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DNA技术

DNA技术
DNA技术

DNA ,

身份鉴定

鉴定亲子关系用得最多的是DNA分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞等都可以用于用亲子鉴定,十分方便。

一个人有23对(46条)染色体,同一对染色体同一位置上的一对基因称为等位基因,一般一个来自父亲,一个来自母亲。如果检测到某个DNA位点的等位基因,一个与母亲相同,另一个就应与父亲相同,否则就存在疑问了。

利用DNA进行亲子鉴定,只要作十几至几十个DNA位点作检测,如果全部一样,就可以确定亲子关系,如果有3个以上的位点不同,则可排除亲子关系,有一两个位点不同,则应考虑基因突变的可能,加做一些位点的检测进行辨别。DNA亲子鉴定,否定亲子关系的准确率几近100%,肯定亲子关系的准确率可达到99.99%。

DNA(脱氧核糖核酸)是人身体内细胞的原子物质。每个原子有46个染色体,另外,男性的精子细胞和女性的卵子,各有23个染色体,当精子和卵子结合的时候。这46个原子染色体就制造一个生命,因此,每人从生父处继承一半的分子物质,而另一半则从生母处获得。DNA亲子鉴定测试与传统的血液测试有很大的不同。它可以在不同的样本上进行测试,包括血液,腮腔细胞,组织细胞样本和精液样本。由于血液型号,例如A型,B型,O型或RH型,在人口中比较普遍,用于分辨每一个人,便不如DNA亲子鉴定测试有效。除了真正双胞胎外,每人的DNA是独一无二的.。由于它是这样独特,就好像指纹一样,用于亲子鉴定,DNA是最为有效的方法。我们的结果通常是比法庭上要求的还准确10到100倍。

通过遗传标记的检验与分析来判断父母与子女是否亲生关系,称之为亲子试验或亲子鉴定。DNA是人体遗传的基本载体,人类的染色体是由DNA构成的,每个人体细胞有23对(46条)成对的染色体,其分别来自父亲和母亲。夫妻之间各自提供的23条染色体,在受精后相互配对,构成了23对(46条)孩子的染色体。如此循环往复构成生命的延续。

由于人体约有30亿个碱基对构成整个染色体系统,而且在生殖细胞形成前的互换和组合是随机的,所以世界上没有任何两个人具有完全相同的30亿个核苷酸的组成序列,这就是人的遗传多态性。尽管遗传多态性的存在,但每一个人的染色体必然也只能来自其父母,这就是DNA亲子鉴定的理论基础。

传统的血清方法能检测红细胞血型、白细胞血型、血清型和红细胞酶型等,这些遗传学标志为蛋白质(包括糖蛋白)或多肽,容易失活而导致检材得不到理想的检验结果。此外,这些遗传标志均为基因编码的产物,多态信息含量(PIC)有限,不能反映DNA编码区的多态性,且这些遗传标志存在生理性、病理性变异(如A型、O型血的人受大肠杆菌感染后,B抗原可能呈阳性。因此,其应用价值有限。

DNA检验可弥补血清学方法的不足,故受到了法医物证学工作者的高度关注,近几年来,人类基因组研究的进展日新月异,而分子生物学技术也不断完善,随着基因组研究向各学科的不断渗透,这些学科的进展达到了前所未有的高度。在法医学上,STR位点和单核苷酸(SNP)位点检测分别是第二代、第三代DNA分析技术的核心,是继RFLPs(限制性片段长度多态性)VNTRs(可变数量串联重复序列多态性)研究而发展起来的检测技术。作为最前沿的刑事生物技术,DNA分析为法医物证检验提供了科学、可靠和快捷的手段,使物证鉴定从个体排除过渡到了可以作同一认定的水平,DNA检验能直接认定犯罪、为凶杀案、强奸杀人案、碎尸案、强奸致孕案等重大疑难案件的侦破提供准确可靠的依据。随着DNA技术的发展和应用,DNA标志系统的检测将成为破案的重要手段和途径。此方法作为亲子鉴定已经是非常成熟的,也是国际上公认的最好的一种方法。特别提到一点:同卵双胞胎的

DNA检测结果是一样的。

美国一位遗传学研究者通过在网上发布的人类DNA信息,可以轻而易举地确定从研究对象组中随机选出的5个匿名者的身份,还找到了其整个家族,确定了近50人的身份。

在网上发布的遗传数据,那些来自1000多人的长达几十亿个DNA字母的串子,看似是完全匿名的。但仅仅靠一些网上的聪明侦探手段,一位遗传学研究者就把从研究对象组中随机选出的5个人的身份确定了出来。不仅如此,他还找到他们的整个家族,确定了近50个人的身份,虽然这些亲属与研究一点也不沾边。

这位研究者并未公布他所发现的人的姓名,但这项发表在周四的《科学》(Science)杂志上的工作表明,保护参加医学研究的志愿者的隐私不是一个简单的事情,因为他们提供的遗传信息需要公开,以便科学家使用。

研究人员表示,“让认为能够完全保护隐私或使数据匿名的幻想继续下去,已不再是一个可维持的立场。”

应用案例

1888年秋天,英国首都伦敦东区接连发生5起妓女遭杀害案件,多数受害人被开膛,但真凶一直未能确定。传闻中的疑凶超过100人,甚至包括英国王室成员和首相。 [5]

2007年,迷恋研究此案的爱德华兹在一次拍卖会上买下一条带有血迹的披肩,据称为妓女凯瑟琳·埃多斯凶杀案现场物品。[5]

2014年9月7日,英国商人拉塞尔·爱德华兹和法医学专家,借助先进的法医分析技术,成功破解困扰世人126年的谜:谁是英国连环杀手“开膛手杰克”。借助分析和比对DNA样本,认定波兰美发师阿伦·科斯明斯基为真凶。

科斯明斯基是犹太人,他被警方列为3名重点嫌疑人之一,一名目击者也指认他为凶手。但是,警方没有足够证据指控科斯明斯基。他最终于53岁时死在精神病院。 [5]

爱德华兹锁定了科斯明斯基。基因证据专家采用“真空吸取”的方式获取了DNA样本,与埃多斯后裔的DNA比对后,确定披肩上的血迹属于埃多斯。

专家们还在披肩上的精液痕迹中发现了上皮细胞,并找到科斯明斯基妹妹的一名女性后代。比对显示,DNA完全吻合。 [5]

基因工程

多活性多肽和蛋白质都具有治疗和预防疾病的作用,它们都是从相应的基因中产生的。但是由于在组织细胞内产量极微,所以采用常规方法很难获得足够量供临床应用。基因工程则突破了这一局限性,能够大量生产这类多肽和蛋白质,迄今已成功地生产出治疗糖尿病和精神分裂症的胰岛素,对血癌和某些实体肿瘤有疗效的抗病毒剂――干扰素,治疗侏儒症的人体生长激素,治疗肢端肥大症和急性胰腺炎的生长激素释放抑制因子等100多种产品。

基因工程还可将有关抗原的DNA导入活的微生物,这种微生物在受免疫应激后的宿主体内生长可产生弱毒活疫苗,具有抗原刺激剂量大、且持续时间长等优点。

20世纪70年代创立的单克隆抗体技术在防病抗病方面虽然发挥了重要作用,但由于人源性单抗很难获得,使得单抗在临床上的应用受到限制。

抗生素在治疗疾病上起到了重要作用,随着抗生素数量的增加,用传统方法发现新抗生素的几率越来越低。为了获取更多的新型抗生素,采用DNA重组技术已成为重要手段之一。

基因工程多肽、蛋白质、疫苗、抗生素等防治药物不仅在有效控制疾病,而且在避免毒副作用方面也往往优于以传统方法生产的同类药品,因此引起了广泛关注。

人类疾病都直接或间接与基因相关,在基因水平上对疾病进行诊断和治疗,则既可达到病因诊断的准确性和原始性,又可使诊断和治疗工作达到特异性强、灵敏度高、简便快速的目的。于基因水平进行诊断和治疗在专业上称为基因诊断和基因治疗。以补偿失去功能的基因的作用,或是增加某种功能以利对异常细胞进行矫正或消灭。

