．運(yùn)算器與控制器之間的信息傳遞

控制器中的程序計(jì)數(shù)器（PC）需要通過(guò)ALU完成指令地址計(jì)算，它把自己的內(nèi)容送到ALU的A輸入端，圖3.4中用pc-in表示，以實(shí)現(xiàn)PC+4和PC+immed-2的加法運(yùn)算，常數(shù)4和immed-2是由ALU的B輸入端提供。PC+4的計(jì)算要在讀取指令階段完成，并在這一階段就把計(jì)算結(jié)果（圖中用pc-out表示）寫(xiě)回PC。PC+immed-2的計(jì)算要在指令譯碼階段完成，并將計(jì)算結(jié)果保存在ALU的結(jié)果寄存器C中，到下一步的執(zhí)行階段依據(jù)需要把這個(gè)結(jié)果（圖中用reg-C表示）再寫(xiě)回PC。

2．運(yùn)算器與存儲(chǔ)器器之間的信息傳遞

寫(xiě)入寄存器堆的數(shù)據(jù)可以是ALU的運(yùn)算結(jié)果，也可能是從內(nèi)存中讀出來(lái)的數(shù)據(jù)，這二者需要通過(guò)一個(gè)二選一電路送到寄存器堆的DI數(shù)據(jù)輸入端。ALU的計(jì)算結(jié)果是在執(zhí)行階段通過(guò)A op B或A op immed-1運(yùn)算得到的，并首先保存在C寄存器中，到下一步的數(shù)據(jù)寫(xiě)回階段才寫(xiě)入寄存器堆。

為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的讀出或?qū)懭氩僮?，在?zhí)行階段通過(guò)A+immed-1運(yùn)算得到內(nèi)存地址，并保存在C寄存器中，到下一步的內(nèi)存讀寫(xiě)階段用C中的這個(gè)地址來(lái)選擇內(nèi)存中的一個(gè)存儲(chǔ)單元。

對(duì)從內(nèi)存讀出數(shù)據(jù)的指令，完成讀出數(shù)據(jù)到內(nèi)存的數(shù)據(jù)緩存寄存器DR中。對(duì)寫(xiě)數(shù)據(jù)到內(nèi)存的指令，把在譯碼步驟保存在B寄存器中的數(shù)據(jù)送到內(nèi)存的數(shù)據(jù)線，完成內(nèi)存的寫(xiě)入操作。

小結(jié)：運(yùn)算器需要向內(nèi)存提供地址信息和寫(xiě)入的數(shù)據(jù)信息，內(nèi)存則將向運(yùn)算器提供其讀出的數(shù)據(jù)以便寫(xiě)入到寄存器堆中。

請(qǐng)注意，這個(gè)運(yùn)算器部件中的寄存器堆和ALU將在不同的執(zhí)行步驟中完成自己的操作功能，讀寄存器堆在前（需要提供被讀的兩個(gè)寄存器的編號(hào)rs和rt），ALU計(jì)算在后（需要提供數(shù)據(jù)來(lái)源選擇信號(hào)A_sel和B_sel，以及ALU的運(yùn)算功能選擇信號(hào)alu_func），再到下一步才會(huì)把保存在寄存器C中的計(jì)算結(jié)果寫(xiě)回寄存器堆（需要提供被寫(xiě)的寄存器編號(hào)rd，寫(xiě)寄存器堆的命令信號(hào)we）。三個(gè)寄存器A、B、C都要用到時(shí)鐘信號(hào)Clock。

芯片介紹Am2901

Am2901的內(nèi)部組成

Am2901芯片是一個(gè)4位的位片結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器器件，其內(nèi)部組成框圖如圖3.5所示。

