固态存储：原理、架构与数据安全 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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夏鲁宁，贾世杰，陈波 著

图书标签:

• 固态存储
• SSD
• NAND闪存
• 存储架构
• 数据安全
• 闪存控制器
• 持久性存储
• 数据完整性
• 存储系统
• 高性能存储
• 嵌入式存储

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111580010

版次：1

商品编码：12194057

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：胶版纸

页数：332

内容简介

全书共11章，可分为三部分：第壹部分包括第1~3章，介绍存储技术基础知识；第二部分包括第4~7章，介绍固态存储的原理与架构；第三部分包括第8~11章，介绍固态存储安全技术及对前沿科技的展望。读者可根据自己的兴趣和时间情况选择阅读。

目录

前言
第一部分存储技术基础
第1章存储技术概要
1.1存储技术发展简史
1.2存储介质
1.2.1磁介质
1.2.2光介质
1.2.3半导体存储器
1.3磁盘阵列
1.4网络化存储
1.4.1网络存储架构
1.4.2分布式存储
1.5大数据时代下的新兴存储技术
1.6存储系统的逻辑构成
1.6.1主机系统
1.6.2互连方式
1.6.3存储器层次结构
本章参考文献
第2章文件系统
2.1Ⅳ口
2.1.1FAT的发展概况
2.1.2 FAT的重要概念
2.1.3 FAT 32的原理
2.1.4 FAT的优缺点
2.2 EXT
2.2.1 EXT的发展概况
2.2.2树形目录结构
2.2.3 EXT的磁盘布局
2.2.4数据块寻址方法
2.2.5 日志系统
2.2.6 EXT4引入的新特性
2.3 NTFS
2.3.1 NTFS的重要概念
2.3.2 NTFS的元文件和总体布局
2.3.3 NTFS的引导扇区
2.3.4 NTFS的文件存储特性
2.4 CDFS
2.4.1逻辑存储结构
2.4.2 CD-ROM上数据的定位
2.4.3 CDFS的改进
2.5其他文件系统
2.5.1 BtrFS
2.5.2 ZFS
2.5.3 HFS
第二部分固态存储的原理与架构
第三部分固态存储安全技术