在理论上,基因治疗是治本治愈而无任何毒副作用的疗法。不过,尽管至今国际上已有100多个基因治疗方案正处于临床试验阶段,但基因治疗在理论和技术上的一些难题仍使这种治疗方法离大规模应用还有一段很长的距离。不论是确定基因病因还是实施基因诊断、基因治疗、研究疾病发生机理,关键的先决条件是要了解特定疾病的相关基因。随着“人类基因组计划”的临近完成,科学家们对人体全部基因将会获得全面的了解,这就为运用基因重组技术造逼于人类健康事业创造了条件。

不过,虽然基因技术向人类展示了它奇妙的“魔术师”般的魅力,但也有大量的科学家对这种技术的发展予以人类伦理和生态演化的自然法则的冲击表示出极大的担忧。从理论上来讲,这种技术发展的一个极致就是使人类拥有了创造任何生命形态或从未有过的生物的能力。垃圾DNA

一项针对基因组进行的广泛比较研究显示,问题的答案可能就隐藏在生物的垃圾脱氧核糖核酸(DNA)中。美国科学家发现,生物越复杂,其携带的垃圾DNA就越多,而恰恰是这些没有编码的“无用”DNA帮助高等生物进化出了复杂的机体。

自从第一个真核生物——包括从酵母到人类的有细胞核的生物——的基因组被破译以来,科学家一直想知道,为什么生物的大多数DNA并没有形成有用的基因。从突变保护到染色体的结构支撑,对于这种所谓的垃圾DNA的可能解释有许多种。但是2004年从人类、小鼠和大鼠身上得到的完全一致的关于垃圾DNA的研究结果却表明,在这一区域中可能包含有重要的调节机制,从而能够控制基础的生物化学反应和发育进程,这将帮助生物进化出更为复杂的机体。与简单的真核生物相比,复杂生物有更多的基因不会发生突变的事实无疑极大地强化了这一发现。

为了对这一问题有更深的了解,由美国加利福尼亚大学圣塔克鲁斯分校(UCSC)的计算生物学家David Haussler领导的一个研究小组,对5种脊椎动物——人、小鼠、大鼠、鸡和河豚——的垃圾DNA序列与4种昆虫、两种蠕虫和7种酵母的垃圾DNA序列进行了比较。研究人员从对比结果中得到了一个惊人的模式:生物越复杂,垃圾DNA似乎就越重要。

这其中暗含的可能性在于,如果不同种类的生物具有相同的DNA,那么这些DNA必定是用来解决一些关键性的问题的。酵母与脊椎动物共享了一定数量的DNA,毕竟它们都需要制造蛋白质,但是只有15%的共有DNA与基因无关。研究小组在2005年7月14日的《基因组研究》杂志网络版上报告说,他们将酵母与更为复杂的蠕虫进行了比较,后者是一种多细胞生物,发现有40%的共有DNA没有被编码。随后,研究人员又将脊椎动物与昆虫进行了对比,这些生物比蠕虫更为复杂,结果发现,有超过66%的共有DNA包含有没有编码的DNA。参与该项研究工作的UCSC计算生物学家Adam Siepel指出,有关蠕虫的研究结果需要慎重对待,这是由于科学家仅仅对其中的两个基因组进行了分析。尽管如此,Siepel还是认为,这一发现有力地支持了这样一种理论,即脊椎动物和昆虫的生物复杂性的增加主要是由于基因调节的精细模式。

DNA探针

DNA探针是最常用的核酸探针,指长度在几百碱基对以上的双链DNA或单链DNA探针。现已获得DNA探针数量很多,有细菌、病毒、原虫、真菌、动物和人类细胞DNA探针。这类探针多为某一基因的全部或部分序列,或某一非编码序列。这些DNA片段须是特异的,如细菌的毒力因子基因探针和人类Alu探针。这些DNA探针的获得有赖于分子克隆技术的发展和应用。以细菌为例,加之分子杂交技术的高敏感性,分子杂交在临床微生物诊断上具有广阔的前景。

细菌的基因组大小约5×106bp,约含3000个基因。各种细菌之间绝大部分DNA是相同的,要获得某细菌特异的核酸探针,通常要采取建立细菌基因组DNA文库的办法,即将细菌DNA 切成小片段后分别克隆得到包含基因组的全信息的克隆库。然后用多种其它菌种的DNA作

探针来筛选,产生杂交信号的克隆被剔除,最后剩下的不与任何其它细菌杂交的克隆则可能含有该细菌特异性DNA片段。将此重组质粒标记后作探针进一步鉴定,亦可经DNA序列分析鉴定其基因来源和功能。因此要得到一种特异性DNA探针,常常是比较繁琐的。探针DNA 克隆的筛选也可采用血清学方法,所不同的是所建DNA文库为可表达性,克隆菌落或噬斑经裂解后释放出表达抗原,然后用来源细菌的多克隆抗血清筛选阳性克隆,所得到多个阳性克隆再经其它细菌的抗血清筛选,最后只与本细菌抗血清反应的表达克隆即含有此细菌的特异性基因片段,它所编码的蛋白是该菌种所特有的。用这种表达文库筛选得到的显然只是特定基因探针。

DNA修复

DNA修复(DNA repairing)是细胞对DNA受损伤后的一种反应,这种反应可能使DNA结构恢复原样,重新能执行它原来的功能;但有时并非能完全消除DNA的损伤,只是使细胞能够耐受这DNA的损伤而能继续生存。也许这未能完全修复而存留下来的损伤会在适合的条件下显示出来(如细胞的癌变等),但如果细胞不具备这修复功能,就无法对付经常在发生的DNA损伤事件,就不能生存。所以研究DNA修复也是探索生命的一个重要方面,而且与军事医学、肿瘤学等密切相关。对不同的DNA损伤,细胞可以有不同的修复反应。

DNA复制

DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。复制可以分为以下几个阶段:

起始阶段:解旋酶在局部展开双螺旋结构的DNA分子为单链,引物酶辨认起始位点,以解开的一段DNA为模板,按照5'到3'方向合成RNA短链。形成RNA引物。

电子显微镜下的DNA

DNA片段的生成:在引物提供了3'-OH末端的基础上,DNA聚合酶催化DNA的两条链同时进行复制过程,由于复制过程只能由5'->3'方向合成,因此一条链能够连续合成,另一条链分段合成,其中每一段短链成为冈崎片段(Okazaki fragments)。

RNA引物的水解:当DNA合成一定长度后,DNA聚合酶水解RNA引物,补填缺口。

DNA连接酶将DNA片段连接起来,形成完整的DNA分子。

最后DNA新合成的片段在旋转酶的帮助下重新形成螺旋状。

PCR复制技术

在双螺旋的DNA中,分子链是由互补的核苷酸配对组成的,两条链依靠氢链结合在一起。由于氢链链数的限制,DNA的碱基排列配对方式只能是A对T(由两个氢键相连)或C对G (由三个氢链相连)。因此,一条链的碱基序列就可以决定了另一条的碱基序列,因为每一条链的碱基对和另一条链的碱基对都必须是互补的。在DNA复制时也是采用这种互补配对的原则进行的:当DNA双螺旋被展开时,每一条链都用作一个模板,通过互补的原则补齐另外的一条链,即半保留复制。

DNA重组

重组DNA是一种人工合成的脱氧核糖核酸。它是把一般不同时出现的DNA序列组合到一起而产生的。从遗传工程的观点来看重组DNA是把相关的DNA添加到已有生物的基因组中,比如细菌的质粒中,其目的是为了改变或者添加特别是的特性,比如免疫。重组DNA与遗传重组不是一回事。它不是重组细胞内或者染色体上已经存在的基因组,而完全是通过外部工程达到的。重组蛋白质是从重组DNA合成出来的蛋白质。