圖3.5 Am2901 芯片的內(nèi)部組成框圖

該芯片的第一個(gè)組成部分是一個(gè)4位的算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU，它的輸出為F，兩路輸入分別用R和S標(biāo)記，還有送入ALU最低位的進(jìn)位信號(hào)Cn，能實(shí)現(xiàn)R+S、S-R、R-S三種算術(shù)運(yùn)算功能，和R∨S、R∧S、R∧S、R⊕S、R⊕S五種邏輯運(yùn)算功能。在給出運(yùn)算結(jié)果的同時(shí)，還送出向高位的進(jìn)位輸出信號(hào)Cn+4，溢出標(biāo)志信號(hào)OVR，最高位的狀態(tài)信號(hào)F3(可能用作符號(hào)位)，以及運(yùn)算結(jié)果為零的標(biāo)志信號(hào)F=0000。

該芯片的第二個(gè)組成部分是由16個(gè)4位的通用寄存器組成的寄存器組。它是一個(gè)用雙端口(A口和B口)控制讀出，單端口(B口)控制寫(xiě)入的部件。為了對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)，需通過(guò)A地址、B地址指定被讀寫(xiě)的寄存器。兩路讀出數(shù)據(jù)分別用A口、B口標(biāo)記，經(jīng)鎖存器線路可以送到ALU的R、S輸入端的多路選擇器，A口讀出數(shù)據(jù)還可以用作該芯片的可選輸出數(shù)據(jù)之一。寄存器組的寫(xiě)入數(shù)據(jù)由一組多路選擇器給出，并由B地址選擇寫(xiě)入的寄存器。

該芯片的第三個(gè)組部成分是一個(gè)4位的Q寄存器,主要用于實(shí)現(xiàn)硬件的乘法、除法指令，能對(duì)本身的內(nèi)容完成左、右移位功能，能接收ALU的輸出，輸出送到ALU 的S 輸入端。

該芯片的其余組成部分是5組多路數(shù)據(jù)選擇器，每組都由4套電路組成，一套電路對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)位，通過(guò)它們實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部的三個(gè)組成成分之間的連接，實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部與外部信息的輸入輸出操作，包括：經(jīng)D輸入接收外部送來(lái)的4位輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)Y輸出端輸出4位數(shù)據(jù)到芯片外部。

請(qǐng)注意，在實(shí)現(xiàn)寄存器數(shù)據(jù)左、右移位操作時(shí)，會(huì)涉及到芯片內(nèi)外部的數(shù)據(jù)交換，左移操作要求向運(yùn)算器的最低位（圖中用RAM0和Q0）送入移位輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)算器的最高位（圖中用RAM3和Q3）將向外部送出移位輸出數(shù)據(jù)，右移操作要求向運(yùn)算器的最高位送入移位輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)算器的最低位將向外部送出移位輸出數(shù)據(jù)。

(2) Am2901的控制與操作

控制信號(hào)包括:

① 選擇ALU的八種運(yùn)算（三種算術(shù)運(yùn)算、五種邏輯運(yùn)算）功能中的一種。這可通過(guò)提供三位功能選擇碼I5，I4，I3實(shí)現(xiàn)，其具體規(guī)定列在表3.1中。

② 選擇送入ALU的兩個(gè)操作數(shù)據(jù)R和S的組合關(guān)系（數(shù)據(jù)來(lái)源）。圖3.5上已標(biāo)明，R從D和A中選擇，S從A、B和Q中選擇，再考慮到它們還均可選"0"值，則我們選取最有用的8種組合，即A、Q組合，A、B組合，O、Q組合，0、B組合，0、A組合，D、A組合，D、Q組合，D、O組合，并用I2，I1，I0三位操作數(shù)選擇碼控制二組多路選通門選取其一，具體規(guī)定如表3.2所示。

③ 選擇運(yùn)算結(jié)果或有關(guān)數(shù)據(jù)以什么方式送往何處的處理方案，這主要指通用寄存器組和Q寄存器執(zhí)不執(zhí)行接收操作或移位操作，以及向芯片的輸出信息Y提供的是什么內(nèi)容。這是通過(guò)I8，I7，I6三位結(jié)果選擇碼來(lái)控制三組相應(yīng)的選擇門實(shí)現(xiàn)的，其規(guī)定如表3.3所示。