前言/序言

不同于磁带、机械硬盘、光盘等依托机械运动实现读写的存储技术，固态存储器( solid-state memory，简称固态存储)完全基于半导体技术，通过改变芯片内部固态存储介质的状态（比如电荷、相变、极化和电阻等）来存储数据。在传统磁盘存储系统性能停滞不前的情况下，固态存储以崭新的视角，经过多年的研究和发展，为存储领域带来了一场革命性变革，成为突破现有存储性能瓶颈的希望。然而，随着固态存储的应用和普及，数据存储安全性、机密性、可靠性等问题逐渐凸显。如何解决固态存储架构中存在的安全问题将是本书中的浓墨重彩之处。
全书共11章，可分为三部分：第一部分包括第1～3章，介绍存储技术的基础知识。第1章简要回顾了存储技术的发展历史，介绍了当前主流存储介质的工作原理和特点，随后对磁盘阵列、网络化存储和大数据时代下的新兴存储技术进行了介绍，最后简介了存储系统的逻辑构成。
第2章对当前主要文件系统，如FAT、EXT、NTFS、CDFS，从基本概念、存储结构、存储特点等方面作了详细的阐述并进行了对比，随后对其他一些文件系统，如BtrFS、ZFS、HFS等进行了简单介绍。第3章讲述存储系统的接口与协议，简单阐述了接口与协议的基本概念，详细介绍了计算机系统中常用的存储器物理协议和接口，并对各个接口和协议的发展、特点以及原理进行了详细的分析。
第二部分包括第4～7章，介绍了固态存储的原理与架构。第4章对固态存储技术进行了概述，详细介绍了基于NAND Flash和NOR Flash的固态存储原理。第5章以日常工作、生活中广泛使用的固态硬盘( SSD)为例给出了固态存储架构，并详细介绍了固态存储系统各大基本部件的结构、功能和原理。第6章主要针对固态存储设备中广泛使用的嵌入式文件系统，如JFFS、YAFFS、UBIFS以及exFAT等文件系统，从内存结构、文件系统挂载、运行原理、垃圾回收等方面，详细介绍固态存储文件系统的原理和运行机制。第7章主要对固态存储设备中的容错与平衡技术进行了介绍，首先介绍了三种纠错码即汉明码、BCH码以及里德．所罗门码的操作原理，接着介绍了固态存储的平衡机制，分别从垃圾回收和使用均衡两个方面介绍其作用和实现原理，最后介绍了固态存储器件的坏块管理与实现。
第三部分包括第8～11章，介绍了固态存储安全技术及对前沿科技的展望。第8章详细介绍了为提高固态存储设备的数据安全，学术界提出的各种技术方案。第9章首先讨论固态存储设备中数据加密的主要算法XTS-AES，随后简单介绍了近年来学术界提出的多种可否认加密与可否认认证协议方案，然后根据面向系统平台的不同，着重介绍可否认加密技术在数据存储方面，尤其是NAND储设备上的各种应用方案。第10章介绍了为保护存储设备数据安全，学术界提出的基于NAND Flash物理特性，提取设备指纹、随机数、密钥等信息及其应用实例。第11章对存储技术的发展作了展望。
前3章内容较为基础，第4—7章为固态存储相关基础知识，第8—10章则为固态存储领域以及作者自身团队与安全相关的研究成果，内容较新，最后一章为展望，读者可根据自己的兴趣和时间情况选择阅读。
固态存储发展极为迅速，目前已成为一个新兴热点领域。云计算、物联网、大数据时代的到来，为存储技术的创新带来了新的机遇和挑战。随着新型固态存储介质的日渐成熟，延时越来越低，带宽越来越高，以动态随机存储器为代表的易失型存储设备在主存中的垄断地位将可能被非易失型固态存储设备所取代。而不断增大的容量和不断降低的价格，使固态存储技术越来越适合于构建高性能的外部存储设备。以磁盘为代表的机械驱动外部存储设备的主流地位将逐步被固态存储设备取代，使得存储系统的访问模式可能转为利用电子设备的电气特性而非机械转动。总之，固态存储已成为数据存储发展的必然趋势，其安全性、机密性、可靠性等值得关注。
本书的研究工作得到国家重点基础研究发展计划（973计划）2013CB338001课题的支持。
在本书的编写和出版过程中，得到了机械工业出版社的大力支持，在此谨表诚挚的谢意。
由于作者水平有限，加之固态存储技术发展迅速，书中不妥和错误之处在所难免，诚恳地希望专家和读者提出宝贵意见，以帮助本书改进和完善。