重组DNA技术是1973年由斯坦利·诺曼·科恩和赫伯特·玻意尔设计的。1974年他们发表了他们的设计。在这篇论文中他们描述了分离和放大基因或者DNA片段,然后精确地把它们插入其它细胞中,由此制造出转基因细菌。沃纳·亚伯、丹尼尔·那森斯和汉弥尔顿·史密斯发明

了限制酶才使得重组DNA技术可行,为此他们获得了1978

超速离心

近代质粒DNA分离纯化以从大肠杆菌中分离为代表,鉴于大肠杆菌(E.coli)在分子生物学研究中的重要地位,从大肠杆菌(E.coli)中分离纯化质粒DNA(Plasmid DNA)成为超离心技术中一个重要课题。而质粒DNA的快速分离纯化又对超离心设备(超速离心机、转头和附属设备)提出了更高要求。

针对E.coli的显微结构待点,在进行超离心分离纯化质粒DNA之前的预处理顺序是:

沉淀物可以在加入TE缓冲液(10mM Tris-HCL,lmM EDTA,pH8.0)后分子筛技术去除蛋白和RNA; 也可以用超速离心法去除蛋白质和RNA,去级状DNA或DNA断片。

质粒DNA超速离心的分离方法

传统的分离方法:数年前,由于受设备条件限制,质粒DNA的分离一般用CsCl平衡等密度离心法,自形成梯度。以10~12ml单管容量为例,用甩平转头分离,36.000rpm×60小时,用角式转头分离45,000rpm×36小时,前者包括加减速在内共用去1.3亿转驱动部寿命,后者也要用去1亿转驱动部寿命,这对当时超速离心机总寿命为100~200亿转来看,无疑每次实验费用过高,加上CsCl用量多、价格贵等因素,使这类分离纯化工作成为非常昂贵的实验。

质粒DNA超速离心分离的最新进展

1、超速垂直管转头的离心分离(钦合金或碳纤维制造的):从1975年垂直管转头向世后,最高转速从50,000rpm到120,000rpm,RCFmax可达700,000Xg,90年代开发的新机型和转头己能够使质粒DNA垂直管离心分离实验做起来得心应手。

2、近垂直管转头离心分离:为了消除垂直管转头用于质粒DNA离心在壁部形成的RNA沉淀对已形成的DNA区带的污染,同时也为了改进一般斜角式转头(倾角25——35)由于沉降距离较长,因而分离时间也较长的缺点,近几年开发了多种近垂直管转头(即Near VerticalTube Rot时,简称NVT转头或Neo Angle Rotor,小假角转头,简称NT).它们的离心管纵剖面中心轴线与离心机驱动轴线之间夹角在7.5——10之间,转速从65,000rpm到120,OOOrpm,RCFmax可达646,000×g单管容量从2ml至13.5ml。NVT(或NT)转头的开发主要是为质粒DNA分离而设计,当然它也适用于线粒体DNA、染色体DNA、RNA及血清脂蛋白的分离·纯化。

3、不连续阶梯梯度分离:质校DNA分离纯化传统方法是采用金管CsCl自形成梯度平衡等密度离心法,离心开始时金管CsCl密度均一,样品均匀分布其中。

交互作用

脱氧核糖核酸若要发挥其功用,必须依赖与蛋白质之间的交互作用,有些蛋白质的作用不具专一性,有些则只专门与个别的脱氧核糖核酸序列结合。聚合酶在各类酵素中尤其重要,此种蛋白质可与脱氧核糖核酸结合,并作用于转录或脱氧核糖核酸复制过程。

脱氧核糖核酸与组织蛋白(右图白色部分)的交互作用,这种蛋白质中

脱氧核糖核酸

的碱性氨基酸(左下蓝色),可与脱氧核糖核酸上的酸性磷酸基团结合(右下红色)。

结构蛋白可与脱氧核糖核酸结合,是非专一性脱氧核糖核酸-蛋白质交互作用的常见例子。染色体中的结构蛋白与脱氧核糖核酸组合成复合物,使脱氧核糖核酸组织成紧密结实的染色质构造。对真核生物来说,染色质是由脱氧核糖核酸与一种称为组织蛋白的小型碱性蛋白质所组合而成;而原核生物体内的此种结构,则掺杂了多种类型的蛋白质。

双股脱氧核糖核酸可在组织蛋白的表面上附着并缠绕整整两圈,以形成一种称为核小体的盘状复合物。组织蛋白里的碱性残基,与脱氧核糖核酸上的酸性糖磷酸骨架之间可形成离子键,使两者发生非专一性交互作用,也使复合物中的碱基序列相互分离。

在碱性氨基酸残基上所发生的化学修饰有甲基化、磷酸化与乙酰化等,这些化学作用可使脱氧核糖核酸与组织蛋白之间的作用强度发生变化,进而使脱氧核糖核酸与转录因子接触的难易度改变,影响转录作用的速率。其他位于染色体内的非专一性脱氧核糖核酸结合蛋白,还包括一种能优先与脱氧核糖核酸结合,并使其扭曲的高移动性群蛋白。这类蛋白质可以改变核小体的排列方式,产生更复杂的染色质结构。

脱氧核糖核酸结合蛋白中有一种专门与单股脱氧核糖核酸结合的类型,称为单股脱氧核糖核酸结合蛋白。人类的复制蛋白A是此类蛋白中获得较多研究的成员,作用于多数与解开双螺旋有关的过程,包括脱氧核糖核酸复制、重组以及脱氧核糖核酸修复。这类结合蛋白可固定单股脱氧核糖核酸,使其变得较为稳定,以避免形成茎环(stem-loop),或是因为核酸酶的作用而水解。

相对而言,其他的蛋白质则只能与特定的脱氧核糖核酸序列进行专一性结合。大多数关于此类蛋白质的研究集中于各种可调控转录作用的转录因子。这类蛋白质中的每一种,都能与特

定的脱氧核糖核酸序列结合,进而活化或抑制位于启动子附近序列的基因转录作用。转录因子有两种作用方式,第一种可以直接或经由其他中介蛋白质的作用,而与负责转录的RNA 聚合酶结合,再使聚合酶与启动子结合,并开启转录作用。第二种则与专门修饰组织蛋白的酵素结合于启动子上,使脱氧核糖核酸模板与聚合酶发生接触的难度改变。

由于目标脱氧核糖核酸可能散布在生物体中的整个基因组中,因此改变一种转录因子的活性可能会影响许多基因的运作。这些转录因子也因此经常成为信号传递过程中的作用目标,也就是作为细胞反映环境改变,或是进行分化和发育时的媒介。具专一性的转录因子会与脱氧核糖核酸发生交互作用,使脱氧核糖核酸碱基的周围产生许多接触点,让其他蛋白质得以“读取”这些脱氧核糖核酸序列。多数的碱基交互作用发生在大凹槽,也就是最容易从外界接触碱基的部位。

溅射法制备a-GaN 薄膜的光学性质也类似于脱氧核糖核酸属化学成分。 [4]

