1、操作系統(tǒng)原理,金海溶blue1879（MSN）辦公室：JK329,第9章設(shè)備管理,輸入/輸出設(shè)備輸入/輸出功能的組織操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題輸入/輸出緩沖磁盤調(diào)度RAID磁盤高速緩沖,第9章設(shè)備管理,各種設(shè)備及其應(yīng)用程序如此眾多，所以很難開發(fā)一種通用的、一致的輸入/輸出解決方案對(duì)于輸入/輸出，最關(guān)鍵的問(wèn)題是性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理器的速度在不斷提高，如果一個(gè)處理器仍然不夠快，SMP可以提供多個(gè)處理器來(lái)加快處理速度內(nèi)部存儲(chǔ)器訪問(wèn)速度盡管沒(méi)有處理器速度提高得快，但它也在不斷提高，而且，通過(guò)聰明地使用一級(jí)、兩級(jí)甚至更多級(jí)內(nèi)部cache，主存訪問(wèn)時(shí)間應(yīng)該可以跟上處理器的速度但輸入/輸出仍然面臨著重要的性能挑戰(zhàn)，特別

2、是磁盤存儲(chǔ),第9章設(shè)備管理,磁盤輸入/輸出，介紹多磁盤請(qǐng)求的調(diào)度方法，通過(guò)利用磁盤訪問(wèn)的物理特性來(lái)提高響應(yīng)時(shí)間。這是用戶所能覺(jué)察到的一個(gè)關(guān)鍵性能因素使用磁盤陣列來(lái)提高性能和可靠性磁盤cache,輸入/輸出設(shè)備,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入/輸出外部設(shè)備大體可分為：I/O類外設(shè)：適合與計(jì)算機(jī)用戶通信，例如打印機(jī)、終端(顯示器和鍵盤、鼠標(biāo)等)，傳感器等存儲(chǔ)類型的設(shè)備：應(yīng)用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，如磁盤設(shè)備，磁帶，光盤等網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備：適合與遠(yuǎn)程設(shè)備通信，例如調(diào)制解調(diào)器，各種網(wǎng)絡(luò)接口等,輸入/輸出設(shè)備,各類輸入/輸出外部設(shè)備之間有很大差別，主要包括數(shù)據(jù)率：數(shù)據(jù)傳送速率可能會(huì)相差幾個(gè)數(shù)量級(jí),1011021031041051

3、06107108109,典型的輸入/輸出設(shè)備數(shù)據(jù)率,6.1輸入/輸出設(shè)備,各類輸入/輸出外部設(shè)備之間有很大差別，主要包括數(shù)據(jù)率：數(shù)據(jù)傳送速率可能會(huì)相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)應(yīng)用程序：設(shè)備的用途對(duì)軟件、操作系統(tǒng)策略以及支持實(shí)用程序都有影響。例如，用于文件操作的磁盤需要文件管理軟件的支持等；不同使用情況隱含著不同的特權(quán)，從而可能有不同的優(yōu)先級(jí)控制的復(fù)雜度：相對(duì)而言，打印機(jī)接口比較簡(jiǎn)單，而磁盤接口要復(fù)雜得多。這些差別影響到控制該設(shè)備的I/O模塊的復(fù)雜度,輸入/輸出設(shè)備,傳送單位：數(shù)據(jù)可以按照字節(jié)流或者字符流的形式傳送(例如終端I/O)，也可以按大塊傳送(如磁盤I/O)數(shù)據(jù)表示：不同的設(shè)備使用不同的數(shù)據(jù)編碼方案錯(cuò)

4、誤條件：錯(cuò)誤、報(bào)告錯(cuò)誤方式、錯(cuò)誤后果以及可以得到的響應(yīng)范圍隨設(shè)備的不同而不同,操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題,設(shè)計(jì)I/O功能時(shí)，最重要的目標(biāo)是：效率和通用性I/O設(shè)計(jì)的一個(gè)主要任務(wù)就是提高I/O的效率，最關(guān)注的是磁盤I/O與主存和處理器相比，大多數(shù)I/O設(shè)備都非常慢，I/O操作往往構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的瓶頸，因此效率非常重要。解決這個(gè)問(wèn)題的方法之一是多道程序。多道程序允許一些進(jìn)程在等待I/O操作時(shí)另一些進(jìn)程正在執(zhí)行。但是，即使有巨大的主存，仍然常常出現(xiàn)I/O跟不上處理器活動(dòng)的情況等,操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題,操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要目標(biāo)是通用性為了簡(jiǎn)單和避免錯(cuò)誤，往往希望能用一種統(tǒng)一的方式處理所有的設(shè)備。這不僅是從處理器

