計算機硬盤接口及操作系統

一.硬盤的接口

1.接口類型

• IDE并口

IDE代表著硬盤的一種類型，IDE接口硬盤多用于家用產品中，也部分應用于服務器。(現在已經被淘汰)

• SATA串口 (常用)

使用SATA接口的硬盤又叫串口硬盤，是現在和未來的PC機硬盤主流趨勢。

• SCSI

SCSI接口具有應用范圍廣，多任務，帶寬大CPU占用率低以及熱插拔等優點。

• SAS(SATA + SCSI) (常用)

SAS的接口技術可以向下兼容SATA，但反過來SATA系統并不兼容SAS

• 光纖通道 (常用)

光纖通道接口，光纖通道是為向服務器這樣的多硬盤系統環境而設計的 有熱插拔性，高速帶寬，遠程連接，連接設備數量大等特點。

2.硬盤與接口的搭配

• SSD + SAS =====>土豪搭配

• SSD + SATA ====>常規搭配, 對速度有特殊要求

• 機械硬盤 + SAS===>常規搭配, 比較核心的業務使用, 對速度的要求常規

• 機械硬盤 + STAT==>一般用于公司內部服務(慢一點沒事)

3.Raid卡(陣列卡) 介紹

它其實是一種技術，叫做磁盤冗余陣列

• raid 0 : 至少需要一塊盤

容量 : n 塊盤合在一起的總容量 性能 : 理論上是n塊盤合在一起的讀寫速度, 實際上要略低一些 冗余性 ：不允許壞任何一塊盤 場合 ：追求讀寫性能，但是對數據安全性沒有啥要求，例如集群服務器 特點 ：追求速度，不考慮數據安全

• raid 1 : 只能兩塊盤

容量 ：1 塊盤的容量 性能 ：幾乎就是一塊盤的讀寫速度 冗余性 ：可以壞一塊盤，另外一塊盤有完整的數據 場合 ：對數據安全性有要求，對讀寫速度沒有特殊要求，例如服務器的系統盤 特點 ：追求數據安全，不考慮速度

• raid 5 : 至少3塊盤, 兩兩進行奇偶校驗

#介于 Raid 0 與 Raid 1 之間的折中方案 //兩兩之間奇偶校驗--->異或運算, 相同結果為0, 不同結果為1. 容量 ：廢掉1塊盤的容量，等量盤的情況下，容量低于raid0 性能 ：讀寫速度 ?raid 0 > raid 5 > raid 1 冗余性 ：可以壞一塊盤，其余兩塊盤可以通過奇偶校驗推導出壞盤的數據 場合 ：一般的場合都可以使用

• raid 10 : 至少四塊盤

raid 1和raid 0的整合的產物，兼顧了raid 1的數據安全性與raid 0的性能，但是成本大幅度提升 通常用于數據庫服務器

• 優化讀寫的基本原則

1. 針對讀操作, 數據能從內存取就不要從硬盤 2. 針對寫操作, 在內存中攢一波再寫入硬盤

二.操作系統的發展史

操作系統最核心的概念就是進程

• 串行: 多個任務是一個運行完再運行下一個

• 并發: 多個任務看起來是同時運行的

1.第一代計算機

• 真空管

2.第二代計算機 (了解)

批處理系統(串行)

• 從字面上理解，就是一批一批的處理任務的一種系統

• 一次只把一個/道程序讀入內存，運行完畢后，再執行下一個程序，沒有并發，稱之為串行

優點: 充分利用了計算機資源 缺點: 1. 整個過程需要人去參與程序的放置//(這是以前,現在不需要)2. 讓程序員明顯的感覺到等待(要等到其他所有用戶的程序跑完了才能看到結果)3. 程序的運行是串行

3.第三代計算機 (重點)

分時操作系統 CTTS (并發)

• 多用戶多任務

• 應用多道技術來實現多個任務的并發的運行

• 分時操作系統將CPU的時間劃分成若干個片段，稱為時間片，操作系統以時間片為單位，輪流為每個終端用戶服務 ,

由于時間間隔很短,每個用戶的感覺就像他獨占計算機一樣

• 分時操作系統特征

  交互性: 用戶與系統進行人機交互 多路性: 多用戶在各自終端上使用同一CPU 獨立性: 用戶可彼此獨立操作, 互不干擾, 互補混淆 及時性: 用戶在短時間內可得到系統的及時回應

• 分時系統主要運用的領域

  PC以及服務器都是采用這種運行模式, 即把CPU的運行分成若干個時間片分別處理不同的運算請求.

3.兩者不同點

• 批處理系統沒有人機交互, 而分時操作系統允許多個用戶同時使用

• 批處理系統允許程序長時間占用CPU, 而分時操作系統不允許

4.多道技術

多道技術指的是多個程序

4.1為什么要有多道技術?

• 針對單核實現并發效果

現在的主機一般是多核, 每個核都會利用多道技術 比如有4個cpu，運行在cpu1的某個程序遇到I/O阻塞，會等到I/O結束再重新調度，調度到4個cpu中的任意一個，具體由操作系統調度算法決定。

4.2.復用

• 空間上的復用: 在內存里同時跑進多個程序(進程)

• 時間上的復用: 多個進程復用CPU的時間片(讓CPU在多個進程之間來回切換,什么時候切呢?👇👇👇)

  1.當一個進程占用CPU的時間過長要切(被操作系統剝奪對CPU的執行權限)(這里是為了保證并發效果). (降低了效率) 2.當一個進程遇到I/O堵塞(I/O操作)時要切. (提升了效率)

ps:多個進程的內存空間是互相隔離的，而且是物理隔離(安全性)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机硬盘接口及操作系统的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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