信息存储技术的发展过程

信息存储发展史 远古信息存储 1.结绳记事 结绳记事是文字发明前,人们所使用的一种记事方法。即在一条绳子上打结,用以记事。上古时期的中国及秘鲁印地安人皆有此习惯,即到近代,一些没有文字的民族,仍然采用结绳记事来传播信息 上古无文字,结绳以记事。《易.系辞下》:"上古结绳而治,后世圣人易之以书契。"孔颖达疏:"结绳者,郑康成注云,事大大结其绳,事小小结其绳,义或然 也。"晋葛洪《抱朴子.钧世》:"若舟车之代步涉,文墨之改结绳,诸后作而善于前事。"后以指上古时代。例如:奇普(Quipu或khipu)是古代印加人的一种结绳记事的方法,用来计数或者记录历史。它是由许多颜色的绳结编成的。这种结绳记事方法已经失传,目前还没有人能够了解其全部含义。结绳记事(计数):原始社会创始的以绳结形式反映客观经济活动及其数量关系的记录方式。结绳记事(计数)是被原始先民广泛使用的记录方式之一。文献记载:“上古结绳而治,后世圣人易以书契,百官以治,万民以察”(《易·系辞下》)。虽然目前末发现原始先民遗留下的结绳实物,但原始社会绘画遗存中的网纹图、陶器上的绳纹和陶制网坠等实物均提示出先民结网是当时渔猎的主要条件,因此,结绳记事(计数)作为当时的记录方式具有客观基础的。其结绳方法,据古书记载为:“事大,大结其绳;事小,小结其绳,之多少,随物众寡”(《易九家言》),即根据事件的性质、规模或所涉数量的不同结系出不同的绳结。民族学资料表明,近现代有些少数民族仍在采用结绳的方式来记录客观活动 2.甲骨文文字纸张 甲骨文是中国已发现的古代文字中时代最早、体系较为完整的文字。甲骨文主要指殷墟甲骨文,又称为“殷墟文字”、“殷契”,是殷商时代刻在龟甲兽骨上的文字。19世纪末年在殷代都城遗址被今河南安阳小屯发现,继承了陶文的造字方法,是中国商代后期(前14~前11世

存储系统主流技术比较分析

存储系统主流技术比较分析 信息技术系统现已进入以数据为中心的时代,随着存储技术的不断发展和完善,企业的技术基础架构正在从以前复杂的以服务器为中心的IT 架构逐渐向以数据存储为中心的方向演变。 我公司目前技术系统已初步建成以SAN 存储(主要为EMC 的 Symmetrix DMX )为核心,NAS (主要为NetAPP 的FAS3170)存储为补充的多层次的存储系统架构。下面将从存储系统架构、磁盘技术、存储管理和云存储等几个方面分析存储技术在我公司技术系统的应用和发展方向。 一、 存储系统架构 存储系统架构的发展由内臵存储进化为独立的外臵存储,再由直连式存储发展为网络式存储,由功能单一的SAN 存储网络发展为统一多功能存储,目前SAN 架构与IP 网络也有逐渐融合的趋势。 发展过程如下图所示: 1.1、 内臵存储与外臵存储 传统的内臵存储是将存储设备(通常是磁盘)与服务器其他硬件直接安装于同一个机箱之内,且该存储设备是为服务器所独占使用。 外臵存储既是将存储设备从服务器中独立出来,根据与服务器物理连接的方式可分为:直连式存储(Direct-Attached Storage ,简称DAS )和网络化存储(Fabric-Attached Storage ,简称FAS );网络化存储根据传输协议又分为:网络接入存储(Network-Attached Storage ,简称NAS )和存储区域网络(Storage Area Network ,简称SAN )。 1.2、直连式存储(Direct-Attached Storage ,DAS ) 直连式存储必须依赖服务器主机操作系统进行数据的IO 读写和存储维护管理,所以数据备份和恢复必然占用服务器主机资源(包括CPU 、系统IO 等),直 内臵存储 外臵存储 Direct-Attached Storage 直接式存储(DAS ) Fabric-Attached Storage 网络存储(FAS ) Network-Attached Storage 网络接入存储(NAS ) Storage Area Network 存储区域网络(SAN )

几种常见网络存储技术的比较(精)

几种常见网络存储技术的比较 一、直接附加存储(DAS 是指将存储设备直接连接服务器上使用。成本低,配置简单,和使用本机硬盘并无太大差别。DAS问题:(1服务器容易成为系统瓶颈;(2服务器发生故障,数据不可访问;(3对于存在多个服务器的系统来说,设备分散,不便管理。(4数据备份操作复杂。 二、网络附加存储(NAS NAS是一种带有瘦服务器的存储设备。NAS设备直接连接到TCP/IP网络上,网络服务器通过TCP/IP网络存取管理数据。由于NAS只需要在一个磁盘阵列柜外增加一套瘦服务器系统,对硬件要求很低,成本不高。NAS 主要问题是:(1由于存储数据通过普通数据网络传输,因此易受流量的影响。(2由于存储数据通过普通数据网络传输,因此容易产生数据泄漏等安全问题;(3存储只能以文件方式访问,而不能像普通文件系统一样直接访问物理数据块,因此会在某些情况下严重影响系统效率,比如大型数据库就不能使用NAS。 NAS(Network Attached Storage:网络附属存储是将分布独立的数据整合为数据中心,以便于访问的技术,也称为“网络存储器”。以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能、降低成本。其成本远低于使用服务器存储,而效率却远远高于后者。NAS的存储以文件为单位,一般支持CIFS / HTTP / FTP等方式的访问。 NAS:NAS从结构上讲就是一台精简型的电脑,在架构上不像个人电脑那么复杂,在外观上就像家电产品,只需电源与简单的控制钮,。一般只具有网络接口。也有部分NAS产品需要与SAN产品连接,可能会有FC接口。NAS产品一般用系统软件。一个NAS系统包括处理器,文件服务管理模块和多个硬盘驱动器(用于数据的存储。NAS 可以应用在任何的网络环境当中。主服务器和客户端可以非常方便地

存储技术现状

存储技术应用现状调查 摘要在如今的存储市场上,有大量可供选择的技术。而且人们根据这些不同的选项可以作出很多不同的决定。有三个比较全面的存储选项值得你考虑:直连存储(DAS)、网络直连存储(NAS)、和存储区域网络(SAN)。正如你所期望的,每个选项都会满足特定的需要,并且每个选项都会有自己的优点和缺点,在作出决定之前你需要权衡一下利弊。 关键词直连存储;网络直连存储;存储区域网络 1.存储技术的介绍 1.1直连存储 在DAS(Direct Attached Storage)方式中,存储设备是通过电缆直接到服务器的。I/O(输入/输出)请求直接发送到存储设备。对于多个服务器或多台PC的环境,使用DAS方式设备的初始费用可能比较低,可是这种连接方式下,每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘,容量的再分配困难;对于整个环境下的存储系统管理,工作烦琐而重复,没有集中管理解决方案。所以整体的拥有成本(TCO)较高。 任何曾经接触过服务器的人都会对DAS比较熟悉。DAS是一种将存储介质直接安装在服务器上或者安装在服务器外的存储方式。例如,将存储介质连接到服

务器的外部SCSI通道上也可以认为是一种直连存储方式。 DAS已经存在了很长时间,并且在很多情况下仍然是一种不错的存储选择。由于这种存储方式在磁盘系统和服务器之间具有很快的传输速率,因此,虽然在一些部门中一些新的SAN 设备已经开始取代DAS,但是在要求快速磁盘访问的情况下,DAS仍然是一种理想的选择。更进一步地,在DAS环境中,运转大多数的应用程序都不会存在问题,所以你没有必要担心应用程序问题,从而可以将注意力集中于其他可能会导致问题的领域。然而,DAS并不是总是具有美好的一面。首要的一个问题是IT经理必须要经常面对所谓的"空间问题"问题,这些问题需要考虑以下常见的方面:对于一个新的服务器,我需要多少存储空间?如果物资不充沛但需要增加空间时我应该如何做?目前市场上的一些选项可以帮助你减轻与这些问题相关的存储负担,但是不管怎样,你也需要对这种存储方式进行一次较好的评估,否则的话,你对存储所做的扩展将只是一个没有预测的表面上的需要。另外,你还需要管理几乎所有基于服务器的DAS系统,这意味着你需要在适当的位置上有一个监控服务器上每个物理单元的磁盘使用率工具。大多数的IT经理都不希望其磁盘空间在工作日的中间出现不够用的情况。在很多情况下,DAS是一种理想的选择:如果你的存储系统中需要快速访问,但是公司目前还不能接受最新的SAN技术的价格时或者SAN技术在你的公司中还不是一种必要的技术时,这是一种理想的选择。对于那些对成本非常敏感的客户来说,在很长一段时间内,DAS将仍然是一种比较便宜的存储机制。当然,这是在只考虑硬件物理介质成本的情况下才有这种结论。如果与其他的技术进行一个全面的比较--考虑到管理开销和存储效率等方面的因素的话,你就会发现,DAS将不再占有绝对的优势。对于那些非常小的不再需要其他存储介质的环境来说,这也是一种理想的选择。 1.2网络直连存储 NAS(Network Attached Storage)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储,而效率却远远高于后者。