5、的角度看I/O設(shè)備時(shí)所需要的，也是操作系統(tǒng)管理I/O設(shè)備和I/O操作所需要的由于設(shè)備之間的差異，實(shí)際中很難真正實(shí)現(xiàn)通用性。所能做的是用一種層次化的、模塊化的方法設(shè)計(jì)I/O功能。這種方法在低層例程中隱藏了大部分設(shè)備I/O的細(xì)節(jié)，使得用戶進(jìn)程和操作系統(tǒng)高層可以通過(guò)一些通用的功能，如讀、寫、打開、鎖定、解鎖等來(lái)查看I/O設(shè)備,操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題,設(shè)備管理的功能和任務(wù)：設(shè)備分配：設(shè)備處理:設(shè)備與cpu之間的通信與并行處理緩沖管理：設(shè)備獨(dú)立性：也叫設(shè)備無(wú)關(guān)性。指用戶程序獨(dú)立于物理設(shè)備,輸入/輸出緩沖,在各種緩沖方法中，有時(shí)需要區(qū)別兩類I/O設(shè)備：面向塊的I/O設(shè)備在塊中保存信息，塊的大小通常是固定的，并且

6、一次只傳送一塊。通常，可以通過(guò)塊號(hào)訪問(wèn)數(shù)據(jù)。磁盤和磁帶都是面向塊的設(shè)備面向流的I/O設(shè)備面向流的設(shè)備傳送字節(jié)流數(shù)據(jù)，沒(méi)有使用塊結(jié)構(gòu)。終端、打印機(jī)、通信端口、鼠標(biāo)和其他指示設(shè)備以及大多數(shù)不是輔存的其他設(shè)備，都是面向流的,操作系統(tǒng)提供的最簡(jiǎn)單的類型是單緩沖區(qū)當(dāng)一個(gè)用戶進(jìn)程發(fā)出I/O請(qǐng)求時(shí)，操作系統(tǒng)給該操作分配一個(gè)主存空間稱為緩沖區(qū)。輸入傳送進(jìn)入系統(tǒng)緩沖區(qū)。當(dāng)傳送完成時(shí)，進(jìn)程把該塊移到用戶空間，并立即請(qǐng)求另一塊。這稱作預(yù)讀。這樣做是希望最終會(huì)需要這個(gè)塊相對(duì)于沒(méi)有系統(tǒng)緩沖的情況，此方法通常會(huì)提高速度。用戶進(jìn)程可以在下一塊數(shù)據(jù)正在讀入時(shí)，處理這一塊數(shù)據(jù)。由于輸入發(fā)生在系統(tǒng)存儲(chǔ)空間中而不是用戶進(jìn)程存儲(chǔ)器中

7、，故而操作系統(tǒng)可以把該進(jìn)程換出。但這種技術(shù)增加了操作系統(tǒng)的邏輯復(fù)雜度,單緩沖區(qū),單緩沖區(qū)可以用于面向塊的輸出當(dāng)準(zhǔn)備把數(shù)據(jù)發(fā)送到一臺(tái)設(shè)備時(shí)，首先把它們從用戶空間復(fù)制到系統(tǒng)緩沖區(qū)，最終是從系統(tǒng)緩沖區(qū)中被寫出的。發(fā)請(qǐng)求的進(jìn)程現(xiàn)在可以自由地繼續(xù)進(jìn)行，或者在必要時(shí)換出對(duì)于面向流的I/O，在每次傳送一行的方式下，或者每次傳送一個(gè)字節(jié)的方式下可以使用單緩沖方案每次傳送一行適合于上卷式終端。對(duì)于這類終端，用戶每次輸入一行，用回車表示到達(dá)行尾，并且輸出到終端時(shí)也是類似的每次輸出一行。行式打印機(jī)是這類設(shè)備的一個(gè)例子,單緩沖區(qū),雙緩沖,可以通過(guò)給操作系統(tǒng)指定兩個(gè)系統(tǒng)緩沖區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單緩沖方案進(jìn)行改進(jìn)當(dāng)一個(gè)進(jìn)程往這一個(gè)