表3.1 選擇運(yùn)算功能表　　　　　　　　　　　　　　3.2數(shù)據(jù)來(lái)源選擇

　　　　　　表3.3 選擇結(jié)果處理方案

（3）外部的數(shù)據(jù)及線路
　　有一些數(shù)據(jù)是由在芯片之外的線路提供的，包括：
　?、傩酒?jīng)D端接收的外部數(shù)據(jù)
　　 ②芯片最低位的進(jìn)位輸入信號(hào)Cn
　　③關(guān)于左右移位操作過(guò)程中的RAM3、RAM0、Q3和Q0的輸入數(shù)據(jù)
　?、苄枰谛酒庠O(shè)置接收與記憶4個(gè)標(biāo)志位信息的電路

期我們講到LoaRunner性能測(cè)試操作系統(tǒng)監(jiān)控，這期我們講LoaRunner性能測(cè)試Windows計(jì)數(shù)器。

Windows計(jì)數(shù)器

監(jiān)控系統(tǒng)資源的目的是為了分析是否由于系統(tǒng)資源引起性能瓶頸，通常分析的硬件資源消耗主要包括內(nèi)存、磁盤和CPU，那么如何定位這些硬件是否達(dá)到瓶頸呢？在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中沒(méi)有直接的指標(biāo)可以指明硬件是否達(dá)到瓶頸，需要分析計(jì)數(shù)器來(lái)間接的去分析硬件資源是否出現(xiàn)瓶頸。

內(nèi)存計(jì)數(shù)器

關(guān)于內(nèi)存計(jì)數(shù)器主要有三個(gè)：

Available Bytes(Available Kbytes

Available Mbytes)

Memory pages/second

Page Faults/sec

Available Bytes表示計(jì)算機(jī)上可用于運(yùn)行處理的有效物理內(nèi)存的字節(jié)數(shù)量。是用零、空閑和備用內(nèi)存表上的空間總值計(jì)算的?？臻e內(nèi)存指可以使用內(nèi)存；零內(nèi)存指為了防止以后的處理看到以前處理使用的數(shù)據(jù)而在很多頁(yè)內(nèi)存中充滿了零內(nèi)存。備用內(nèi)存是指從處理的工作集（它的物理內(nèi)存）移到磁盤的，但是仍舊可以調(diào)用的內(nèi)存。這個(gè)計(jì)數(shù)器只顯示上一次觀察到的值；它不是一個(gè)平均值。一般不小于4MB，如果該值低于閥值且Pages/sec持續(xù)的處于峰值狀態(tài)下，那么說(shuō)明計(jì)算機(jī)的物理內(nèi)存不夠。

Memory pages/second是指為解決頁(yè)面錯(cuò)誤從磁盤讀取或?qū)懭氪疟P的速度。這個(gè)計(jì)數(shù)器是可以顯示導(dǎo)致系統(tǒng)范圍延緩類型錯(cuò)誤的主要指示器。

它是Memory\Pages Input/sec

Memory\Pages Output/sec的總和。是用頁(yè)數(shù)計(jì)算的，以便在不用做轉(zhuǎn)換的情況下就可以同其他頁(yè)計(jì)數(shù)。

如Memory\Page Faults/sec，這個(gè)值包括為滿足錯(cuò)誤而在文件系統(tǒng)緩存(通常由應(yīng)用程序請(qǐng)求)的非緩存映射內(nèi)存文件中檢索的頁(yè)。如果系統(tǒng)運(yùn)行在內(nèi)存較少的狀態(tài)，那么該值將逐漸增大，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)必須使用頁(yè)面文件來(lái)進(jìn)行臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并且Windows會(huì)更加依賴頁(yè)面文件來(lái)為用戶請(qǐng)求提供服務(wù)，因此讀寫(xiě)數(shù)據(jù)頁(yè)面數(shù)目將增加。這個(gè)計(jì)數(shù)器的值應(yīng)該保持或接近0。