DAS、NAS、SAN存储技术的比较

什么是NAS 网络储存设备(Network Attached Storage,NAS),是一种专门的资料储存技术的名称,它可以直接连接在电脑网络上面,对不同操作系统的使用者提供了集中式资料存取服务。 NAS和传统的档案储存服务或是直接储存设备不同的地方在于NAS设备上面的操作系统和软件只提供了资料储存、资料存取、以及相关的管理功能;此外,NAS设备也提供了不止一种档案传输协定。NAS系统通常有一个以上的硬盘,而且和传统的档案服务器一样,通常会把它们组成RAID来提供服务;有了NAS以后,网络上的其他服务器就可以不必再兼任档案服务器的功能。NAS的型式很多样化,可以是一个大量生产的嵌入式设备,也可以在一般的电脑上执行NAS的软件。 NAS用的是以档案为单位的通讯协定,例如像是NFS(在UNIX系统上很常见)或是SMB(常用在Windows系统)。NAS所用的是以档案为单位的通讯协定,相对之下,储域网络(SAN)用的则是以区块为单位的通讯协定、通常是透过SCSI再转为光纤通道或是iSCSI。 NAS设备用的通常是精简版的操作系统,只提供了最单纯的档案服务和其相关的通讯协定;举例来说,有一个叫FreeNAS的开放源码NAS软件用的就是精简版的FreeBSD,它可以在一般的电脑硬件上执行,而商业化的嵌入式设备用的则是封闭源码的操作系统和通讯协定程式。 简单来说NAS就是一台在网络上提供文档共享服务的的网络存储服务器。 NAS的网络结构 NAS存储使用以太网接口直接接入现有以太网网络实现数据的共享。部署灵活,不会对现有网络结构产生变化。 NAS存储的优缺点 NAS的优点: NAS设备一般支持多计算机平台,用户通过网络支持协议可进入相同的文档,因而NAS 设备无需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域网内。 其次,NAS设备的物理位置同样是灵活的。它们可放置在工作组内,靠近数据中心的应用服务器,或者也可放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来。无需应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存取数据,这样既可减小CPU的开销,也能显著改善网络的性能。 对现有网络环境有很好的适应性。NAS设备对企业网络环境基本上没有什么特别的要求和限制,可以很方便的在现有的网络环境中添加NAS设备。这是因为NAS所支持的那些操作系统和网络协议都是已在网络中得到很好的支持,NAS设备的添加不会引发新的网络支持的问题。

基因芯片技术及其应用简介(精)

基因芯片技术及其应用简介 生物科学学院杨汝琪 摘要:随着基因芯片技术的发展,基因芯片越来越多的被人们利用,它可应用于生活中的方方面面,如:它可以应用于医学、环境科学、微生物学和农业等多个方面,基因技术的发展将有利于社会进一步的发展。 关键词:基因芯片;技术;应用 基因(gene是载有生物体遗传信息的基本单位,存在于细胞的染色体(chromosome上。将大量的基因片段有序地、高密度地排列在玻璃片或纤维膜等载体上,称之为基因芯片(又称DNA 芯片、生物芯片。在一块1 平方厘米大小的基因芯片上,根据需要可固定数以千计甚至万计的基因片段,以此形成一个密集的基因方阵,实现对千万个基因的同步检测。基因芯片技术是近年来兴起的生物高新技术,把数以万计的基因片段以显微点阵的方式排列在固体介质表面,可以实现基因检测的快速、高通量、敏感和高效率检测,将可能为临床疾病诊断和健康监测等领域,带来全新的技术并开拓广阔的市场。 1 基因芯片技术原理及其分类 1.1基因芯片的原理: 基因芯片属于生物芯片的一种"其工作原理是:经过标记的待测样本通过与芯片上特定位置的探针杂交,可根据碱基互补配对的原则确定靶序列[1],经激光共聚集显微镜扫描,以计算机系统对荧光信号进行比较和检测,并迅速得出所需的信息"基因芯片技术比常规方法效率高几十到几千倍,可在一次试验中间平行分析成千上万个基因,是一种进行序列分析及基因表达信息分析的强有力工具。 1.2基因芯片分类: 1.2.1根据其制造方法可分原位合成法和合成后点样法;

1.2.2根据所用载体材料不同分为玻璃芯片!硅芯片等; 1.2.3根据载体上所固定的种类可分为和寡核苷酸芯片两种; 1.2.4根据其用途可分测序芯片!表达谱芯片!诊断芯片等 2 基因芯片技术常规流程 2.1 芯片设计根据需要解决的问题设计拟采用的芯片,包括探针种类、点阵数目、片基种类等。 2.2 芯片制备将DNA, cDNA或寡核昔酸探针固定在片基上的过程。从本质上可分为两大类fz} ,一类是在片基上直接原位合成,有光蚀刻法、压电印刷法和分子印章多次压印法三种;另一类是将预先合成的探针固定于片基表面即合成点样法。 2.3 样品制备常规方法提取样品总RNA,质检控制。再逆转录为。DNAo 2.4 样品标记在逆转录过程中标记荧光素等。 2.5 芯片杂交标记的cDNA溶于杂交液中,与芯片杂交。 2.6 芯片扫描一用激光扫描仪扫描芯片。 2.7 图像采集和数据分析专用软件分析芯片图像,然后对数据进行归一化,最后以差异为两倍的标准来确定差异表达基因。 2.8 验证用定量PCR或原位杂交验证芯片结果的可信性。 3基因芯片合成的主要方法 目前已有多种方法可以将基因片段(寡核苷酸或短肽固定到固相支持物上。这些方法总体上有两种: 3.1原位合成:

常见的网络存储技术及其发展趋势

探讨几种常见的网络存储技术及其发展趋势 2012-08-15 来源:作者:吴桂华 摘要:计算机的发展从单片机时代开始,历经客户服务器时代和互联网时代之后,现在正逐步走向网络时代。许多有别于传统存储系统的新趋势日益显现,而选择不当的网络存储技术,往往会使得单位在网络建设中盲目投资,造成单位的网络性能低下。本文通过分析直连附加存储、网络附加存储、存储区域网络三种网络存储架构的优点、缺点及应用,供不同需求的单位群体参考选择,同时也简单地介绍网络存储技术未来的发展趋势及方向。 关键词:服务器时代网络时代传统存储系统网络存储技术发展趋势随着不断加速的信息需求使得存储容量飞速增长,存储系统网络平台已经成为一个核心平台,同时各种应用对平台的要求也越来越高,不仅在存储容量上,还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面。可以说,存储网络平台的综合性能的优劣,将直接影响到整个系统的正常运行。因此,发展一种具有成本效益的和可管理的先进存储方式就成为必然。下面就当前的存储技术及发展趋势进行分析和探讨。 1、网络存储技术概述 所谓网络存储技术(Network Storage Technologies),就是以互联网为载体实现数据的传输与存储,数据可以在远程的专用存储设备上,也可以是通过服务器来进行存储。网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。实际上,我们可以将存储技术分为三个阶段:①总线存储阶段;②存储网络阶段;③虚拟存储阶段。以存储网络为中心的存储是对数据存储新需求的回答。它采用面向网络的存储体系结构,使数据处理和数据存储分离;网络存储体系结构包括了网络和I/O的精华,将I/O能力扩展到网络上,特别是灵活的网络寻址能力,远距离数据传输能力,I/O高效的原性能;通过网络连接服务器和存储资源,消除了不同存储设备和服务器之间的连接障碍;提高了数据的共享性、可用性和可扩展性、管理性。 2、几种传统的网络存储架构 网络存储架构大致分为三种:直连附加存储、网络附加存储、存储区域网络。这几种网络存储方式特点各异,应用在不同的领域。下面我们来做简单的介绍并分析其中区别。 2.1 直连附加存储(DAS:Direct Attached Storage) 直接网络存储(DAS)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到服务器上的方式。这种连接方式主要应用于单机或两台主机的集群环境中,主要优点是存储容量扩展的实施简单,投入成本少,见效快。DAS主要应用于: (1)服务器在地理分布上很分散,SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时;(2)存储系统必须被直接连接到应用服务器时;(3)包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用时。 缺点: (1)不能提供跨平台的文件共享功能;(2)用户要备份数据和存储数据,都要占用服务器CPU的时间,降低了服务器的管理效能;(3)由于各个主机之间的数据独立,数据需要逐一备份,使数据备份工作较为困难;(4)随着服务器的增多,数据管理会越来越复杂;

