正式班D5
2020.10.10星期六 正式班D5
一、上節課複習
1、硬碟分類
1、機械磁碟
io時間=平均尋道時間+平均延遲時間
buffer：寫緩衝區
cache：都快取
2、固態硬碟
2、內核態和用戶態
內核態：作業系統正在控制硬體
用戶態：正在運行應用程式
二、今日內容
1、硬碟介面
-
IDE並口
並口IDE，即早期的PATA介面。
在傳輸數據和訊號時匯流排是復用的，傳輸速率會受到一定限制。
如果提高傳輸速率，傳輸的數據和訊號會產生干擾導致錯誤。
-
SCSI
SCSI主要用於伺服器，廣泛用於小型機的高速數據傳輸技術。
-
SATA串口
串列ATA介面，是將主機匯流排適配器連接到大容量存儲設備（如硬碟驅動器、光碟機、固態驅動器）的電腦匯流排介面。串列ATA匯流排使用嵌入式時鐘訊號，具備更強的糾錯能力，還具有結構簡單、支援熱插拔的優點，目前是桌面硬碟的主力介面。
-
SAS（SATA+SCSI）
SAS即串列連接SCSI，與SATA硬碟都採用串列技術以獲得蘅皋的傳輸速度，並通過縮短連接改善內部空間。此介面改善了存儲系統的效能、可用性和擴充性，並且提供與SATA硬碟的兼容性。
-
光纖通道
光纖通道主要用於高端伺服器場景，價格昂貴。最初是專門為網路系統設計的，隨著存儲系統速度的需求才逐漸應用到硬碟系統中。
SSD+SAS===》土豪
SSD+SATA==》對速度要求較高的常規組合
HDD+SAS==》對速度沒要求的常規組合
HDD+SATA=》企業內部使用，對速度要求較低
-
高並發場景下：冷熱數據區分對待
-
熱數據：用戶經常訪問的數據
冷數據：不經常被用戶訪問
-
熱點數據：SSD+SAS或SSD+SATA(最好SSD+SAS)
冷數據：HDD+SAS，資金不夠HDD+SATA
-
2、RAID
陣列卡（RAID卡）的好處：
-
把所有硬碟容量加在一起
-
可以讓數據更安全
-
可以獲得更高的性能
（1）RAID0
（2）RAID1
（3）RAID5
（4）RAID10
（5）RAID01
在盤數相同情況下各種RAID對比：
冗餘好到壞：RAID1>RAID10>RAID5>RAID0
讀寫性能好到壞：RAID0>RAID10>RAID5>RAID1
成本高到低：RAID10>RAID1>RAID5>RAID0
適用於互聯網公司的RAID級別使用：
- 單台伺服器，很重要，盤不多，系統盤===》RAID1
- 資料庫/存儲伺服器，主庫–>RAID10，從庫–>RAID5/RAID0（為了維護成本用RAID10）
- web伺服器，如果沒有太多數據的話===》RAID5/RAID0（單盤）
- 有多台監控/應用伺服器===》RAID0/RAID5
3、電腦體系三層結構優化
1、三層結構：應用程式、作業系統、電腦硬體
2、運維職責：①7* 24 *365持續提供服務，不宕機（做好監控）②備份③優化
3、優化思路：盡量讓用戶從記憶體中讀數據而不是硬碟，優化核心是磁碟和記憶體的使用比例優化
4、優化方案：①硬體優化==》快取、集群②作業系統內核優化③應用程式優化④網路優化
4、作業系統發展史
批處理系統–>分時作業系統–>unix–>Linux
多道技術==》（進程、執行緒）並發
作業系統的核心==》進程（一個程式的運行過程，指作業系統控制硬體來運行程式的過程）
1、第一代電腦（1940~1955）：真空管和穿孔卡片
2、第二代電腦（1955~1965）：電晶體和批處理系統
一次只把一個/道程式讀入記憶體，運行完畢後再執行下一個程式，沒有並發，稱之為串列。
優點：充分利用了電腦資源
缺點：①整個過程需要人參與
②讓程式設計師明顯感覺到等待
③程式的運行是串列
3、第三代電腦（1965~1980）：積體電路晶片和多道程式設計
串列：多個任務是一個運行完後再運行下一個
並發：多個任務看起來是同時運行的
多道技術：多道技術中的多道指的是多個程式，多道技術的實現是為了解決多個程式競爭或者說共享同一個資源（比如cpu）的有序調度問題，解決方式即多路復用，多路復用分為時間上的復用和空間上的復用。
1、空間上的復用：將記憶體分為幾部分，每個部分放入一個程式，這樣，同一時間記憶體中就有了多道程式。
2、時間上的復用：當一個程式在等待I/O時，另一個程式可以使用cpu，如果記憶體中可以同時存放足夠多的程式，則cpu的利用率可以接近100%，類似於我們小學數學所學的統籌方法。
多個進程的記憶體空間是相互隔離的，且是物理隔離。否則會喪失安全性和穩定性。
兼容分時系統CTSS：多用戶多任務。應用多道技術來實現多個任務的並發運行。
Ken Thompson開發了一個簡易的，單用戶版本的MULTICS（分時作業系統），也就是後來的UNIX系統。
