Chap输入输出系统资料讲解.ppt

6.7.3 异步I/O 1. 提高I/O性能的一种方法：并行 使用多个磁盘同时工作来获得一批数据。 2. 同步I/O 进程处于等待状态直到所需数据从磁盘读出。 3. 异步I/O ◆ 允许进程在发出I/O请求后继续执行，直到 该进程需要使用请求的数据。 6.7 I/O与操作系统 ◆ 异步I/O允许进程进一步发出I/O请求，这 样多个I/O请求可以同时处理以最大限度地 利用带宽。 6.7.4 块服务器和文件服务器 ◆ 将存储功能与网络技术结合起来 ◆ 目的：方便共享信息，方便维护信息。 6.7 I/O与操作系统 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 6.6 I/O系统性能分析 6.6.1 I/O性能与系统响应时间 1. I/O系统的性能分析 模型模拟和实际测量的方法来衡量。 ◆ 对I/O系统建立模型后，可以使用排队理论进 行分析。 ◆ 设计出来的I/O系统还可以通过基准测试程序 进行实际测量。 第六章 输入/输出系统 2. 衡量I/O系统的性能的标准 ◆ I/O系统的多样性：哪些I/O设备可以和计算 机系统相连接。 ◆ I/O系统的容量：I/O系统可以容纳多少I/O 设备。 ◆ I/O吞吐量有时也被称为I/O带宽。 ◆ I/O响应时间有时被称为响应延迟。 6.6 I/O系统性能分析 3. 一个简单的生产服务模型 生产者 服务员 队列 6.6 I/O系统性能分析 4. 吞吐量和响应时间 0 50 100 150 200 250 300 0% 20% 40% 60% 80% 100% 实际吞吐量/最大吞吐量 响应时间（ms） 6.6 I/O系统性能分析 获得较大吞吐率和较小响应时间是相互矛盾的，如何进行折衷是计算机体系结构要研究的问题。 0 5 10 15 图形系统（0.3s） 图形系统（1s） 键盘系统（0.3s） 键盘系统（1s） 时间（s） 进入时间 系统响应时间 思考时间 键盘输入系统和图形输入系统的事务处理时间 6.6 I/O系统性能分析 计算机的一次事务处理的时间被分为三个部分： 进入时间：用户输入命令的时间。 系统响应时间：用户输入命令后到计算机的响 应结果被显示出来的时间间隔。 (3) 思考时间：系统响应后到用户开始输入下一条 命令的时间间隔。 研究表明: 用户的工作效率与事务处理时间成反比， 可以用单位时间内处理的事务数量来衡 量工作效率。 6.6 I/O系统性能分析 6.6.2 Little定律 1. 黑箱（Black Box） 黑箱 到达任务 离开任务 稳定状态：系统的输入速率= 输出速率 2. Little定律 系统中的平均任务数＝到达率×平均响应时间 6.6 I/O系统性能分析 3. 证明 假定对一个系统测量时间:Tobserve 统计在此期间: 完成的任务数:Ntasks 每个任务的实际完成时间 将这些时间求和得到Taccumulated 6.6 I/O系统性能分析 Little定律：系统中的平均任务数为到达率与平 均响应时间的乘积。 observe d accumulate T T = 平均任务数 tasks d accumulate N T = 平均响应时间 observe tasks T N = 任务到达率 observe tasks tasks d accumulate observe d accumulate T N N T T T ? = 6.6 I/O系统性能分析 6.6.3 M/M/1排队系统 1. 简单的排队系统 I/O 控制器 及外设 队列 服务员 任务到达 假定I/O请求的到达时间和服务员的服务时 间服从指数分布。 6.6 I/O系统性能分析 2. 排队系统参数 S：任务的平均服务时间 ?：任务的服务速率，? = 1/S W：平均排队延迟 R：平均响应时间；R = S + W ?：任务的到达率 ?：服务员利用率（服务强度），? = ?/? ns：正在服务的平均任务数 6.6 I/O系统性能分析 nq：