存储模式，将存储设备与服务器彻底分离。

（3）存储区域网络（简称SAN）

SAN是一种将存储设备、连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术。SAN从诞生之日起便以系统复杂和价格昂贵闻名业界，但其性能的强大也是毋庸置疑的，足以满足大型档案馆海量数据存储共享的需要。

3.云存储

云存储是指通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量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。云存储有以下三种：

一是公有云存储。这是为大规模、多用户而设计的云存储平台。其所有组件都建立在共享基础设施上，通过虚拟化、数据访问、管理等技术对公共存储设备进行逻辑分区，按需分配。优点是有助于用户减轻存储的成本和管理的负担。缺点是放在公有云上的信息容易被入侵、窃取、破坏。

二是私有云存储。也称为内部云存储，是针对特定用户设计的云存储，它运行在数据中心的专用存储设备上，可以满足安全性能的需求。其缺点是可扩展性相对较差。因此，私有云存储更适合于具有高标准安全性需求与性能需求的数据中心建设。

三是混合云存储。混合云存储是为了弥补公有云和私有云存储的缺陷，兼备两者的优点而设计的云存储架构。它既包含能接入公共网，提供广泛的应用和服务的公有云存储，又包括建立在内部网，面向某专业业务应用，采取严格安全管理措施的私有云存储。目标是在公有云上存储开放的，需要面向社会，广泛共享的档案信息；在私有云上存储需要保密或供内部业务使用的档案信息。由此，最大限度实现档案管理系统的共建和共用，数据库资源的互联和共享；实现档案信息资源跨系统、跨平台、跨地域的网络化应用，消除信息孤岛；节约系统建设、运行、维护和管理的成本；降低信息安全的风险，实现档案信息资源的大集成和大整合，最大限度地提高档案信息化综合效益。