IO系统性能

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【转载】IO系统性能之一:衡量性能的几个指标

(2010-02-22 15:55:08)

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杂谈

原文:https://www.360docs.net/doc/ff7459389.html,/2009/io-performence-01_several-concepts.html

IO系统性能之一:衡量性能的几个指标

前言

几个基本的概念

单个IO的大小(IO Chunk Size)

IOPS(IO per Second)

传输速度(Transfer Rate)/吞吐率(Throughput)

IO响应时间(IO Response Time)

延伸阅读

注意:本系列文章中所涉及的性能都是指磁盘(Magnetic Disks)IO性能,不考虑网络以及其他的性质的IO性能。

top前言

作为一个数据库管理员,关注系统的性能是日常最重要的工作之一,而在所关注的各方面的性能只能IO性能却是最令人头痛的一块,面对着各种生涩的参数和令人眼花缭乱的新奇的术语,再加上存储厂商的忽悠,总是让我们有种云里雾里的感觉。本系列文章试图从基本概念开始对磁盘

存储相关的各种概念进行综合归纳,让大家能够对IO性能相关的基本概念,IO性能的监控和调整有个比较全面的了解。

在这一部分里我们先舍弃各种结构复杂的存储系统,直接研究一个单独的磁盘的性能问题,藉此了解各个衡量IO系统系能的各个指标以及之间的关系。

top几个基本的概念

在研究磁盘性能之前我们必须先了解磁盘的结构,以及工作原理。不过在这里就不再重复说明了,关系硬盘结构和工作原理的信息可以参考维基百科上面的相关词条——Hard disk drive(英文)和硬盘驱动器(中文)。

读写IO(Read/Write IO)操作

磁盘是用来给我们存取数据用的,因此当说到IO操作的时候,就会存在两种相对应的

操作,存数据时候对应的是写IO操作,取数据的时候对应的是是读IO操作。

单个IO操作

当控制磁盘的控制器接到操作系统的读IO操作指令的时候,控制器就会给磁盘发出一

个读数据的指令,并同时将要读取的数据块的地址传递给磁盘,然后磁盘会将读取到

的数据传给控制器,并由控制器返回给操作系统,完成一个写IO的操作;同样的,一

个写IO的操作也类似,控制器接到写的IO操作的指令和要写入的数据,并将其传递

给磁盘,磁盘在数据写入完成之后将操作结果传递回控制器,再由控制器返回给操作

系统,完成一个写IO的操作。单个IO操作指的就是完成一个写IO或者是读IO的操

作。

随机访问(Random Access)与连续访问(Sequential Access)

随机访问指的是本次IO所给出的扇区地址和上次IO给出扇区地址相差比较大,这样

的话磁头在两次IO操作之间需要作比较大的移动动作才能重新开始读/写数据。相反

的,如果当次IO给出的扇区地址与上次IO结束的扇区地址一致或者是接近的话,那

磁头就能很快的开始这次IO 操作,这样的多个IO操作称为连续访问。因此尽管相邻

的两次IO操作在同一时刻发出,但如果它们的请求的扇区地址相差很大的话也只能称

为随机访问,而非连续访问。

顺序IO模式(Queue Mode)/并发IO模式(Burst Mode)

磁盘控制器可能会一次对磁盘组发出一连串的IO命令,如果磁盘组一次只能执行一个

IO命令时称为顺序IO;当磁盘组能同时执行多个IO命令时,称为并发IO。并发IO

只能发生在由多个磁盘组成的磁盘组上,单块磁盘只能一次处理一个IO命令。

top单个IO的大小(IO Chunk Size)

熟悉数据库的人都会有这么一个概念,那就是数据库存储有个基本的块大小(Block Size),不管是SQL Server还是Oracle,默认的块大小都是8KB,就是数据库每次读写都是以8k为单位的。那么对于数据库应用发出的固定8k大小的单次读写到了写磁盘这个层面会是怎么样的呢,就是对于读写磁盘来说单个IO操作操作数据的大小是多少呢,是不是也是一个固定的值?答案是不确定。首先操作系统为了提高IO的性能而引入了文件系统缓存(File System Cache),系统会根据请求数据的情况将多个来自IO的请求先放在缓存里面,然后再一次性的提交给磁盘,也就是说对于数据库发出的多个8K数据块的读操作有可能放在一个磁盘读IO里就处理了。还有对于有些存储系统也是提供了缓存(Cache)的,接收到操作系统的IO请求之后也是会将多个操作系统的IO请求合并成一个来处理。不管是操作系统层面的缓存还是磁盘控制器层面的缓存,目的都只有一个,提高数据读写的效率。因此每次单独的IO操作大小都是不一样的,它主要取决于系统对于数据读写效率的判断。

当一次IO操作大小比较小的时候我们成为小的IO操作,比如说1K,4K,8K这样的;当一次IO操作的数据量比较的的时候称为大IO操作,比如说32K,64K甚至更大。

