正式班D5
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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
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高并发场景下：冷热数据区分对待
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热数据：用户经常访问的数据
冷数据：不经常被用户访问
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热点数据：SSD+SAS或SSD+SATA(最好SSD+SAS)
冷数据：HDD+SAS，资金不够HDD+SATA
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2、RAID
阵列卡（RAID卡）的好处：
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把所有硬盘容量加在一起
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可以让数据更安全
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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：
- 单台服务器，很重要，盘不多，系统盘===》RAID1
- 数据库/存储服务器，主库–>RAID10，从库–>RAID5/RAID0（为了维护成本用RAID10）
- web服务器，如果没有太多数据的话===》RAID5/RAID0（单盘）
- 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。