Page Faults/sec 是每秒鐘出錯(cuò)頁(yè)面的平均數(shù)量。由于每個(gè)錯(cuò)誤操作中只有一個(gè)頁(yè)面出錯(cuò)，計(jì)算單位為每秒出錯(cuò)頁(yè)面數(shù)量，因此這也等于頁(yè)面錯(cuò)誤操作的數(shù)量。這個(gè)計(jì)數(shù)器包括硬錯(cuò)誤(那些需要磁盤訪問(wèn)的)和軟錯(cuò)誤(在物理內(nèi)存的其他地方找到的錯(cuò)誤頁(yè))。許多處理器可以在有大量軟錯(cuò)誤的情況下繼續(xù)操作。但是，硬錯(cuò)誤可以導(dǎo)致明顯的拖延。

在監(jiān)控內(nèi)存時(shí)應(yīng)該注意內(nèi)存泄漏的情況，一般以下兩種情況表明出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的情況：

第一：觀察內(nèi)存分配池，如果內(nèi)存池中可用內(nèi)存消耗是呈不斷上升的趨勢(shì)，說(shuō)明可能出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的情況。。

第二：進(jìn)程分配內(nèi)存后，但并未將用完的內(nèi)存回收。

磁盤計(jì)數(shù)器

關(guān)于磁盤計(jì)數(shù)器主要有四個(gè)：

%Disk Time

Average Disk Queue Length

Average Disk Seconds/Read

Average Disk Seconds/Write

%Disk Time表示所選磁盤驅(qū)動(dòng)器忙于為讀或?qū)懭胝?qǐng)求提供服務(wù)所用的時(shí)間的百分比。正常值<10，此值過(guò)大表示耗費(fèi)太多時(shí)間來(lái)訪問(wèn)磁盤，可考慮增加內(nèi)存、更換更快的硬盤、優(yōu)化讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的算法。

Average Disk Queue Length指讀取和寫(xiě)入請(qǐng)求的平均隊(duì)列數(shù)(所選磁盤在實(shí)例間隔中的列隊(duì))，如駕車等信號(hào)燈，如果當(dāng)前信號(hào)燈有很多車在等，那么排在后面的車就必須等待下一個(gè)信號(hào)燈才有可能通過(guò)。

正常值<0.5，此值過(guò)大表示磁盤I/O太慢，要更換更快的硬盤。

Average Disk sec/Read 指以秒計(jì)算的在磁盤上讀取數(shù)據(jù)的所需平均時(shí)間。

Average Disk sec/Write 指以秒計(jì)算的在此盤上寫(xiě)入數(shù)據(jù)的所需平均時(shí)間。監(jiān)控到磁盤平均讀寫(xiě)時(shí)間后，如何確定該值是否正常呢？磁盤是否遇到瓶頸呢？如果要確定磁盤讀寫(xiě)時(shí)間是否遇到瓶頸，需要先獲得物理磁盤讀寫(xiě)一次所花費(fèi)的時(shí)間，即磁盤服務(wù)時(shí)間，磁盤服務(wù)時(shí)間由三部分時(shí)間組成：尋找時(shí)間、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。

尋道時(shí)間（Tseek）是指將讀寫(xiě)磁頭移動(dòng)到正確的磁道上所需要的時(shí)間，尋道時(shí)間越短，I/O操作越快，目前磁盤的平均尋道時(shí)間一般為3-15ms。

旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間（Trotation）是指盤片旋轉(zhuǎn)將請(qǐng)求數(shù)據(jù)所在扇區(qū)移至讀寫(xiě)磁頭下方所需要的時(shí)間，旋轉(zhuǎn)延遲取決于磁盤轉(zhuǎn)速，通常為磁盤旋轉(zhuǎn)一周所需要時(shí)間的1/2?，F(xiàn)在的磁盤轉(zhuǎn)速一般為5400轉(zhuǎn)/分、7200轉(zhuǎn)/分、10K轉(zhuǎn)/分和15K轉(zhuǎn)/分，以7200轉(zhuǎn)/分為例，一分鐘可以轉(zhuǎn)120轉(zhuǎn)，那么磁盤轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為1/120，大約為8.33ms，旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間為旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間的1/2，即大概為4.17ms。

