2020.10.10星期六  正式班D5

一、上节课复习

1、硬盘分类

​ 1、机械磁盘

​ io时间=平均寻道时间+平均延迟时间

​ buffer:写缓冲区

​ cache:都缓存

​ 2、固态硬盘

2、内核态和用户态

​ 内核态:操作系统正在控制硬件

​ 用户态:正在运行应用程序

二、今日内容

1、硬盘接口

  1. IDE并口

    并口IDE,即早期的PATA接口。

    在传输数据和信号时总线是复用的,传输速率会受到一定限制。

    如果提高传输速率,传输的数据和信号会产生干扰导致错误。

  2. SCSI

    SCSI主要用于服务器,广泛用于小型机的高速数据传输技术。

  3. SATA串口

    串行ATA接口,是将主机总线适配器连接到大容量存储设备(如硬盘驱动器、光驱、固态驱动器)的计算机总线接口。串行ATA总线使用嵌入式时钟信号,具备更强的纠错能力,还具有结构简单、支持热插拔的优点,目前是桌面硬盘的主力接口。

  4. SAS(SATA+SCSI)

    SAS即串行连接SCSI,与SATA硬盘都采用串行技术以获得蘅皋的传输速度,并通过缩短连接改善内部空间。此接口改善了存储系统的效能、可用性和扩充性,并且提供与SATA硬盘的兼容性。

  5. 光纤通道

    光纤通道主要用于高端服务器场景,价格昂贵。最初是专门为网络系统设计的,随着存储系统速度的需求才逐渐应用到硬盘系统中。

SSD+SAS===》土豪
SSD+SATA==》对速度要求较高的常规组合
HDD+SAS==》对速度没要求的常规组合
HDD+SATA=》企业内部使用,对速度要求较低
  1. 高并发场景下:冷热数据区分对待
    1. 热数据:用户经常访问的数据
      冷数据:不经常被用户访问
    2. 热点数据:SSD+SAS或SSD+SATA(最好SSD+SAS)
      冷数据:HDD+SAS,资金不够HDD+SATA

2、RAID

阵列卡(RAID卡)的好处:
  1. 把所有硬盘容量加在一起
  2. 可以让数据更安全
  3. 可以获得更高的性能

(1)RAID0

(2)RAID1

(3)RAID5

(4)RAID10

(5)RAID01

在盘数相同情况下各种RAID对比:
冗余好到坏:RAID1>RAID10>RAID5>RAID0
读写性能好到坏:RAID0>RAID10>RAID5>RAID1
成本高到低:RAID10>RAID1>RAID5>RAID0

适用于互联网公司的RAID级别使用:

  1. 单台服务器,很重要,盘不多,系统盘===》RAID1
  2. 数据库/存储服务器,主库-->RAID10,从库-->RAID5/RAID0(为了维护成本用RAID10)
  3. web服务器,如果没有太多数据的话===》RAID5/RAID0(单盘)
  4. 有多台监控/应用服务器===》RAID0/RAID5

3、计算机体系三层结构优化

1、三层结构:应用程序、操作系统、计算机硬件

2、运维职责:①7* 24 *365持续提供服务,不宕机(做好监控)②备份③优化

3、优化思路:尽量让用户从内存中读数据而不是硬盘,优化核心是磁盘和内存的使用比例优化

4、优化方案:①硬件优化==》缓存、集群②操作系统内核优化③应用程序优化④网络优化

4、操作系统发展史

批处理系统-->分时操作系统-->unix-->Linux
多道技术==》(进程、线程)并发
操作系统的核心==》进程(一个程序的运行过程,指操作系统控制硬件来运行程序的过程)

1、第一代计算机(1940~1955):真空管和穿孔卡片

2、第二代计算机(1955~1965):晶体管和批处理系统

​ 一次只把一个/道程序读入内存,运行完毕后再执行下一个程序,没有并发,称之为串行。

​ 优点:充分利用了计算机资源

​ 缺点:①整个过程需要人参与

​ ②让程序员明显感觉到等待

​ ③程序的运行是串行

3、第三代计算机(1965~1980):集成电路芯片和多道程序设计

串行:多个任务是一个运行完后再运行下一个
并发:多个任务看起来是同时运行的

多道技术:多道技术中的多道指的是多个程序,多道技术的实现是为了解决多个程序竞争或者说共享同一个资源(比如cpu)的有序调度问题,解决方式即多路复用,多路复用分为时间上的复用和空间上的复用。

1、空间上的复用:将内存分为几部分,每个部分放入一个程序,这样,同一时间内存中就有了多道程序。

2、时间上的复用:当一个程序在等待I/O时,另一个程序可以使用cpu,如果内存中可以同时存放足够多的程序,则cpu的利用率可以接近100%,类似于我们小学数学所学的统筹方法。

多个进程的内存空间是相互隔离的,且是物理隔离。否则会丧失安全性和稳定性。

兼容分时系统CTSS:多用户多任务。应用多道技术来实现多个任务的并发运行。

Ken Thompson开发了一个简易的,单用户版本的MULTICS(分时操作系统),也就是后来的UNIX系统。

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