第六章 输入/输出系统
6.1 引言
6.2 外部存储设备
6.3 可靠性、可用性和可信性
6.4 廉价磁盘冗余阵列RAID
6.5 I/O设备与CPU和存储器的连接
6.6 I/O系统性能分析
6.7 I/O与操作系统
张晨曦 刘依 肖晓强
2/128
第六章 输入/输出系统
6.1 引 言
1. 输入/输出系统简称I/O系统
包括:
l I/O设备
l I/O设备与处理机的连接
2. I/O系统的重要性
◆ 完成与外部系统的信息交换,是Von Neumann
结构计算机的重要组成部分之一。
◆ 衡量指标
张晨曦 刘依 肖晓强
3/128
6.1 引 言
l 响应时间(Response Time)
l 可靠性(Reliability)
6.1.1 I/O系统性能与CPU性能
误区:使用多进程技术可以忽略I/O性能对系统性
能的影响。
◆ 多进程技术只能够提高系统吞吐率,并不能
够减少系统响应时间。
◆ 进程切换时可能需要增加I/O操作。
张晨曦 刘依 肖晓强
4/128
6.1 引 言
◆ 可切换的进程数量有限,当I/O处理较慢时,
仍然会导致CPU处于空闲状态。
张晨曦 刘依 肖晓强
5/128
6.1 引 言
例6.1 假设一台计算机的I/O处理占10%,当其
CPU性能改进,而I/O性能保持不变时,系统总体性
能会出现什么变化?
l 如果CPU的性能提高10倍
l 如果CPU的性能提高100倍
解:假设原来的程序执行时间为1个单位时间。
如果CPU的性能提高10倍,程序的计算(包含I/O处
理)时间为:
(1 - 10%)/10 + 10% = 0.19
张晨曦 刘依 肖晓强
6/128
6.1 引 言
即整机性能只能提高约5倍,差不多有50%的
CPU性能浪费在I/O上。
如果CPU性能提高100倍,程序的计算时间为:
(1 - 10%)/100 + 10% = 0.109
而整机性能只能提高约10倍,表示有90%的性能
浪费在没有改进的I/O上了。
张晨曦 刘依 肖晓强
7/128
6.1 引 言
6.1.2 I/O系统的可靠性
◆ 处理器性能已经很高,人们更加关注系统
可靠性。
◆ 可信性是存储的基础
l 可靠性
l 可用性
l 可信性
张晨曦 刘依 肖晓强
8/128