I/O¶
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Performance Measurement¶
- bandwidth, 单位时间内支持多少次IO操作
Disk Storage¶
\(MTTF\)(mean time to failure):平均无故障时间
\(MTTR\)(mean time to repair):平均修复时间
availability: \(Availability = \frac{MTTF}{MTTF+MTTR}\)
Redundant Array of Independent Disks¶
- RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）是一种将多个物理磁盘组合成一个逻辑单元，以提高数据存储性能和/或提供数据冗余的技术。RAID 通过将数据分布在多个磁盘上来实现这些目标，从而提高了数据的可靠性和读取/写入速度
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RAID 0 (条带化)
特点：将数据分块并分布到多个磁盘上，提供高性能，但没有冗余。
优点：读写速度快。
缺点：任何一个磁盘故障都会导致数据丢失。
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RAID 1 (镜像)
特点：将数据完全复制到两个或多个磁盘上，提供高冗余。
优点：数据可靠性高，任何一个磁盘故障不会导致数据丢失。
缺点：存储效率低（需要两倍的存储空间）。
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RAID 3 (字节级奇偶校验)
特点：RAID 3 是一种使用字节级条带化和专用奇偶校验磁盘的 RAID 级别。它将数据按字节分割，并将每个字节分布到多个磁盘上，同时使用一个专用的磁盘来存储奇偶校验信息。
缺点：small write时，都需要修改parity盘，throughput较差
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RAID 5 (分布式奇偶校验)
特点：RAID 5 是一种使用块级条带化和分布式奇偶校验的 RAID 级别。它将数据和奇偶校验信息分布在所有磁盘上，而不是使用一个专用的奇偶校验磁盘。
Bus¶
同步：时钟信号
异步：handshake protocal
bus在连续传递block的时候，可以在transfer word时就read in，就可以省略后面的一些read in时间
处理device的两种方式¶
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memory-mapped I/O：在memory中规定好哪一块是属于哪个IO设备的，就可以用load和store指令
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special I/O instructions（RISC-V无）：x86里的
in和out -
外设里也有相应的寄存器，status registre, data register, command register
Communication with processor¶
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polling（轮询）：是一种与外设进行通信的方式，处理器通过不断检查外设的状态寄存器来确定外设是否需要服务。会waste很多processor time
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Interrupt：CPU能一边干其他事，一边响应IO的中断
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DMA：完全不经过CPU，就可以对memory进行读写
- 补如何计算disk的access time