基因芯片技术及其应用(精)

基因芯片技术及其应用 李家兴1001080728 园艺107 基因芯片( gene chip, DNA chip, DNA microarray 又被称为DNA芯片、DNA微阵列和生物芯片, 是指以大量人工合成的或应用常规分子生物学技术获得的核酸片段作为探针, 按照特定的排列方式和特定的手段固定在硅片、载玻片或塑料片上, 一个指甲盖大小的芯片上排列的探针可以多达上万个[1- 3]。在使用时,先将所研究的样品标记, 然后与芯片上的寡聚核苷酸探针杂交,再用激光共聚焦显微镜等设备对芯片进行扫描, 配合计算机软件系统检测杂交信号的强弱, 从而高效且大规模地获得相关的生物信息。此项技术将大量的核酸分子同时固定在载体上, 一次可检测分析大量的DNA和RNA, 解决了传统核酸印迹杂交技术复杂、自动化程度低、检测目标分子数量少、成本高、效率低等的缺点[4]。此外, 通过设计不同的探针阵列( array , 利用杂交谱重建DNA序列, 还可实现杂交测序( sequencing by hybridization,SBH [5]。目前, 该技术在基因表达研究、基因组研究、序列分析及基因诊断等领域已显示出重要的理论和应用价值[6]。 1 基因芯片技术的产生和发展 21 世纪将是生命科学的世纪, 基因芯片技术是近年产生的一项生物高新技术, 它将像计算机一样成为21 世纪即将来临的又一次新兴革命的奠基石[7,8]。基因芯片技术的产生与发展与人类基因组计划(Human Genome Project, HGP 的研究密不可分[9]。人类基因组的大量信息需要有一种快速、敏感、平行检测的技术,随着越来越多的基因被解码, 基因的功能研究成为迫切需要解决的课题。在这一背景下, 以基因芯片技术为主体的生物芯片诞生了, 它被誉为是20 世纪90 年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一。基因芯片技术充分结合灵活运用了寡核苷酸合成、固相合成、PCR 技术、探针标记、分子杂交、大规模集成电路制造技术、荧光显微检测、生物传感器及计算机控制和图像处理等多种技术, 体现了生物技术与其他学科相结合的巨大潜力。基因芯片技术的理论基础是核酸杂交理论, Southern 印迹可以看作是生物芯片的雏形; 其后, 人们又发明了一个以膜片为介质基础的克隆库扫描

四种常见的网络存储技术比较及区别

四种常见的网络存储技术比较及区别 目前高端服务器使用的专业网络存储技术大概分为四种,有DAS、NAS、SAN、iscsl,它们可以使用RAID阵列提供高效的安全存储空间。 一、直接附加存储(DAS) 直接附加存储是指将存储设备通过SCSI接口直接连接到一台服务器上使用。DAS购置成本低,配置简单,使用过程和使用本机硬盘并无太大差别,对于服务器的要求仅仅是一个外接的SCSI口,因此对于小型企业很有吸引力。但是DAS也存在诸多问题:(1)服务器本身容易成为系统瓶颈;(2)服务器发生故障,数据不可访问;(3)对于存在多个服务器的系统来说,设备分散,不便管理。同时多台服务器使用DAS时,存储空间不能在服务器之间动态分配,可能造成相当的资源浪费;(4)数据备份操作复杂。 二、网络附加存储(NAS) NAS实际是一种带有瘦服务器的存储设备。这个瘦服务器实际是一台网络文件服务器。NAS设备直接连接到TCP/IP网络上,网络服务器通过TCP/IP网络存取管理数据。NAS作为一种瘦服务器系统,易于安装和部署,管理使用也很方便。同时由于可以允许客户机不通过服务器直接在NAS中存取数据,因此对服务器来说可以减少系统开销。NAS为异构平台使用统一存储系统提供了解决方案。由于NAS只需要在一个基本的磁盘阵列柜外增加一套瘦服务器系统,对硬件要求很低,软件成本也不高,甚至可以使用免费的LINUX解决方案,成本只比直接附加存储略高。NAS存在的主要问题是:(1)由于存储数据通过普通数据网络传输,因此易受网络上其它流量的影响。当网络上有其它大数据流量时会严重影响系统性能;(2)由于存储数据通过普通数据网络传输,因此容易产生数据泄漏等安全问题;(3)存储只能以文件方式访问,而不能像普通文件系统一样直接访问物理数据块,因此会在某些情况下严重影响系统效率,比如大型数据库就不能使用NAS. 三、存储区域网(SAN) SAN实际是一种专门为存储建立的独立于TCP/IP网络之外的专用网络。目前一般的SAN 提供2Gb/S到4Gb/S的传输数率,同时SAN网络独立于数据网络存在,因此存取速度很快,另外SAN一般采用高端的RAID阵列,使SAN的性能在几种专业网络存储技术中傲视群雄。SAN由于其基础是一个专用网络,因此扩展性很强,不管是在一个SAN系统中增加一定的存储空间还是增加几台使用存储空间的服务器都非常方便。通过SAN接口的磁带机,SAN系统可以方便高效的实现数据的集中备份。SAN作为一种新兴的存储方式,是未来存储技术的发展方向,但是,它也存在一些缺点:(1)价格昂贵。不论是SAN阵列柜还是SAN必须的光纤通道交换机价格都是十分昂贵的,就连服务器上使用的光通道卡的价格也是不容易被小型商业企业所接受的;(2)需要单独建立光纤网络,异地扩展比较困难;

基因芯片技术及其应用

基因芯片技术及其应用摘要: DNA芯片技术是指在固相支持物上原位合成寡核苷酸,或者直接将大量的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面,然后与标记的样品杂交,通过对杂交信号的检测分析,即可获得样品的遗传信息。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物,所以称为DNA芯片。 关键词 DNA芯片制备检测应用 随着人类基因组计划的逐步实施以及分子生物学相关学科的迅猛发展,越来越多的动植物、微生物基因组测序得以测定,基因序列数据正在以前所未有的速度迅速增长。DNA芯片的出现是科学发展的必然产物。本文就DNA芯片的制备及其在医学领域的应用予以阐述。 1 基因芯片的制备及检测技术[1-4] 1.1 基因芯片的制备方法 1.1.1 原位合成法其中最具代表的是原位光刻合成法。该法是利用分子生物学、微电光刻技术及计算机技术等直接在基片上合成所需的DNA探针。除原位光刻合成法外,原位合成法还包括原位喷印合成和分子印章在片合成法。 1.1.2 直接点样法该法是将制备好的DNA(cDNA)片段直接点在芯片上。近来有人提出用电定位捕获法和选择性沉淀法制备芯片。 1.1.3 电定位捕获法是将生物素标记的探针在电场的作用下快速地固定在含有链霉素亲和素的琼脂糖凝胶膜上。由于生物素与链霉素亲和素的强亲合力,使得探针的固定更加容易和牢固。在电场的作用下,靶基因能快速地在杂交部位积聚,大大缩短了杂交时间,提高了杂交的效率,且改变电场电极的方向可以除去未杂交或低效率杂交的靶基因。 1.1.4 选择性沉淀法该技术是用金属纳米粒标记探针的方法来制备微阵列,靶基因在芯片上与探针杂交后发生选择性沉淀,通过检测沉淀物的电化学值等来获取相应的生物信息。