8、緩沖區(qū)中傳送數(shù)據(jù)(從這個(gè)緩沖區(qū)中取數(shù)據(jù))時(shí)，操作系統(tǒng)正在清空(填充)另一個(gè)緩沖區(qū)，這種技術(shù)稱作雙緩沖或緩沖交換,循環(huán)緩沖,雙緩沖方案可以平滑I/O設(shè)備和進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)流如果某個(gè)特定進(jìn)程的性能是關(guān)注的焦點(diǎn)，常常會(huì)希望相關(guān)I/O操作能夠跟得上這個(gè)進(jìn)程。如果這個(gè)進(jìn)程突然快速執(zhí)行了大量的I/O，僅有雙緩沖就不夠了，在這種情況下，通常使用多于兩個(gè)的緩沖區(qū)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題當(dāng)使用兩個(gè)以上的緩沖區(qū)時(shí)，這組緩沖區(qū)被稱作循環(huán)緩沖區(qū)，其中的每一個(gè)緩沖區(qū)是這個(gè)循環(huán)緩沖區(qū)的一個(gè)單元,緩沖的作用,緩沖是用來(lái)平滑I/O請(qǐng)求的峰值的一種技術(shù)，但是當(dāng)進(jìn)程的平均請(qǐng)求大于I/O設(shè)備的服務(wù)能力時(shí)，緩沖再多也不能讓I/O設(shè)備與這個(gè)進(jìn)程一

9、直并駕齊驅(qū)即使有多個(gè)緩沖區(qū)，所有的緩沖區(qū)終將被填滿，進(jìn)程在處理完每塊數(shù)據(jù)后不得不等待。但是，在多道程序環(huán)境中，當(dāng)存在多種I/O活動(dòng)和多種進(jìn)程活動(dòng)時(shí)，緩沖是提高操作系統(tǒng)效率和單個(gè)進(jìn)程性能的一種工具,磁盤調(diào)度,處理器速度和主存速度的提高遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了磁盤訪問(wèn)速度的提高，并且可以預(yù)見(jiàn)將來(lái)這個(gè)差距還會(huì)繼續(xù)增大。因此，磁盤存儲(chǔ)子系統(tǒng)的性能是至關(guān)重要的磁盤系統(tǒng)的性能與文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題緊密相關(guān),盤面,盤片,磁頭臂運(yùn)動(dòng)方向,讀/寫磁頭(每個(gè)盤面一個(gè)),磁盤驅(qū)動(dòng)器的組成,磁盤性能參數(shù),磁盤I/O的實(shí)際操作細(xì)節(jié)取決于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)以及I/O通道和磁盤控制硬件的特性,磁盤性能參數(shù),磁盤驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，磁盤以一種穩(wěn)

10、定的速度旋轉(zhuǎn)。為了讀或?qū)懀蓬^必須定位于期望的磁道和該磁道中期望的扇區(qū)的開始處,磁盤性能參數(shù),磁道選擇包括在活動(dòng)頭系統(tǒng)中移動(dòng)磁頭或者在固定頭系統(tǒng)中電子選擇一個(gè)磁頭在活動(dòng)頭系統(tǒng)中，磁頭定位磁道所需的時(shí)間稱作尋道時(shí)間一旦選擇好磁道，磁盤控制器就開始等待，直到適當(dāng)?shù)纳葏^(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭處。扇區(qū)到達(dá)磁頭的時(shí)間稱作旋轉(zhuǎn)延遲尋道時(shí)間和旋轉(zhuǎn)延遲的總和為存取時(shí)間，這是達(dá)到讀或?qū)懳恢盟枰臅r(shí)間一旦磁頭定位，并且扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下，就開始執(zhí)行該操作或?qū)懖僮鳎@是整個(gè)操作的數(shù)據(jù)傳送部分此外，一次磁盤I/O操作通常還有許多排隊(duì)延遲，如等待該設(shè)備可用，等待通道可用等,磁盤調(diào)度策略,考慮在多道程序環(huán)境中的一種典型情況，操作系統(tǒng)