《光影流转：视觉艺术的变迁与传承》 引言 当我们凝视博物馆中泛黄的画卷，或是沉醉于现代数字影像的炫目光彩时，我们所触及的，远不止画布上的颜料与屏幕上的像素。视觉艺术，作为人类文明最古老、最直接的表达方式之一，承载着时代的记忆，反映着社会的变迁，也映射着我们对世界、对生命、对自身的认知。从洞穴壁画的神秘符号，到古埃及壁画的庄严仪式；从古希腊雕塑的完美比例，到古罗马马赛克的斑斓故事；从中世纪宗教艺术的虔诚叙事，到文艺复兴时期人文精神的觉醒；再到印象派对光影瞬间的捕捉，立体派对形体的解构，抽象表现主义对情感的宣泄，直至数字时代媒介的革新与观念艺术的拓展，视觉艺术的每一次飞跃，都伴随着社会、科技、思想的深刻变革。 本书《光影流转：视觉艺术的变迁与传承》并非是对某一种特定艺术形式的详尽技术解析，也不是对某一时期艺术家的个人传记。相反，它是一次跨越时空的宏大叙事，一次对视觉艺术演进脉络的深度梳理，一次对塑造其形态、内涵与影响力的关键因素的探索。我们将目光投向那些塑造了我们视觉文化、影响了我们审美情趣、并不断被后世借鉴与重塑的艺术运动、思潮与技法。本书的核心并非“固态存储”——这一现代科技的基石，而是人类如何通过“视觉”这一感官，记录、表达、传承、以及不断颠覆自身的认知与创造。 第一章：早期文明的视觉语言——符号、神话与信仰的图绘 人类最早的艺术表达，往往与生存、繁衍、对未知的敬畏紧密相连。我们将追溯史前洞穴壁画中那些粗犷而充满生命力的线条，它们记录了先民的狩猎场景，也可能蕴含着古老的仪式与信仰。接着，我们将深入古埃及文明，探寻其壁画与雕塑中蕴含的对死亡、来世、法老权威的独特视觉语言，以及其程式化的符号系统如何传达深刻的宗教与政治含义。两河流域的浮雕则展现了战争的残酷与王权的荣耀，楔形文字的出现也预示着信息记录的初步形态。这些早期的视觉作品，是人类集体意识的最初投影，是神话与信仰在物质世界的具象化，它们奠定了视觉叙事的基础，也展现了早期人类对世界秩序的理解与对神灵的沟通尝试。 第二章：古典时代的秩序与理性——人体、和谐与美的范式 古希腊文明以其对人体美、和谐比例和理性的追求，为西方视觉艺术树立了典范。我们将探讨古希腊雕塑如何从早期粗犷的克里特风格，发展到古典时期的自然主义与理想化相结合，展现了对人体结构、动态与情感表达的精妙把握。陶器上的绘画则生动地描绘了神话故事、日常生活与体育竞赛，成为研究当时社会生活的重要窗口。古罗马时期，艺术吸收了希腊的精华，并在现实主义、肖像艺术和公共建筑装饰方面取得了重要成就。庞贝古城的壁画与马赛克，以其丰富的色彩和细腻的描绘，为我们展现了罗马人的生活情趣与艺术品味。这一时期，视觉艺术与哲学、数学、政治紧密结合，追求的是一种普适性的、永恒的美的范式。 第三章：中世纪的宗教图景——精神超越与象征秩序 进入中世纪，随着基督教在欧洲的兴盛，视觉艺术的主题与功能发生了显著转变。本书将解析拜占庭艺术中金碧辉煌的马赛克与圣像画，它们强调的是神圣性、神秘感与精神的超越，色彩的运用与程式化的构图都服务于宗教教义的传播。西欧的罗马式与哥特式教堂建筑，其宏伟的体量、精美的雕塑和绚丽的彩色玻璃，共同营造出一种神圣而庄严的宗教氛围。手抄本插画则以其独特的细节描绘，记录了圣经故事、圣徒传记与世俗生活，反映了当时社会对宗教的虔诚与对知识的传播方式。这一时期的艺术，虽然在技法上可能不如古典时期那样追求写实，但其强大的精神感染力和象征意义，深刻影响了西方艺术的发展。 第四章：文艺复兴的曙光——人文主义的回归与写实技法的突破 文艺复兴时期，是西方艺术史上一个辉煌的转折点。我们将深入分析这一时期艺术家们如何重新发现古希腊罗马的艺术遗产，并将目光重新投向人类自身，强调人的价值与尊严。透视法的发明与运用，使得画面空间得以精确地构建，为写实主义的进一步发展奠定了基础。对人体解剖学的深入研究，使得艺术家能够更准确地描绘人体的结构与动态。