信息存储技术的发展过程

信息存储技术的发展过 程 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

信息存储发展史 远古信息存储 1.结绳记事 结绳记事是文字发明前,人们所使用的一种记事方法。即在一条绳子上打结,用以记事。上古时期的中国及秘鲁印地安人皆有此习惯,即到近代,一些没有文字的民族,仍然采用结绳记事来传播信息 上古无文字,结绳以记事。《.系辞下》:"上古,后世圣人易之以书契。"孔颖达疏:"结绳者,注云,事大大结其绳,事小小结其绳,义或然 也。"晋葛洪《抱朴子.钧世》:"若舟车之代步涉,文墨之改结绳,诸后作而善于前事。"后以指上古时代。例如:(Quipu或khipu)是古代的一种结绳记事的方法,用来计数或者记录历史。它是由许多颜色的绳结编成的。这种结绳记事方法已经失传,目前还没有人能够了解其全部含义。结绳记事(计数):原始社会创始的以绳结形式反映客观经济活动及其数量关系的记录方式。结绳记事(计数)是被原始先民广泛使用的记录方式之一。文献记载:“上古结绳而治,后世圣人易以书契,百官以治,万民以察”(《易·系辞下》)。虽然目前末发现原始先民遗留下的结绳实物,但原始社会绘画遗存中的网纹图、上的绳纹和陶制网坠等实物均提示出先民结网是当时渔猎的主要条件,因此,结绳记事(计数)作为当时的记录方式具有客观基础的。其结绳方法,据古书记载为:“事大,大结其绳;事小,小结其绳,之多少,随物众寡”(《易九家言》),即根据事件的性质、规模或所涉数量的不同结系出不同的绳结。民族学资料表明,近现代有些少数民族仍在采用结绳的方式来记录客观活动

2.甲骨文文字纸张 甲骨文是已发现的古代文字中时代最早、体系较为完整的文字。甲骨文主要指文,又称为“殷墟文字”、“殷契”,是殷商时代刻在兽骨上的文字。19世纪末年在殷代遗址被今小屯发现,继承了的造字方法,是中国后期(前14~前11世纪)王室用于占卜记事而刻(或写)在龟甲和兽骨上的文字。 古人以上等蚕茧抽丝织绸,剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕,篾席上会遗留一些残絮。当漂絮的次数多了,篾席上的残絮便积成一层纤维薄片,经晾干之后剥离下来,可用于书写。这种漂絮的副产物数量不多,在古书上称它为赫蹏或方絮。这表明了中国造纸术的起源同丝絮有着渊源关系。东汉元兴元年(105)蔡伦发明造纸术。他用树皮、麻头及敝布、鱼网等植物原料,经过挫、捣、抄、烘等工艺制造的纸,是现代纸的渊源。公元三到六世纪的魏晋南北朝时期,我国造纸术不断革新。在原料方面,除原有的麻、楮外,又扩展到用桑皮、藤皮造纸。蔡伦首先使用树皮造纸,树皮是比麻类丰富得多的原料,这可以使纸的产量大幅度的提高。树皮中所含的木素、果胶、蛋白质远比麻类高,因此树皮的脱胶、制浆要比麻类难度大。这就促使蔡伦改进造纸的技术。西汉时利用石灰水制浆,东汉时改用草木灰水制浆,草木灰水有较大 的碱性,有利于提高纸浆的质量。

几种存储技术的比较FCSANIPSANDASNAS

几种存储技术的比较(FC SAN、IP SAN、DAS、NAS) SAN 的概念 SAN(Storage Area Network)存储区域网络,是一种高速的、专门用于存储操作的网络,通常独立于计算机局域网(LAN)。SAN将主机和存储设备连接在一起,能够为其上的任意一台主机和任意一台存储设备提供专用的通信通道。SAN将存储设备从服务器中独立出来,实现了服务器层次上的存储资源共享。SAN将通道技术和网络技术引入存储环境中,提供了一种新型的网络存储解决方案,能够同时满足吞吐率、可用性、可靠性、可扩展性和可管理性等方面的要求。 1FC-SAN 通常SAN由磁盘阵列(RAID)连接光纤通道(Fibre Channel)组成(为了区别于IP SAN,通常SAN也称为FC-SAN)。SAN和服务器和客户机的数据通信通过SCSI命令而非TCP/IP,数据处理是“块级”(block level)。SAN也可以定义为是以数据存储为中心,它采用可伸缩的网络拓扑结构,通过具有高传输速率的光通道的直接连接方式,提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换,并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。SAN最终将实现在多种操作系统下,最大限度的数据共享和数据优化管理,以及系统的无缝扩充。 1.1.FC-SAN的组成 在FC-SAN中,有一些专用的硬件和软件。硬件包括FC卡、FC HUB、FC交换机、存储系统等,软件主要是FC控制卡针对各种操作系统的驱动程序和存储管理软件。 ●FC卡:主要用于主机与FC设备之间的连接。 ●FC HUB:内部运行仲裁环拓扑,连接到HUB的节点共享100MB/S带宽(或 更高)。 ●FC交换机:内部运行Fabric拓扑,每端口独占100MB/S带宽(或更高)。

存储器的发展与技术现状.

存储器的发展史及技术现状 20122352 蔡文杰计科3班 1.存储器发展历史 1.1存储器简介 存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。计算机中的全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。自世界上第一台计算机问世以来,计算机的存储器件也在不断的发展更新,从一开始的汞延迟线,磁带,磁鼓,磁芯,到现在的半导体存储器,磁盘,光盘,纳米存储等,无不体现着科学技术的快速发展。 1.2存储器的传统分类 从使用角度看,半导体存储器可以分成两大类:断电后数据会丢失的易失性存储器和断电后数据不会丢失的非易失性存储器。过去都可以随机读写信息的易失性存储器称为RAM(Randoo Aeeess Memory),根据工作原理和条件不同,RAM又有静态和动态之分,分别称为静态读写存储器SR AM(St ate RAM)和动态读写存储器DRAM(Dynamie RAM);而过去的非易失控存储器都是只读存储RoM(Readon一y Memo-ry),这种存储器只能脱机写人信息,在使用中只能读出信息而不能写人或改变信息.非易失性存储器包含各种不同原理、技术和结构的存储器.传统的非易失性存储器根据写人方法和可写人的次数的不同,又可分成掩模只读存储器MROM(Mask ROM)、一次性编程的OTPROM(one Time Programmable ROM)和可用萦外线擦除可多次编程的Uv EPROM(Utravio-let ErasableProgrammable ROM).过去的OT PROM都是采用双极性熔丝式,这种芯片只能被编程一次,因此在测试阶段不能对产品进行编程性检侧,所以产品交付用户后,经常在编程时才会发现其缺陷而失效,有的芯片虽然能被编程,但由于其交流性不能满足要求,却不能正常运行.故双极性熔丝式PROM产品的可信度不高. 2.半导体存储器 由于对运行速度的要求,现代计算机的内存储器多采用半导体存储器。半导体存储器包括只读存储器(ROM)和随机读写存储器(RAM)两大类。 2.1只读存储器 ROM是线路最简单的半导体电路,通过掩模工艺,一次性制造,在元件正常工作的情况下,其中的代码与数据将永久保存,并且不能够进行修改。一般地,只读