11、為每個(gè)I/O設(shè)備維護(hù)一條請(qǐng)求隊(duì)列。因此對(duì)一個(gè)磁盤，隊(duì)列中可能有來(lái)自多個(gè)進(jìn)程的許多I/O請(qǐng)求(寫和讀)如果按隨機(jī)順序從隊(duì)列中選擇項(xiàng)目，那么磁道完全是被隨機(jī)訪問(wèn)的，這種情況下的性能最差最簡(jiǎn)單的調(diào)度是先進(jìn)先出(FIFO)，這意味著按順序處理隊(duì)列中的項(xiàng)目。這個(gè)策略具有公平性，每個(gè)請(qǐng)求都會(huì)按照接收到的順序得到處理,磁盤調(diào)度策略,對(duì)于FIFO，如果有多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)一個(gè)磁盤，這種技術(shù)在性能上往往接近于隨機(jī)調(diào)度。因此，需要考慮一些更復(fù)雜的調(diào)度策略,磁盤調(diào)度策略,優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)方法不會(huì)優(yōu)化磁盤的使用率，但可以滿足操作系統(tǒng)的其他目標(biāo)通常比較短的批作業(yè)和交互作業(yè)比需要較長(zhǎng)計(jì)算時(shí)間的長(zhǎng)作業(yè)的優(yōu)先級(jí)高。這就使得大量的短作業(yè)

12、能夠迅速地通過(guò)系統(tǒng)，從而可以提供比較好的交互響應(yīng)時(shí)間。但是，長(zhǎng)作業(yè)可能不得不等待過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間,磁盤調(diào)度策略,后進(jìn)先出(LIFO)取最近請(qǐng)求的策略有許多優(yōu)點(diǎn)。在事務(wù)處理系統(tǒng)中，把設(shè)備給最近的用戶會(huì)導(dǎo)致磁頭臂在一個(gè)順序文件中移動(dòng)時(shí)移動(dòng)得很少，甚至不移動(dòng)。利用這種局部性可以提高吞吐量，減小隊(duì)列長(zhǎng)度只要一個(gè)作業(yè)積極地使用文件系統(tǒng)，它就可以盡可能快地得到處理但如果由于工作量大而使磁盤保持忙狀態(tài)，就有可能出現(xiàn)餓死的情況。當(dāng)一個(gè)作業(yè)已經(jīng)往隊(duì)列中送入一個(gè)加請(qǐng)求，并且錯(cuò)過(guò)了磁頭位置時(shí)，該作業(yè)就可能永遠(yuǎn)得不到磁頭，除非它前面的隊(duì)列變?yōu)榭?磁盤調(diào)度策略,最短服務(wù)時(shí)間優(yōu)先SSTF策略選擇使磁頭臂從當(dāng)前位置開始移動(dòng)最少的

13、磁盤I/O請(qǐng)求。因此，SSTF策略總是選擇導(dǎo)致最小尋道時(shí)間的請(qǐng)求。當(dāng)然，總是選擇最小尋道時(shí)間并不能保證平均尋道時(shí)間最小，但是，它能提供比FIFO更好的性能。由于磁頭臂可以向兩個(gè)方向移動(dòng)，因此可以使用一種隨機(jī)選擇算法解決距離相等的情況,磁盤調(diào)度策略,SCAN算法(電梯調(diào)度算法）SCAN要求磁頭臂僅僅沿一個(gè)方向移動(dòng)，并在途中滿足所有未完成的請(qǐng)求，直到它到達(dá)這個(gè)方向上的最后一個(gè)磁道為止。然后倒轉(zhuǎn)服務(wù)方向，沿相反方向掃描，同樣按順序完成所有請(qǐng)求,磁盤調(diào)度策略,C-SCAN算法C-SCAN要求磁頭臂從0磁道向里移動(dòng)，并在途中滿足所有未完成的請(qǐng)求，直到它到達(dá)這個(gè)方向上的最后一個(gè)磁道，在返回時(shí)，直接快速的移

14、至起始端，而不響應(yīng)任何服務(wù)請(qǐng)求，接著再進(jìn)行下一次的掃描,磁盤調(diào)度策略,其他算法LOOKC-LOOK,磁盤調(diào)度策略,磁盤共400磁道，若磁頭的當(dāng)前位置為100，磁頭正向磁道號(hào)增加方向移動(dòng)，現(xiàn)有一磁盤讀寫請(qǐng)求隊(duì)列，23，376，205，132，19，61，190，398，29，4，18，40，若分別采用FCFS、SSTF、SCAN，C-SCAN調(diào)度算法，求訪問(wèn)順序和磁頭移動(dòng)道數(shù)。,解,FCFS:23，376，205，132，19，61，190，398，29，4，18，40磁頭移動(dòng)道數(shù)（100-23）+（376-23）+（376-205）+（205-132）+（132-19）+（61-19）+（19