达·芬奇、米开朗琪罗、拉斐尔等大师的杰作，不仅在技法上达到了前所未有的高度，更在思想内涵上展现了人文主义的勃勃生机，将艺术推向了新的高峰。本书将探讨这些巨匠如何通过对自然与人体的观察，创造出永恒的艺术杰作。 第五章：风格的探索与变革——巴洛克、洛可可与新古典主义的语汇 在文艺复兴之后，艺术风格进入了更加多元和激烈的变革时期。本书将分析巴洛克艺术的宏大叙事、戏剧性冲突与强烈情感的表达，其华丽的装饰、动态的构图与明暗对比，旨在震撼观者的心灵。随后，洛可可风格以其轻盈、精致、装饰性强的特点，展现了宫廷生活的优雅与享乐。而新古典主义的兴起，则是在对巴洛克与洛可可的反应中，重新回归古希腊罗马的理性、简洁与崇高，强调道德、共和等主题。这些风格的交替与演变，不仅反映了不同历史时期社会思潮的变化，也展现了艺术家们在形式语言上的不断探索与创新。 第六章：现代视觉的觉醒——印象派、后印象派与形式的解放 19世纪末20世纪初，艺术界迎来了一场颠覆性的革命。印象派艺术家们抛弃了传统学院派的束缚，将目光投向了捕捉光影瞬间的微妙变化，他们对色彩的独特运用与笔触的表现力，为我们打开了一个全新的视觉世界。本书将深入探讨莫奈、德加、雷诺阿等人的作品，分析他们如何打破既有的绘画模式。紧随其后的后印象派，如塞尚、梵高、高更，则在印象派的基础上，进一步探索色彩的象征性、情感的表达以及形式的结构性。他们的艺术，为20世纪现代艺术的多元发展奠定了坚实的基础。 第七章：解构与重塑——立体派、野兽派与抽象艺术的实验 进入20世纪，视觉艺术进入了一个前所未有的实验与创新时期。立体派艺术家如毕加索、布拉克，通过将物体分解为几何形状，从多个角度同时呈现，彻底颠覆了传统绘画的透视法则，开辟了全新的视觉维度。野兽派则以其大胆、纯粹的色彩运用，挑战了色彩的自然主义原则，强调情感的直接宣泄。而抽象艺术的出现，更是将视觉艺术从对现实世界的模仿中解放出来，通过线条、色彩、形状等纯粹的视觉元素，表达内在的情感、观念与精神。康定斯基、蒙德里安等人的探索，为抽象艺术开辟了广阔的道路。 第八章：观念的革命——达达主义、超现实主义与波普艺术的跨界 20世纪初至今，视觉艺术的边界不断被拓宽，观念与形式的关联愈发紧密。达达主义以其反理性、反艺术的姿态，挑战了艺术的定义与价值，为后来的观念艺术铺平了道路。超现实主义则深入探索潜意识世界，通过梦境、幻觉等手法，创造出引人入胜的奇异画面。波普艺术则将大众文化、消费品引入艺术领域，模糊了高雅艺术与通俗文化的界限，并对消费主义进行反思。本书将分析这些运动如何通过观念的引入，拓展了艺术的表现范畴，也探讨了艺术与社会、与日常生活的紧密联系。 第九章：数字时代的视觉图景——新媒介、虚拟现实与交互体验 随着科技的飞速发展，数字技术深刻地改变了视觉艺术的创作、传播与接受方式。本书将探讨数字绘画、三维动画、数字雕塑等新媒介的应用，以及虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等技术如何创造出沉浸式的、交互式的视觉体验。我们将审视数字艺术在当代社会中的地位，以及它如何挑战传统的艺术观念与评价体系。同时，我们也将思考数字时代视觉信息爆炸对个体认知与审美的影响。 第十章：视觉的传承与未来——反思、融合与无限可能 在对漫长视觉艺术史进行回顾与梳理之后，本书将进入最后的反思与展望。我们将探讨艺术史上的各种风格与思潮是如何相互影响、相互借鉴、又相互超越的。我们也将审视在全球化背景下，不同文化之间的视觉语言如何发生碰撞与融合。最后，我们将对视觉艺术的未来发展方向进行一些前瞻性的探讨。艺术的边界是否还会继续拓展？新的技术又将如何重塑我们的视觉体验？“美”的定义是否会随着时代的发展而不断演变？《光影流转：视觉艺术的变迁与传承》旨在为读者提供一个宏观的视角，去理解视觉艺术如何与人类文明的脉搏同频共振，并在不断的变迁与传承中，持续展现其生命力与创造力。本书希望引发读者对自身所处时代视觉文化的深度思考，以及对艺术在人类社会中扮演角色的全新认识。

