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30000字硕士毕业论文符合I2O规范的磁盘阵列系统设计和硬件模块完成

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:30000字
论点:系统,规范,设备
论文概述:

本文围绕这两个核心问题展开讨论。将首先介绍I2O规范定义及系统结构,作为开发的基础知识,同时给出几种典型的I2O平台的实现形式;并进一步将介绍选择的I2O操作系统IxWorks,其中包括IxWorks的特点

论文正文:

1.绪论        1.1研究背景1.1.1.服务器技术发展趋势网络时代为服务器的应用提供了广阔的空间。尽管目前不断开发出新技术(包括ATM,快速以太网,光纤通道等)用来为用户改善网络I/O性能。然}fn事实上,这些高速网络技术正在加剧系统的I/O性能的不平衡,导致网络服务器的数据流量和计算强度急速增大。}fn网络的快速发展对服务器提出了更高的要求,网络服务器的性能也很大程度上影响、制约了网络的进一步的发展。系统平衡对十优化整体系统性能非常重要。主机处理器、局部存储器和I/O设备必须协同工作才能为最终用户提供一个有效的工作环境。如果系统的某一方面成了瓶颈,系统的整体性能必定会受到影响。}fn就目前来石‘,I/O设备的发展远远比不上处理器的发展。在客户机/服务器计算环境中,这一点尤为突出。因为该环境中最终用户对数据的依赖性强,并需要与网络上的其它用户进行通讯。为了适应网络发展对服务器新的需求,则必须首先设法改善它的薄弱环节,I/O性能。        [1]1.1.2.智能输入输出(IntelligentI/O)技术I20CIntelligentI/O)是一种架构的规范,一方面,它是针对I20子系统}fn设计的一种规范:另一方面,它也为具有独立微处理器的I20设备定义了一种新的驱动程序模型。在硬件设备上,I20规范提出的I20设备将是一种发展趋势。尤其是在中低端网络服务器中。当设备的中断密集型I/O处理成为瓶颈时,最直接也是最有效的办法就是提高I/O设备上芯片的处理能力,必要的话就需要专用的I/O微处理器。}fn目前微处理器技术的快速发展也使得这个成为可能。因此,I20规范定义的I20体系结构能够把主机从这些I/O任务中解放出来,极大地改善系统的I/O性能。与I20兼容的系统将更有效地满足范围广泛的高带宽应用程序,以满足服务器技术发展对I/O性能的要求作为一个软件架构规范,I20还提供了一种极具发展前景的设备驱动程序模式。这种驱动模式很有可能将替代传统的程序结构}fn成为将来设备驱动的主流。I20规范的目的是提供一种开放的、基十标准的方法,既能改进现有的驱动程序,同时又为新一代可移植、I20解决方案的快速发展提供一个框架。如果这种I20架构能够得到使用和推广,将有以下好处:1}降低120平台开发商的产品开发和维护成本,并能支持多种操作系统。2)将120硬件开发与驱动程序软件开发分开,有望实现并行。3)由十驱动程序模块按照功能被分割开,所以简化了设备驱动程序的测试流程。4)由十120子系统与主机操作系统相分离,更容易对错误进行诊断和恢复。增强了系统的管理能力和容错能力。5)I/O核心操作从主机操作系统转移到12。子系统,所以能够大大提高系统性育b。6)对未来的v0技术和总线连接,有良好的可扩展性。        1.1.3.RAID技术RAID(RedundantArrayofInexpensiveDisks或RedundantArrayofIndependentDisks)是1988年由David.A.Patterson教授在美国加州大学伯克利分校提出来。中文称为廉价兀余磁招‘阵列,或者为独立兀余磁招‘阵列。事实上,可以把RAID理解成一种使用磁招‘驱动器的方法,它将一组磁招‘驱动器用某种逻辑方式联系起来,作为逻辑上的一个磁招‘驱动器来使用。RAID的实现对用户操作与访问来说是透明的。RAID与一般的存储介质相比有两个很明显的优点:1)传输速率高使用RAID技术,可以同时对多个磁招‘驱动器并行传输数据。Ifn这些磁招‘驱动器在逻辑上又是一个磁招‘驱动器,所以使用RAID可以达到单个的磁招‘驱动器几倍几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID最初想要解决的问题之一。  参考文献1邱善勤,Analysis of Blade Server Technology and Standards,信息技术与标准化,2006年第11期2土守林,基十PCI的I20通信,硕士学位论文3 I20 Technology Background, 4廖强,陈洪军,基十存储网络系统RAID的研究,中国科技信息2006第1期5毛顺利,基十VxWorks的RAID系统的监控管理系统,硕士学位论文  摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 1. 绪论 10-14     1.1 研究背景 10-12         1.1.1 服务器技术发展趋势 10         1.1.2 智能输入输出(Intelligent I/O)技术 10-11         1.1.3 RAID 技术 11-12     1.2 主要研究工作和意义 12-14 2. I~2O 规范定义及系统结构 14-24     2.1 I~2O SIG 和I~2O 2.0 规范 14-16         2.1.1 I~2O 特别兴趣组(I~2O SIG) 14-15         2.1.2 I~2O 规范2.0 15         2.1.3 I~2O 技术的优势 15-16     2.2 I~2O 系统硬件结构 16-18         2.2.1 主机(Host) 17-18         2.2.2 I~2O 平台(I~2O Platform) 18     2.3 I~2O 系统软件结构 18-23         2.3.1 操作系统服务模块(Operation System Service Module, OSM) 19-20         2.3.2 硬件设备模块(Hardware Device Module, HDM) 20-21         2.3.3 消息层(Message Layer) 21-22         2.3.4 中介服务模块(Intermediate Service Module, ISM) 22-23     2.4 本章小节 23-24 3. 实时操作系统IXWORKS 24-34     3.1 实时操作系统 24-26         3.1.1 实时系统的定义 24         3.1.2 实时操作系统的特点 24-26     3.2 IXWORKS 26-27     3.3 本文的开发、编译环境 27-32         3.3.1 IxWorks 对I~2O 标准的支持 27-29         3.3.2 开发环境Tornado 29-31         3.3.3 移植IxWorks 31-32         3.3.4 建立通讯 32     3.4 本章小节 32-34 4. 符合I~2O 规范的RAID 系统设计 34-48     4.1 硬件结构设计 34-38         4.1.1 INTEL IQ80310 开发板 35-36         4.1.2 主机和总线 36-37         4.1.3 虚拟磁盘(RAM Disk) 37-38     4.2 软件结构设计 38-46         4.2.1 主机和操作系统服务模块 38-39         4.2.2 I~2O 操作系统 39-40         4.2.3 外壳服务接口 40-42         4.2.4 核心服务接口 42-44         4.2.5 硬件设备模块 44-45         4.2.6 中介服务模块 45-46     4.3 本章小节 46-48