在我们说到块大小(Block Size)的时候通常我们会接触到多个类似的概念,像我们上面提到的那个在数据库里面的数据最小的管理单位,Oralce称之为块(Block),大小一般为8K,SQL Server 称之为页(Page),一般大小也为8k。在文件系统里面我们也能碰到一个文件系统的块,在现在很多的Linux系统中都是4K(通过/usr/bin/time -v可以看到),它的作用其实跟数据库里面的块/页是一样的,都是为了方便数据的管理。但是说到单次IO的大小,跟这些块的大小都是没有直接关系的,在英文里单次IO大小通常被称为是IO Chunk Size,不会说成是IO Block Size的。

top IOPS(IO per Second)

IOPS,IO系统每秒所执行IO操作的次数,是一个重要的用来衡量系统IO能力的一个参数。对于单个磁盘组成的IO系统来说,计算它的IOPS不是一件很难的事情,只要我们知道了系统完成一次IO所需要的时间的话我们就能推算出系统IOPS来。

现在我们就来推算一下磁盘的IOPS,假设磁盘的转速(Rotational Speed)为15K RPM,平均寻道时间为5ms,最大传输速率为40MB/s(这里将读写速度视为一样,实际会差别比较大)。

对于磁盘来说一个完整的IO操作是这样进行的:当控制器对磁盘发出一个IO操作命令的时候,磁盘的驱动臂(Actuator Arm)带读写磁头(Head)离开着陆区(Landing Zone,位于内圈没有数据的区域),移动到要操作的初始数据块所在的磁道(Track)的正上方,这个过程被称为寻址(Seeking),对应消耗的时间被称为寻址时间(Seek Time);但是找到对应磁道还不能马上读取数据,这时候磁头要等到磁盘盘片(Platter)旋转到初始数据块所在的扇区(Sector)落在读写磁头正上方的之后才能开始读取数据,在这个等待盘片旋转到可操作扇区的过程中消耗的时间称为旋转延时(Rotational Delay);接下来就随着盘片的旋转,磁头不断的读/写相应的数据块,直到完成这次IO所需要操作的全部数据,这个过程称为数据传送(Data Transfer),对应的时间称为传送时间(Transfer Time)。完成这三个步骤之后一次IO操作也就完成了。

在我们看硬盘厂商的宣传单的时候我们经常能看到3个参数,分别是平均寻址时间、盘片旋转速度以及最大传送速度,这三个参数就可以提供给我们计算上述三个步骤的时间。

第一个寻址时间,考虑到被读写的数据可能在磁盘的任意一个磁道,既有可能在磁盘的最内圈(寻址时间最短),也可能在磁盘的最外圈(寻址时间最长),所以在计算中我们只考虑平均寻址时间,也就是磁盘参数中标明的那个平均寻址时间,这里就采用当前最多的10krmp硬盘的5ms。

第二个旋转延时,和寻址一样,当磁头定位到磁道之后有可能正好在要读写扇区之上,这时候是不需要额外额延时就可以立刻读写到数据,但是最坏的情况确实要磁盘旋转整整一圈之后磁头才能读取到数据,所以这里我们也考虑的是平均旋转延时,对于10krpm的磁盘就是(60s/15k)*(1/2) = 2ms。

第三个传送时间,磁盘参数提供我们的最大的传输速度,当然要达到这种速度是很有难度的,但是这个速度却是磁盘纯读写磁盘的速度,因此只要给定了单次IO的大小,我们就知道磁盘需要花费多少时间在数据传送上,这个时间就是IO Chunk Size / Max Transfer Rate。

现在我们就可以得出这样的计算单次IO时间的公式:

IO Time=Seek Time+60sec/Rotational Speed/2+IO Chunk Size/Transfer Rate

于是我们可以这样计算出IOPS

IOPS=1/IO Time=1/(Seek Time+60sec/Rotational Speed/2+IO Chunk Size/Transfer Rate)

对于给定不同的IO大小我们可以得出下面的一系列的数据

4K(1/7.1ms=140IOPS)

5ms+(60sec/15000RPM/2)+4K/40MB=5+2+0.1=7.1

8k(1/7.2ms=139IOPS)

5ms+(60sec/15000RPM/2)+8K/40MB=5+2+0.2=7.2

16K(1/7.4ms=135IOPS)

5ms+(60sec/15000RPM/2)+16K/40MB=5+2+0.4=7.4

32K(1/7.8ms=128IOPS)

5ms+(60sec/15000RPM/2)+32K/40MB=5+2+0.8=7.8

64K(1/8.6ms=116IOPS)

5ms+(60sec/15000RPM/2)+64K/40MB=5+2+1.6=8.6

从上面的数据可以看出,当单次IO越小的时候,单次IO所耗费的时间也越少,相应的IOPS也就越大。

上面我们的数据都是在一个比较理想的假设下得出来的,这里的理想的情况就是磁盘要花费平均大小的寻址时间和平均的旋转延时,这个假设其实是比较符合我们实际情况中的随机读写,在随机读写中,每次IO操作的寻址时间和旋转延时都不能忽略不计,有了这两个时间的存在也就限制了IOPS的大小。现在我们考虑一种相对极端的顺序读写操作,比如说在读取一个很大的存储连续分布在磁盘的的文件,因为文件的存储的分布是连续的,磁头在完成一个读IO操作之后,不需要从新的寻址,也不需要旋转延时,在这种情况下我们能到一个很大的IOPS值,如下