數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間（Transfer）是指完成傳輸所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間，它取決于數(shù)據(jù)傳輸率，該值等于數(shù)據(jù)大小除于數(shù)據(jù)傳輸率

目前IDE/SATA的傳輸率達(dá)到133MB/s

SATA II可達(dá)到300MB/s，所以數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間很短，相對(duì)于尋找時(shí)間和旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間可以忽略不計(jì)。

以7200轉(zhuǎn)/分為例，讀寫(xiě)一次平均時(shí)間大約為3ms

（尋道時(shí)間）加上4.17ms（旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間），即7.17ms，如果監(jiān)控到的平均讀寫(xiě)時(shí)間比計(jì)算出來(lái)的平均讀寫(xiě)時(shí)間值大，則說(shuō)明磁盤可能出現(xiàn)瓶頸。

但現(xiàn)在服務(wù)器磁盤都是以陣列的方式出現(xiàn)，對(duì)于使用不同的磁盤陣列，其它讀寫(xiě)時(shí)間計(jì)算方式也有不同，在分析不同陣列方式讀寫(xiě)時(shí)間時(shí)，首先需要了解磁盤陣列的相關(guān)內(nèi)容。

磁盤陣列

（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID）

有“價(jià)格便宜且多余的磁盤陣列”之意，磁盤陣列的原理是利用數(shù)組方式來(lái)來(lái)作磁盤組，配合數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計(jì)，提升數(shù)據(jù)的安全性。磁盤陣列是由很多便宜、容量較小、穩(wěn)定性較高、速度較慢磁盤，組合成一個(gè)大型的磁盤組，利用個(gè)別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個(gè)磁盤系統(tǒng)效能。同時(shí)利用這項(xiàng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個(gè)硬盤上。磁盤陣列還能利用同位檢查（Parity Check）的觀念，在數(shù)組中任一顆硬盤故障時(shí)，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)，將數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后重新置入新硬盤中。

RAID的規(guī)范主要包括RAID 0～RAID 7等數(shù)個(gè)規(guī)范，它們的側(cè)重點(diǎn)各不相同，常見(jiàn)的規(guī)范有以下幾種：

RAID 0：無(wú)差錯(cuò)控制的帶區(qū)組

要實(shí)現(xiàn)RAID0必須要有兩個(gè)以上硬盤驅(qū)動(dòng)器，RAID0實(shí)現(xiàn)了帶區(qū)組，數(shù)據(jù)并不是保存在一個(gè)硬盤上，而是分成數(shù)據(jù)塊保存在不同驅(qū)動(dòng)器上。因?yàn)閷?shù)據(jù)分布在不同驅(qū)動(dòng)器上，所以數(shù)據(jù)吞吐率大大提高，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載也比較平衡。如果剛好所需要的數(shù)據(jù)在不同的驅(qū)動(dòng)器上效率最好，那么它不需要計(jì)算校驗(yàn)碼，實(shí)現(xiàn)容易。它的缺點(diǎn)是它沒(méi)有數(shù)據(jù)差錯(cuò)控制，如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，即使其它盤上的數(shù)據(jù)正確也無(wú)濟(jì)于事了。不應(yīng)該將它用于對(duì)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)合。如果用戶進(jìn)行圖像（包括動(dòng)畫(huà)）編輯和其它要求傳輸比較大的場(chǎng)合使用RAID0比較合適。同時(shí)，RAID0可以提高數(shù)據(jù)傳輸速率，比如所需讀取的文件分布在兩個(gè)硬盤上，這兩個(gè)硬盤可以同時(shí)讀取。那么原來(lái)讀取同樣文件的時(shí)間被縮短為1/2。在所有的級(jí)別中，RAID0的速度是最快的，但是RAID0沒(méi)有冗余功能的，如果一個(gè)磁盤（物理）損壞，則所有的數(shù)據(jù)都無(wú)法使用。RAID0的結(jié)構(gòu)圖如圖所示。

