【资源摘要信息】: "本资源为《第8章 输入输出系统》的PPT讲义，主要涵盖了磁盘存储器和I/O接口的相关知识，包括I/O系统的性能、功能、操作系统在I/O系统中的作用，以及I/O设备的通用模型、磁盘存储器的工作原理、性能指标和RAID技术。此外，还讲解了I/O接口的分类、I/O控制器的结构和职能、I/O端口的概念和设备寻址等内容。"
【详细知识点】:
1. **I/O系统的性能**:
- **吞吐率（Throughput）**: 衡量单位时间内系统处理数据的数量或完成的I/O操作次数，用于衡量系统的整体数据处理能力。
- **响应时间（Response Time）**: 从发出I/O请求到请求完成的时间，反映系统对用户请求的快速响应能力。
2. **I/O系统的功能**:
- **信息输入和输出**: 处理不同类型的数据，如文本、图像、音频等，实现计算机与外界的交互。
- **适应不同性能需求**: 针对需要高速传输（如多媒体应用）或快速响应（如事务处理系统）的场景，提供合适的I/O服务。
3. **I/O设备概述**:
- **通用模型**: 所有I/O设备都可视为具有数据缓冲区、控制逻辑和与CPU通信机制的实体。
4. **磁盘存储器**:
- **读写原理**: 通过磁头在旋转的磁盘表面读取或写入数据，涉及寻道时间、旋转延迟和数据传输时间。
- **性能指标**: 包括存取时间、数据传输速率、平均无故障时间（MTBF）等。
- **冗余磁盘阵列（RAID）**: 提供数据冗余和性能提升，常见的RAID级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6等。
5. **I/O接口的分类**:
- 不同类型的接口用于连接不同种类的I/O设备，如PCI、PCI-E、USB、IDE、SATA等。
6. **I/O控制器的结构和职能**:
- 控制器负责管理和协调I/O设备的操作，处理中断请求，管理数据传输等。
- I/O端口是控制器与CPU通信的通道，用于设备的地址识别和数据交换。
7. **I/O设备寻址**:
- CPU通过I/O端口地址来访问特定的I/O设备，进行数据传输。
8. **连接关系**:
- I/O设备通过I/O总线与I/O接口（控制器）相连，接口再通过主板上的扩展槽连接到I/O总线，最终与CPU通信。
该PPT详细阐述了I/O系统的核心概念，从理论到实践，为理解计算机系统如何与外部设备交互提供了全面的指导。对于计算机科学的学生和专业人士来说，这是深入理解输入输出系统的关键参考资料。
我的内容管理
展开