各厂商高端存储产品技术对比

各厂商高端存储产品的技术对比

目录 1背景信息....................................................... 2技术指标列表................................................... 大型号指标列表 ............................................ 小型号指标列表 ............................................ 3体系结构分析................................................... HDS USP V/USP VM体系结构——先进的统一星型网络架构.......... EMC DMX-4/DMX-4 950体系结构................................. IBM DS8300 Turbo/DS8100 Turbo体系结构——落后的双控制器结构. 4Cache技术分析................................................. HDS USP V/VM缓存技术........................................ EMC DMX-4缓存技术........................................... IBM DS8000缓存技术.......................................... 5缓存并发访问能力比较........................................... HDS USP V缓存并发数......................................... HDS USP VM缓存并发数........................................ EMC DMX-4/DMX-4 950缓存并发数............................... DS8300缓存并发数............................................ 小结 ...................................................... 6IO性能........................................................ 测试结果公开网站 .......................................... DS8300测试结果.............................................. USP V测试结果............................................... 对比 ...................................................... DMX-4/950测试结果........................................... 7存储虚拟化整合技术.............................................

网络存储技术优缺点与发展趋势

网络存储技术优缺点与 发展趋势 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

网络存储技术优缺点与发展趋势 随着不断加速的信息需求使得存储容量飞速增长,存储系统网络平台已经成为一个核心平台,同时各种应用对平台的要求也越来越高,不仅在存储容量上,还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面。可以说,存储网络平台的综合性能的优劣,将直接影响到整个系统的正常运行。因此,发展一种具有成本效益的和可管理的先进存储方式就成为必然。下面就当前的存储技术及发展趋势进行分析和探讨。信息量的飞速发展使得存储容量也飞速增长,发展一种具有成本效益和可管理和先进存储方式就成为必然。本文就几种传统的网络存储框架进行探讨,之后介绍了新的存储技术,并分析了网络存储体系结构的发展趋势。 随着不断加速的信息需求使得存储容量飞速增长,存储系统网络平台已经成为一个核心平台,同时各种应用对平台的要求也越来越高,不仅在存储容量上,还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面。可以说,存储网络平台的综合性能的优劣,将直接影响到整个系统的正常运行。因此,发展一种具有成本效益的和可管理的先进存储方式就成为必然。下面就当前的存储技术及发展趋势进行分析和探讨。 一、网络存储技术概述 所谓网络存储技术(Network Storage Technologies),就是以互联网为载体实现数据的传输与存储,数据可以在远程的专用存储设备上,也可以是通过服务器来进行存储。网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。实际上,我

们可以将存储技术分为三个阶段:①总线存储阶段;②存储网络阶段;③虚拟存储阶段。以存储网络为中心的存储是对数据存储新需求的回答。它采用面向网络的存储体系结构,使数据处理和数据存储分离;网络存储体系结构包括了网络和I/O的精华,将I/O能力扩展到网络上,特别是灵活的网络寻址能力,远距离数据传输能力,I/O高效的原性能;通过网络连接服务器和存储资源,消除了不同存储设备和服务器之间的连接障碍;提高了数据的共享性、可用性和可扩展性、管理性。 二、几种传统的网络存储架构 网络存储架构大致分为三种:直连附加存储、网络附加存储、存储区域网络。这几种网络存储方式特点各异,应用在不同的领域。下面我们来做简单的介绍并分析其中区别。 直连附加存储(DAS:Direct Attached Storage) 直接网络存储(DAS)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到服务器上的方式。这种连接方式主要应用于单机或两台主机的集群环境中,主要优点是存储容量扩展的实施简单,投入成本少,见效快。DAS主要应用于: ①服务器在地理分布上很分散,SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时; ②存储系统必须被直接连接到应用服务器时; ③包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用时。

概述当前各类存储技术优缺点

概述当前各类存储技术优缺点 在如今的存储市场上,有大量可供选择的技术。而且人们根据这些不同的选项可以作出很多不同的决定。在本文中,我们将概述当前的存储技术以及他们的优缺点。 由于每个服务器购买者都会问到这样一个基本的问题:在一次新的服务器购买过程中应该包含多大的存储空间?对于比较大的公司来说,你可能已经通过实现存储区域网络来解决这个问题。然而,对于那些大量存在的中小型组织和企业来说,直到最近,进行集中存储的价格仍然是他们所不能接受的。不考虑你的公司中所存在的特定情况,但是有一样是确定的:在如今的存储市场上,有大量可供选择的选项并且可以根据这些选项作出很多不同的决定。在本文中,我们将概述当前的存储技术以及他们的优缺点。对于你的公司业务来说,你可以使用TechRepublic网站提供下载的“存储产品对比表”来得到不同的选项,从而可以得到更好的想法。在本文的随后章节中,我将为这些解决方案提供一份更为深入的概述。 存储选项 至少有三个比较全面的存储选项值得你考虑:直连存储(DAS)、网络直连存储(NAS)、和存储区域网络(SAN)。正如你所期望的,每个选项都会满足特定的需要,并且每个选项都会有自己的优点和缺点,在作出决定之前你需要权衡一下利弊。 下面将详细的讨论每个存储选项。 直连存储 任何曾经接触过服务器的人都会对DAS比较熟悉。DAS是一种将存储介质直接安装在服务器上或者安装在服务器外的存储方式。例如,将存储介质连接到服务器的外部SCSI通道上也可以认为是一种直连存储方式。 DAS已经存在了很长时间,并且在很多情况下仍然是一种不错的存储选择。由于这种存储方式在磁盘系统和服务器之间具有很快的传输速率,因此,虽然在一些部门中一些新的SAN 设备已经开始取代DAS,但是在要求快速磁盘访问的情况下,DAS仍然是一种理想的选择。更进一步地,在DAS环境中,运转大多数的应用程序都不会存在问题,所以你没有必要担心应用程序问题,从而可以将注意力集中于其他可能会导致问题的领域。 然而,DAS并不是总是具有美好的一面。首要的一个问题是IT经理必须要经常面对所谓的“空间问题”问题,这些问题需要考虑以下常见的方面: 对于一个新的服务器,我需要多少存储空间? 如果物资不充沛但需要增加空间时我应该如何做?

基因芯片技术及其应用

基因芯片技术及其应用 摘要 进入21世纪以来,生命科学发展日益迅速,基因芯片作为生命科学研究的一种新的技术平台日益受到人们的关注,并已经广泛应用于生命科学研究、医学研究、食品卫生领域以及其它相关的各个学科领域。随着技术的不断完善,基因芯片必将在越来越多的领域里面发挥作用。本文阐述了基因芯片的基本概念及技术流程,简述了其在不同领域的应用,并对其发展前景作了展望。 关键词:基因芯片技术流程应用展望 Gene Chip Technology and its Application Shu Mian (College of Horticulture, South China Agricultural University Guangzhou 510642, China) Abstract: Life science has developed rapidly since the 21th century, gene chip, as a new technical platform in the reaseach of Life science, has got increasingly attention, and has been used widely in life science research、medical research、food hygiene field and other related disciplines. With the continuous improvement of the technology, gene chip will be helpful in more fields. This article expounds the basic concepts and technological process of gene chip, gives an introduction of its application in different fields, and a prospection of its development prospect. Key words: gene chip technological process application prospection 基因芯片(gene chip),又称DNA芯片(DNA chip)或DNA微阵列(DNA microarray),是生物芯片的一种类型,它是将DNA分子固定于支持物上,并与标记的样品杂交,通过自动化仪器检测杂交信号的强度来判断样品中靶分子的数量,进而得知样品中mRNA的表达量,也可进行基因突变体的检测和基因序列的测定,为进一步了解基因间的相互关系及基因克隆提供有用的工具。作为一项基于基因

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