15、0-61）+（398-190）+（398-29）+(29-4)+（18-4）+（40-18）1596,磁盤調(diào)度策略,SCAN偏愛(ài)那些請(qǐng)求接近最靠里或最靠外的磁道的作業(yè)，并且偏愛(ài)最近的作業(yè)C-SCAN當(dāng)沿某個(gè)方向訪問(wèn)到最后一個(gè)磁道時(shí)，磁頭臂返回到磁盤的另一端，并再次開始掃描N-step-SCAN把磁盤請(qǐng)求隊(duì)列分成長(zhǎng)度為N的子隊(duì)列，每一次用SCAN處理一個(gè)子隊(duì)列。此時(shí)，新請(qǐng)求必須添加到其他某個(gè)隊(duì)列中FSCAN使用兩個(gè)子隊(duì)列。掃描開始時(shí)，所有請(qǐng)求都在一個(gè)隊(duì)列中，而另一個(gè)隊(duì)列為空。在掃描過(guò)程中，所有新請(qǐng)求都被放入另一個(gè)隊(duì)列中。因此，對(duì)新請(qǐng)求的服務(wù)延遲到處理完所有老請(qǐng)求以后,RAID,設(shè)想：如果使用一個(gè)

16、組件對(duì)性能只能提高這么多，那么可以通過(guò)使用多個(gè)并行的組件來(lái)獲得額外的性能提高在磁盤存儲(chǔ)器的情況下，就產(chǎn)生了獨(dú)立、并行運(yùn)行的磁盤陣列通過(guò)多個(gè)磁盤，多個(gè)獨(dú)立的I/O請(qǐng)求可以并行地進(jìn)行處理,只要它們所需要的數(shù)據(jù)駐留在不同的磁盤中此外，如果要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊分布在多個(gè)磁盤上，I/O請(qǐng)求也可以并行地執(zhí)行,RAID,RAID，獨(dú)立磁盤冗余陣列，是關(guān)于多磁盤數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方案RAID方案包括從0到6的7層，層不僅僅是層次關(guān)系,還表明了不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)提高磁盤訪問(wèn)的速度增強(qiáng)磁盤的可靠性,RAID,RAID設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有三個(gè)共同的特性：RAID是一組物理磁盤驅(qū)動(dòng)器，操作系統(tǒng)把它看作是一個(gè)單個(gè)的邏輯驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)分布在物

17、理驅(qū)動(dòng)器陣列中使用冗余的磁盤容量保存奇偶檢驗(yàn)信息，從而保證當(dāng)一個(gè)磁盤失敗時(shí)，數(shù)據(jù)具有可恢復(fù)性不同的RAID級(jí)中，第二和第三個(gè)特性的細(xì)節(jié)不同；RAID0不支持第三個(gè)特性,RAID,RAID策略是用多個(gè)小容量驅(qū)動(dòng)器代替大容量磁盤驅(qū)動(dòng)器，并且以這樣的一種方式分布數(shù)據(jù)，使得能同時(shí)從多個(gè)驅(qū)動(dòng)器訪問(wèn)數(shù)據(jù)，因而提高了I/O的性能，并使得能夠很容易地增加容量RAID特有的貢獻(xiàn)是有效地解決了對(duì)冗余的要求盡管RAID允許多個(gè)磁頭和動(dòng)臂機(jī)構(gòu)同時(shí)操作，以達(dá)到更高的I/O速度和數(shù)據(jù)傳送率，但使用多個(gè)設(shè)備增加了失敗的可能性為補(bǔ)償可靠性的降低，RAID通過(guò)存儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)信息使得能夠從一個(gè)磁盤的失敗中恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù),RAID0

18、,RAID0并不是RAID家庭中的真正成員，因?yàn)樗鼪](méi)有用冗余數(shù)據(jù)來(lái)提高性能對(duì)于RAID0，用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)分布在陣列的所有磁盤中，這比使用單個(gè)大磁盤有顯著的優(yōu)勢(shì)：當(dāng)兩個(gè)不同的I/O請(qǐng)求為兩塊不同的數(shù)據(jù)掛起時(shí)，很有可能被請(qǐng)求的塊在不同的磁盤上，因此這兩個(gè)請(qǐng)求可以并行發(fā)出，從而減少了I/O排隊(duì)等待的時(shí)間,A,B,C,RAID0無(wú)冗余,A,B,C,RAID1備份存儲(chǔ),A,B,C,A,B,C,RAID2存儲(chǔ)類型錯(cuò)誤校驗(yàn)碼,D,p,p,p,A,B,C,RAID3bit_interleaved奇偶校驗(yàn),p,A,B,C,RAID4block_interleaved奇偶校驗(yàn),p,p,p,p,p,RAID5分