评分☆☆☆☆☆

“这本书简直是给我打开了新世界的大门！我一直对固态存储技术很感兴趣，但市面上很多书要么过于浅显，要么就充斥着我完全看不懂的专业术语。这本书就恰到好处，它从最基础的原理讲起，像是电荷如何在NAND闪存的浮栅里被捕捉和释放，再到更复杂的控制器如何管理这些闪存颗粒，实现数据的高效读写和磨损均衡。我特别喜欢它对不同NAND架构，比如SLC、MLC、TLC、QLC的详细对比分析，让我能直观地理解它们的优缺点以及适用场景。读到控制器那部分，我简直惊叹于人类的智慧，那些复杂的算法如何能在毫秒级的时间里完成纠错、映射、垃圾回收等一系列操作，保证了固态硬盘的稳定性和寿命。虽然我并非专业人士，但书中的图文并茂，加上作者富有条理的讲解，让那些复杂的技术概念变得生动易懂，感觉自己像是亲身参与了一次固态硬盘的设计过程，非常过瘾！”

评分☆☆☆☆☆

“我是一个对技术细节有着极致追求的工程师，对于任何一个工具，我都希望能够深入了解它的“骨骼”和“肌肉”。而这本书，正是我一直在寻找的。它在对固态存储原理的阐述上，可谓是细致入微。从NAND闪存的物理特性，到电子的注入、隧穿，再到电荷的保持机制，每一个环节都剖析得非常透彻。我特别欣赏书中对浮栅晶体管的讲解，它让我明白了为什么固态硬盘能够存储信息。更不用说对FTL（闪存翻译层）的深入探讨，它如何将逻辑块地址映射到物理块地址，如何处理坏块，如何实现磨损均衡，这些复杂的机制被作者用清晰的逻辑和严谨的推导展现出来。这本书的深度和广度都超出了我的预期，它不仅仅是介绍固态存储，更像是在教你如何“思考”固态存储。对于任何想在固态存储领域深入研究的人来说，这本书都绝对是不可多得的宝藏。”

评分☆☆☆☆☆

“我一直认为，一本好的技术书籍，应该能够将复杂的技术语言转化为易于理解的知识，同时又能保留住技术的精髓。而《固态存储：原理、架构与数据安全》这本书，恰恰做到了这一点。我之前也看过一些关于存储技术的文章，但总觉得隔靴搔痒，难以抓住核心。这本书的内容，从宏观的架构到微观的原理，都描绘得非常清晰。我最喜欢的是它在介绍固态硬盘的运行流程时，能够将各个组件，如主控芯片、DRAM缓存、NAND闪存颗粒之间的协作关系，展现得淋漓尽致。书中对不同固态硬盘类型（消费级、企业级）的性能和可靠性差异的分析，也让我对如何选择适合自己需求的SSD有了更明确的方向。而且，作者在讲解过程中，并没有回避一些技术上的挑战和权衡，反而将其作为讨论的一部分，这让整个阅读过程更加生动和富有启发性。我感觉自己不仅学习了知识，更培养了解决实际问题的能力。”

评分☆☆☆☆☆

“老实说，我购买这本书的初衷是想解决工作中遇到的一个棘手问题，我们团队在评估下一代存储方案时，遇到了不少关于数据持久性和读写性能的瓶颈，我希望从原理层面找到一些突破口。这本书的体系结构部分给了我巨大的启发。它不仅深入浅出地介绍了SATA、NVMe等接口标准，还详细阐述了PCIe总线在提升固态硬盘性能方面扮演的关键角色。最让我印象深刻的是关于固态硬盘的内部通信协议和主机接口的讲解，我第一次如此清晰地了解到主机和SSD控制器之间是如何“对话”的，数据包是如何被封装、传输和解析的。书中对TRIM命令、NCQ等技术的解释，也让我茅塞顿开，理解了这些命令如何帮助SSD提高效率，避免性能衰减。这本书的架构分析非常到位，让我对固态硬盘的整体构成和工作流程有了更全面的认识，也为我后续的方案选型提供了坚实的技术依据。”

评分☆☆☆☆☆

“一直以来，我对数据安全都非常重视，尤其是在处理敏感信息的时候。这本书的出现，让我对固态存储的数据安全性有了更深层次的理解。它详细讲解了固态硬盘在加密方面的各种技术，比如全盘加密（FDE）和硬件加密，以及它们各自的工作原理和实现方式。我尤其对书中关于数据擦除和数据销毁的部分印象深刻。了解了不同的擦除方法，比如安全擦除（Secure Erase）和低级格式化，以及它们在数据恢复难度上的差异，让我意识到，仅仅删除文件并不能保证数据的真正消失。书中对磨损均衡算法如何间接影响数据保留时间，以及固件漏洞可能带来的安全风险的讨论，都让我警醒。作者并没有止步于理论，还给出了一些实用的建议，比如如何选择带有硬件加密功能的SSD，以及在使用过程中需要注意的安全事项。这本书让我从一个普通用户，升级为一个对固态存储数据安全有着更透彻认识的“明白人”，这对我来说非常有价值。”