RAID 1：鏡像結(jié)構(gòu)

RAID1對(duì)于使用這種RAID1結(jié)構(gòu)的設(shè)備來(lái)說(shuō)，RAID1控制器必須能夠同時(shí)對(duì)兩個(gè)盤進(jìn)行讀操作和對(duì)兩個(gè)鏡像盤進(jìn)行寫(xiě)操作。RAID1結(jié)構(gòu)圖如圖所示。

從結(jié)構(gòu)圖中可以看到必須有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)楫?dāng)鏡像結(jié)構(gòu)在一組盤出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以使用鏡像提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。RAID1比較容易設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，每讀一次 盤只能讀出一塊數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)塊傳送速率與單獨(dú)的盤的讀取速率相同。因?yàn)镽AID1的校驗(yàn)十分完備，因此對(duì)系統(tǒng)的處理能力有很大的影響，通常的RAID功能由軟件實(shí)現(xiàn)，而這樣的實(shí)現(xiàn)方法在服務(wù)器負(fù)載比較重的時(shí)候會(huì)大大影響服務(wù)器效率。當(dāng)您的系統(tǒng)需要極高的可靠性時(shí)，如進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，那么使用 RAID1比較合適，而且RAID1技術(shù)支持“熱替換”，即不斷電的情況下對(duì)故障磁盤進(jìn)行更換，更換完畢只要從鏡像盤上恢復(fù)數(shù)據(jù)即可。當(dāng)主硬盤損壞時(shí)，鏡像硬盤就可以代替主硬盤工作，鏡像硬盤相當(dāng)于一個(gè)備份盤，可想而知，這種硬盤模式的安全性是非常高的，RAID1的數(shù)據(jù)安全性在所有的RAID級(jí)別上來(lái)說(shuō)是最好的，但是其磁盤的利用率卻只有50%，是所有RAID級(jí)別中最低的。

RAID2：帶海明碼校驗(yàn)

從概念上講RAID2與RAID3類似，兩者都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上，條塊單位為位或字節(jié)。然而RAID2使用一定的編碼技術(shù)來(lái)提供錯(cuò)誤檢查及恢復(fù)，這種編碼技術(shù)需要多個(gè)磁盤存放檢查及恢復(fù)信息，使得RAID2技術(shù)實(shí)施更復(fù)雜。因此，在商業(yè)環(huán)境中很少使用。RAID2結(jié)構(gòu)圖如圖所示。

由于海明碼的特點(diǎn)，它可以在數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤的情況下將錯(cuò)誤校正，以保證輸出的正確。它的數(shù)據(jù)傳送速率相當(dāng)高，如果希望達(dá)到比較理想的速度， 那最好提高保存校驗(yàn)碼ECC碼的硬盤性能，對(duì)于控制器的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，它又比RAID3、RAID4或RAID5要簡(jiǎn)單。但是要利用海明碼，必須要付出數(shù) 據(jù)冗余的代價(jià)，輸出數(shù)據(jù)的速率與驅(qū)動(dòng)器組中速度最慢的相等。

RAID3：帶奇偶校驗(yàn)碼的并行傳送

RAID3這種校驗(yàn)碼與RAID2不同，只能查錯(cuò)不能糾錯(cuò)。它訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)一次處理一個(gè)帶區(qū)，這樣可以提高讀取和寫(xiě)入速度，它像RAID0一樣以并行的方式來(lái)存放數(shù)據(jù)，但速度沒(méi)有RAID 0快。校驗(yàn)碼在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生并保存在另一個(gè)磁盤上，需要實(shí)現(xiàn)時(shí)用戶必須要有三個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)器，寫(xiě)入速率與讀出速率都很高，因?yàn)樾ｒ?yàn)位比較少，因此計(jì)算時(shí)間相對(duì)而言比較少，RAID3的結(jié)構(gòu)圖如圖所示。