19、布式校驗(yàn),p,p,p,p,p,p,p,p,p,p,RAID6P+Q冗余,RAID1,RAID1與RAID2到RAID6在實(shí)現(xiàn)冗余的方法上有所不同RAID1通過(guò)臨時(shí)復(fù)制所有數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余RAID2到RAID6是使用某種形式的奇偶計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余RAID1的組織有許多比較好的特征：讀請(qǐng)求可以由包含被請(qǐng)求數(shù)據(jù)的任何一個(gè)磁盤提供服務(wù)寫請(qǐng)求需要對(duì)兩個(gè)相應(yīng)的部分都進(jìn)行更新，但可以并行從失敗中恢復(fù)很簡(jiǎn)單,A,B,C,RAID0無(wú)冗余,A,B,C,RAID1備份存儲(chǔ),A,B,C,A,B,C,RAID2存儲(chǔ)類型錯(cuò)誤校驗(yàn)碼,D,p,p,p,A,B,C,RAID3bit_interleaved奇偶校驗(yàn),p,A,B,C

20、,RAID4block_interleaved奇偶校驗(yàn),p,p,p,p,p,RAID5分布式校驗(yàn),p,p,p,p,p,p,p,p,p,p,RAID6P+Q冗余,RAID1,RAID1的主要缺點(diǎn)是成本問(wèn)題，因此，RAID1通常限制用于保存系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)以及其他極其重要的文件的驅(qū)動(dòng)器在事務(wù)處理環(huán)境中，如果有許多讀請(qǐng)求，則RAID可以實(shí)現(xiàn)高I/O請(qǐng)求速度。在這種情況下，RAID1的性能可以接近RAID0的兩倍。但寫請(qǐng)求RAID1沒(méi)有明顯的性能優(yōu)勢(shì),RAID2,RAID2：將數(shù)據(jù)條塊化地分布于不同的硬盤上，條塊單位為位或字節(jié)，并使用稱為“加重平均糾錯(cuò)碼（海明碼）”的編碼技術(shù)來(lái)提供錯(cuò)誤檢查及恢復(fù)。這種編

21、碼技術(shù)需要多個(gè)磁盤存放檢查及恢復(fù)信息，使得RAID2技術(shù)實(shí)施更復(fù)雜，因此在商業(yè)環(huán)境中很少使用。,A,B,C,RAID0無(wú)冗余,A,B,C,RAID1備份存儲(chǔ),A,B,C,A,B,C,RAID2存儲(chǔ)類型錯(cuò)誤校驗(yàn)碼,D,p,p,p,A,B,C,RAID3bit_interleaved奇偶校驗(yàn),p,A,B,C,RAID4block_interleaved奇偶校驗(yàn),p,p,p,p,p,RAID5分布式校驗(yàn),p,p,p,p,p,p,p,p,p,p,RAID6P+Q冗余,RAID3,RAID3：它同RAID2非常類似，都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上，區(qū)別在于RAID3使用簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)，并用單塊磁盤存

22、放奇偶校驗(yàn)信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)；如果奇偶校驗(yàn)盤失效則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID3對(duì)于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對(duì)于隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，奇偶盤會(huì)成為寫操作的瓶頸。,A,B,C,RAID0無(wú)冗余,A,B,C,RAID1備份存儲(chǔ),A,B,C,A,B,C,RAID2存儲(chǔ)類型錯(cuò)誤校驗(yàn)碼,D,p,p,p,A,B,C,RAID3bit_interleaved奇偶校驗(yàn),p,A,B,C,RAID4block_interleaved奇偶校驗(yàn),p,p,p,p,p,RAID5分布式校驗(yàn),p,p,p,p,p,p,p,p,p,p,RAID6P+Q冗余,RAID4,RAID4：RAI

