输入/输出系统详解:CPU与I/O性能、RAID与可靠性
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更新于2024-07-31
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"chap6-输入输出系统.ppt - 讲解了输入/输出系统的基本概念,外部存储设备,以及I/O系统性能分析,强调了I/O系统在计算机性能中的重要性和对整体系统响应时间的影响,同时讨论了I/O系统的可靠性和可信性问题。"
在计算机科学中,输入/输出系统(I/O系统)是计算机硬件和软件的一个关键部分,它负责数据在计算机和外部设备之间的传输。第六章“输入/输出系统”深入探讨了这一主题,由张晨曦、刘依和肖晓强共同编著。I/O系统不仅包括各种输入输出设备,还涵盖了它们与中央处理器(CPU)和存储器之间的连接方式。衡量I/O系统性能的关键指标有响应时间和可靠性。
响应时间是指系统对用户请求的响应速度,是直接影响用户体验的因素。例如,如果一个系统有10%的I/O处理需求,即使CPU性能大幅提高,如10倍或100倍,如果I/O性能未改善,系统总体性能提升仍会受到限制。因为过多的CPU空闲等待I/O操作完成,可能导致性能提升受限,甚至大部分CPU性能被浪费。
系统可靠性是另一个重要的话题,尤其在处理器性能不断提升的背景下,人们更加关注系统的稳定性和可信赖性。这包括可靠性(设备在长时间运行中无故障的能力),可用性(设备可以正常工作的概率),以及可信性(数据安全和保护方面的能力)。这些因素对于存储系统尤其重要,因为存储设备中的数据丢失或损坏可能导致严重后果。
此外,外部存储设备如硬盘驱动器,虽然在记录原理、驱动机构、控制器和接口逻辑上有共通性,但它们各自的特性也决定了它们在性能、容量和速度上的差异。例如,廉价磁盘冗余阵列(RAID)技术被用来提高存储系统的可靠性,通过数据冗余和分布式存储来防止数据丢失。
I/O设备与CPU的连接方式也对系统性能有显著影响,例如使用中断、DMA(直接内存访问)等机制可以减轻CPU负担,提高效率。而I/O系统与操作系统的交互,如设备驱动程序的管理,也是确保系统顺畅运行的关键。
输入/输出系统是计算机系统中不可或缺的部分,其性能和可靠性直接决定了整个系统的性能和用户体验。优化I/O系统,平衡CPU、内存和I/O设备间的资源分配,以及确保数据的安全存储,是计算机系统设计和维护中的重要任务。
2021-09-21 上传
2023-05-15 上传
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