用軟件實(shí)現(xiàn)RAID控制將是十分困難的，控制器的實(shí)現(xiàn)也不是很容易，它主要用于圖形（包括動(dòng)畫(huà)）等要求吞吐率比較高的場(chǎng)合，不同于RAID2，RAID3使用單塊磁盤存放奇偶校驗(yàn)信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)，如果奇偶盤失效，則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID3對(duì)于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對(duì)于隨機(jī)數(shù)據(jù)，奇偶盤會(huì)成為寫(xiě)操作的瓶頸。利用單獨(dú)的校驗(yàn)盤來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)雖然沒(méi)有鏡像的安全性高，但是硬盤利用率得到了很大的提高，硬盤利用率為n-1。

RAID4：帶奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)

RAID4和RAID3很像，不同的是，它對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)是按數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的，也就是按磁盤進(jìn)行的，每次是一個(gè)盤。

RAID3是一次一橫條，而RAID4一次一豎條。它的特點(diǎn)和RAID3也挺像，不過(guò)在失敗恢復(fù)時(shí)，它的難度可要比RAID3大得多了，控制器的設(shè)計(jì)難度也要大許多，而且訪問(wèn)數(shù)據(jù)的效率不高。

RAID5：分布式奇偶校驗(yàn)的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)

RAID 5不單獨(dú)指定的奇偶盤，而是在所有磁盤上交叉地存取數(shù)據(jù)及奇偶校驗(yàn)信息。在RAID 5上，讀/寫(xiě)指針可同時(shí)對(duì)陣列設(shè)備進(jìn)行操作，提供了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID 5更適合于小數(shù)據(jù)塊和隨機(jī)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。RAID 3與RAID 5相比，最主要的區(qū)別在于RAID 3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸就需涉及到所有的陣列盤；而對(duì)于RAID 5來(lái)說(shuō)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對(duì)一塊磁盤操作，并可進(jìn)行并行操作。在RAID 5中有“寫(xiě)損失”，即每一次寫(xiě)操作將產(chǎn)生四個(gè)實(shí)際的讀/寫(xiě)操作，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫(xiě)新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。RAID5結(jié)構(gòu)圖如圖所示。

RAID6：帶有兩種分布存儲(chǔ)的奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)

與RAID5相比，RAID6增加了第二個(gè)獨(dú)立的奇偶校驗(yàn)信息塊，兩個(gè)獨(dú)立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時(shí)失效也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的使用。但RAID6需要分配給奇偶校驗(yàn)信息更大的磁盤空間，相對(duì)于RAID5有更大的“寫(xiě)損失”，因此“寫(xiě)性能”非常差，較差的性能和復(fù)雜的實(shí)施方式使得RAID 6很少得到實(shí)際應(yīng)用。

RAID7：優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)

RAID7所有的I/O傳送均是同步進(jìn)行的，可以分別控制，這樣提高了系統(tǒng)的并行性，提高系統(tǒng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)的速度，每個(gè)磁盤都帶有高速緩沖存儲(chǔ)器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以使用任何實(shí)時(shí)操作芯片，達(dá)到不同實(shí)時(shí)系統(tǒng)的需要。允許使用SNMP協(xié)議進(jìn)行管理和監(jiān)視，可以對(duì)校驗(yàn)區(qū)指定獨(dú)立的傳送信道以提高效率，可以連接多臺(tái)主機(jī)，因?yàn)榧尤敫咚倬彌_存儲(chǔ)器，當(dāng)多用戶訪問(wèn)系統(tǒng)時(shí)，訪問(wèn)時(shí)間幾乎接近于0。由于采用并行結(jié)構(gòu)，因此數(shù)據(jù)訪問(wèn)效率大大提高，需要注意的是它引入了一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，這有利有弊，因?yàn)橐坏┫到y(tǒng)斷電，在高速緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)就會(huì)全部丟失，因此需要和UPS一起工作。但其價(jià)格也非常昂貴。