23、D4同樣也將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤上，但條塊單位為塊或記錄。RAID4使用一塊磁盤作為奇偶校驗(yàn)盤，每次寫操作都需要訪問(wèn)奇偶盤，這時(shí)奇偶校驗(yàn)盤會(huì)成為寫操作的瓶頸，因此RAID4在商業(yè)環(huán)境中也很少使用。,A,B,C,RAID0無(wú)冗余,A,B,C,RAID1備份存儲(chǔ),A,B,C,A,B,C,RAID2存儲(chǔ)類型錯(cuò)誤校驗(yàn)碼,D,p,p,p,A,B,C,RAID3bit_interleaved奇偶校驗(yàn),p,A,B,C,RAID4block_interleaved奇偶校驗(yàn),p,p,p,p,p,RAID5分布式校驗(yàn),p,p,p,p,p,p,p,p,p,p,RAID6P+Q冗余,RAID5,RAID5：不

24、單獨(dú)指定的奇偶盤，而是在所有磁盤上交叉地存取數(shù)據(jù)及奇偶校驗(yàn)信息。在RAID5上，讀/寫指針可同時(shí)對(duì)陣列設(shè)備進(jìn)行操作，提供了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID5更適合于小數(shù)據(jù)塊和隨機(jī)讀寫的數(shù)據(jù)。RAID3與RAID5相比，最主要的區(qū)別在于RAID3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸就需涉及到所有的陣列盤；而對(duì)于RAID5來(lái)說(shuō)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對(duì)一塊磁盤操作，并可進(jìn)行并行操作。在RAID5中有“寫損失”，即每一次寫操作將產(chǎn)生四個(gè)實(shí)際的讀/寫操作，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。,A,B,C,RAID0無(wú)冗余,A,B,C,RAID1備份存儲(chǔ),A,B,C,A,B,C,RAID2存儲(chǔ)類型錯(cuò)誤校驗(yàn)碼,D,p

25、,p,p,A,B,C,RAID3bit_interleaved奇偶校驗(yàn),p,A,B,C,RAID4block_interleaved奇偶校驗(yàn),p,p,p,p,p,RAID5分布式校驗(yàn),p,p,p,p,p,p,p,p,p,p,RAID6P+Q冗余,RAID6,RAID6：與RAID5相比，RAID6增加了第二個(gè)獨(dú)立的奇偶校驗(yàn)信息塊。兩個(gè)獨(dú)立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時(shí)失效也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的使用。但RAID6需要分配給奇偶校驗(yàn)信息更大的磁盤空間，相對(duì)于RAID5有更大的“寫損失”，因此“寫性能”非常差。較差的性能和復(fù)雜的實(shí)施方式使得RAID6很少得到實(shí)際應(yīng)用。,A,

26、B,C,RAID0無(wú)冗余,A,B,C,RAID1備份存儲(chǔ),A,B,C,A,B,C,RAID2存儲(chǔ)類型錯(cuò)誤校驗(yàn)碼,D,p,p,p,A,B,C,RAID3bit_interleaved奇偶校驗(yàn),p,A,B,C,RAID4block_interleaved奇偶校驗(yàn),p,p,p,p,p,RAID5分布式校驗(yàn),p,p,p,p,p,p,p,p,p,p,RAID6P+Q冗余,RAID7,RAID7：這是一種新的RAID標(biāo)準(zhǔn)，其自身帶有智能化實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和用于存儲(chǔ)管理的軟件工具，可完全獨(dú)立于主機(jī)運(yùn)行，不占用主機(jī)CPU資源。RAID7可以看作是一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)（StorageComputer），它與其他RAID標(biāo)

27、準(zhǔn)有明顯區(qū)別。,A,B,C,RAID0無(wú)冗余,A,B,C,RAID1備份存儲(chǔ),A,B,C,A,B,C,RAID2存儲(chǔ)類型錯(cuò)誤校驗(yàn)碼,D,p,p,p,A,B,C,RAID3bit_interleaved奇偶校驗(yàn),p,A,B,C,RAID4block_interleaved奇偶校驗(yàn),p,p,p,p,p,RAID5分布式校驗(yàn),p,p,p,p,p,p,p,p,p,p,RAID6P+Q冗余,軟件RAID,Windows2000支持兩類RAID配置硬件RAID：獨(dú)立物理磁盤通過(guò)磁盤控制器或磁盤存儲(chǔ)機(jī)殼金屬零件，組合成一個(gè)或多個(gè)邏輯磁盤軟件RAID：不連續(xù)的磁盤空間通過(guò)容錯(cuò)軟件磁盤驅(qū)動(dòng)程序FTDISK，組合成一個(gè)或多個(gè)邏輯分區(qū)