文档介绍：I/O系统性能分析
I/O性能与系统响应时间
1. I/O系统的性能分析
模型模拟和实际测量的方法来衡量。
◆对I/O系统建立模型后,可以使用排队理论进
行分析。
◆设计出来的I/O系统还可以通过基准测试程序
进行实际测量。
第六章输入/输出系统
2. 衡量I/O系统的性能的标准
◆ I/O系统的多样性: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系统可以容纳多少I/O
设备。
◆ I/O吞吐量有时也被称为I/O带宽。
◆ I/O响应时间有时被称为响应延迟。
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3. 一个简单的生产服务模型
生产者
服务员
队列
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4. 吞吐量和响应时间
0
50
100
150
200
250
300
0%
20%
40%
60%
80%
100%
实际吞吐量/最大吞吐量
响应时间(ms)
I/O系统性能分析
获得较大吞吐率和较小响应时间是相互矛盾的,如何进行折衷是计算机体系结构要研究的问题。
0
5
10
15
图形系统()
图形系统(1s)
键盘系统()
键盘系统(1s)
时间(s)
进入时间
系统响应时间
思考时间
键盘输入系统和图形输入系统的事务处理时间
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计算机的一次事务处理的时间被分为三个部分:
进入时间:用户输入命令的时间。
系统响应时间:用户输入命令后到计算机的响
应结果被显示出来的时间间隔。
(3) 思考时间:系统响应后到用户开始输入下一条
命令的时间间隔。
研究表明: 用户的工作效率与事务处理时间成反比,
可以用单位时间内处理的事务数量来衡
量工作效率。
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Little定律
1. 黑箱(Black Box)
黑箱
到达任务
离开任务
稳定状态:系统的输入速率= 输出速率
2. Little定律
系统中的平均任务数=到达率×平均响应时间
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3. 证明
假定对一个系统测量时间:Tobserve
统计在此期间: 完成的任务数:Ntasks
每个任务的实际完成时间
umulated
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Little定律:系统中的平均任务数为到达率与平
均响应时间的乘积。
observe
d
accumulate
T
T
=
平均任务数
tasks
d
accumulate
N
T
=
平均响应时间
observe
tasks
T
N
=
任务到达率
observe
tasks
tasks
d
accumulate
observe
d
accumulate
T
N
N
T
T
T
=
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M/M/1排队系统
1. 简单的排队系统
I/O
控制器
及外设
队列
服务员
任务到达
假定I/O请求的到达时间和服务员的服务时
间服从指数分布。
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