RAID10：高可靠性與高效磁盤結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)無(wú)非是一個(gè)帶區(qū)結(jié)構(gòu)加一個(gè)鏡像結(jié)構(gòu)，因?yàn)閮煞N結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此可以相互補(bǔ)充，達(dá)到既高效又高速還可以的目的。大家可以結(jié)合兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)來(lái)理解這種新結(jié)構(gòu)。這種新結(jié)構(gòu)的價(jià)格高，可擴(kuò)充性不好。主要用于容量不大，但要求速度和差錯(cuò)控制的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

CPU計(jì)數(shù)器

關(guān)于CPU計(jì)數(shù)器主要有三個(gè)：

% Processor Time

%User Time

%Privileged Tim

% Processor Time指處理器用來(lái)執(zhí)行非閑置線程時(shí)間的百分比。計(jì)算方法是，測(cè)量范例間隔內(nèi)非閑置線程活動(dòng)的時(shí)間，用范例間隔減去該值。(每臺(tái)處理器有一個(gè)閑置線程，該線程在沒(méi)有其他線程可以運(yùn)行時(shí)消耗周期)。這個(gè)計(jì)數(shù)器是處理器活動(dòng)的主要說(shuō)明器，顯示在范例間隔時(shí)所觀察的繁忙時(shí)間平均百分比。這個(gè)值是用 100% 減去該服務(wù)不活動(dòng)的時(shí)間計(jì)算出來(lái)的。如果該計(jì)數(shù)器的值持續(xù)高于80%，則說(shuō)明CPU存在壓力，接下來(lái)需要進(jìn)一步將Processor Time分解，以便確定是內(nèi)核模式進(jìn)程還是用戶模式進(jìn)程消耗的時(shí)間更多，接下來(lái)分別分析%User Time和%Privileged Time兩個(gè)計(jì)數(shù)器。

%User Time指處理器處于用戶模式的時(shí)間百分比。用戶模式是為應(yīng)用程序、環(huán)境分系統(tǒng)和整體分系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有限處理模式。另一個(gè)模式為特權(quán)模式，它是為操作系統(tǒng)組件設(shè)計(jì)的并且允許直接訪問(wèn)硬件和所有內(nèi)存。操作系統(tǒng)將應(yīng)用程序線程轉(zhuǎn)換成特權(quán)模式以訪問(wèn)操作系統(tǒng)服務(wù)。這個(gè)計(jì)數(shù)值將平均忙時(shí)作為示例時(shí)間的一部分顯示。

%Privileged Time是在特權(quán)模式下處理線程執(zhí)行代碼所花時(shí)間的百分比。當(dāng)調(diào)用Windows系統(tǒng)服務(wù)時(shí)，此服務(wù)經(jīng)常在特權(quán)模式運(yùn)行，以便獲取對(duì)系統(tǒng)專有數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，在用戶模式執(zhí)行的線程無(wú)法訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)。

對(duì)系統(tǒng)的調(diào)用可以是直接的（explicit）或間接的（implicit）

例如頁(yè)面錯(cuò)誤或中斷。不像某些早期的操作系統(tǒng)，Windows除了使用用戶和特權(quán)模式的傳統(tǒng)保護(hù)模式之外，還使用處理邊界作為分系統(tǒng)保護(hù)。某些由 Windows為您的應(yīng)用程序所做的操作除了出現(xiàn)在處理的特權(quán)時(shí)間內(nèi)，還可能在其他子系統(tǒng)處理出現(xiàn)。

如果User Time占整個(gè)Processor Time的比例很大，那么說(shuō)明是應(yīng)用程序出現(xiàn)問(wèn)題，這樣接下來(lái)需要確定是哪個(gè)進(jìn)程消耗了CPU的時(shí)間。