1、第六章输入输出系统Computer Architecture1. 输入 /输出系统简称 I/O系统包括： I/O设备 (如键盘、磁盘、打印机 ) I/O设备与处理机的连接(1)数据如何传送 (并行或串行，传输速率 )(2)对外设如何控制 (如程序控制、 DMA、 I/O处理机 )6.1 I/O系统性能与 CPU性能Computer Architecture2. I/O系统的基本任务： 完成计算机与外界的信息交换 给计算机提供大容量的外部存储器3. 按照主要完成的工作进行分类：q 存储 I/O系统（本章内容） q 通信 I/O系统6.1 I/O系统性能与 CPU性能Computer Archit
2、ecture3. 几个与 I/O有关的问题(1) 对系统性能的影响CPU速度再提高，如果无相适应的 I/O系统的话，将无多大意义 。6.1 I/O系统性能与 CPU性能Computer Architecture例 6.1 假设一台计算机的 I/O处理占 10， 当其 CPU性能改进，而 I/O性能保持不变时，系统总体性能会出现什么变化？解： 假设原来的程序执行时间为 1个单位时间。如果CPU的性能提高 10倍，程序的计算（包含 I/O处理）时间为：(1 - 10%)/10 + 10% = 0.19 如果 CPU的性能提高 10倍 如果 CPU的性能提高 100倍6.1 I/O系统性能与 CPU
3、性能Computer Architecture即整机性能只能提高约 5倍，差不多有 50 的CPU性能浪费在 I/O上。如果 CPU性能提高 100倍，程序的计算时间为：(1 - 10%)/100 + 10% = 0. 109而整机性能只能提高约 10倍，表示有 90 的性能浪费在没有改进的 I/O上了。 6.1 I/O系统性能与 CPU性能Computer Architecture(2) 不同系统中 I/O的差异 不同类型系统 (微机、工作站、大型机、巨型机 )的 CPU速度差异正在缩小，差异更多来自于I/O系统。6.1 I/O系统性能与 CPU性能Computer Architecture
4、(3) 评价 I/O系统性能的参数主要有： 连接特性（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系统可以容纳的 I/O设备数） 响应时间和吞吐率等(4) 另一种衡量 I/O系统性能的方法：考虑 I/O操作对 CPU的打扰情况。即考查某个进程在执行时，由于其他进程的I/O操作，使得该进程的执行时间增加了多少。 6.1 I/O系统性能与 CPU性能Computer Architecture6.2 可靠性、可用性和可信性 反映存储外设可靠性能的参数l 可靠性（ Reliability）l 可用性（ Availability）l 可信性（ Dependability） 与可靠性相关的三个术语l 故障（ fault）l 错误（ error）l 失效（ failure） 可信性是存储的基础Computer Architecture6.2 可靠性、可用性和可信性1. 故障、错误和失效之间的关系(1) 一个故障可能会导致一个或者多个错误；(2) 错误通常具有以下特性 错误在潜在状态和有效状态间相互转换； 潜在的错误可能通过激活而有效； 有效错误的影响可以传递，引起新的错误。(3) 如果错误影响到部件正常的服务时，部件就发生了失效；(4) 系统中的所有部件的故障、错误和失效均存在这样的关系。