4K(1/0.1ms=10000IOPS)

0ms+0ms+4K/40MB=0.1

8k(1/0.2ms=5000IOPS)

0ms+0ms+8K/40MB=0.2

16K(1/0.4ms=2500IOPS)

0ms+0ms+16K/40MB=0.4

32K(1/0.8ms=1250IOPS)

0ms+0ms+32K/40MB=0.8

64K(1/1.6ms=625IOPS)

0ms+0ms+64K/40MB=1.6

相比第一组数据来说差距是非常的大的,因此当我们要用IOPS来衡量一个IO系统的系能的时候我们一定要说清楚是在什么情况的IOPS,也就是要说明读写的方式以及单次IO的大小,当然在实际当中,特别是在OLTP的系统的,随机的小IO的读写是最有说服力的。

top传输速度(Transfer Rate)/吞吐率(Throughput)

现在我们要说的传输速度(另一个常见的说法是吞吐率)不是磁盘上所表明的最大传输速度或者说理想传输速度,而是磁盘在实际使用的时候从磁盘系统总线上流过的数据量。有了IOPS数据之后我们是很容易就能计算出对应的传输速度来的

Transfer Rate=IOPS*IO Chunk Size

还是那上面的第一组IOPS的数据我们可以得出相应的传输速度如下

4K:140*4K= 560K/40M=1.36%

8K:139*8K=1112K/40M=2.71%

16K:135*16K=2160K/40M=5.27%

32K:116*32K=3712K/40M=9.06%

可以看出实际上的传输速度是很小的,对总线的利用率也是非常的小。

这里一定要明确一个概念,那就是尽管上面我们使用IOPS来计算传输速度,但是实际上传输速度和IOPS是没有直接关系,在没有缓存的情况下它们共同的决定因素都是对磁盘系统的访问方式以及单个IO的大小。对磁盘进行随机访问时候我们可以利用IOPS来衡量一个磁盘系统的性能,此时的传输速度不会太大;但是当对磁盘进行连续访问时,此时的IOPS已经没有了参考的

价值,这个时候限制实际传输速度却是磁盘的最大传输速度。因此在实际的应用当中,只会用IOPS来衡量小IO的随机读写的性能,而当要衡量大IO连续读写的性能的时候就要采用传输速度而不能是IOPS了。

top IO响应时间(IO Response Time)

最后来关注一下能直接描述IO性能的IO响应时间。IO响应时间也被称为IO延时(IO Latency),IO响应时间就是从操作系统内核发出的一个读或者写的IO命令到操作系统内核接收到IO回应的时间,注意不要和单个IO时间混淆了,单个IO时间仅仅指的是IO操作在磁盘内部处理的时间,而IO响应时间还要包括IO操作在IO等待队列中所花费的等待时间。

计算IO操作在等待队列里面消耗的时间有一个衍生于利托氏定理(Little’s Law)的排队模型

M/M/1模型可以遵循,由于排队模型算法比较复杂,到现在还没有搞太明白(如果有谁对M/M/1模型比较精通的话欢迎给予指导),这里就罗列一下最后的结果,还是那上面计算的IOPS数据来说:

8K IO Chunk Size(135IOPS,7.2ms)

135=>240.0ms

105=>29.5ms

75=>15.7ms

45=>10.6ms

64K IO Chunk Size(116IOPS,8.6ms)

135=> 没响应了……

105=>88.6ms

75=>24.6ms

45=>14.6ms

从上面的数据可以看出,随着系统实际IOPS越接近理论的最大值,IO的响应时间会成非线性的增长,越是接近最大值,响应时间就变得越大,而且会比预期超出很多。一般来说在实际的应用

中有一个70%的指导值,也就是说在IO读写的队列中,当队列大小小于最大IOPS的70%的时候,IO的响应时间增加会很小,相对来说让人比较能接受的,一旦超过70%,响应时间就会戏剧性的暴增,所以当一个系统的IO压力超出最大可承受压力的70%的时候就是必须要考虑调整或升级了。

另外补充说一下这个70%的指导值也适用于CPU响应时间,这也是在实践中证明过的,一旦CPU 超过70%,系统将会变得受不了的慢。很有意思的东西。

top延伸阅读

?Hard Disk Drive@wikipedia

?磁盘驱动器@wikepedia

?SATA IOPS Measurement

?磁盘驱动器性能相关概念

?Little’s Law

?M/M/1 Model

IO系统性能之二:缓存和RAID如何提高磁盘IO性能

高速缓存(Cache)

RAID(Redundant Array Of Inexpensive Disks)

四个性能指标的变化

IO响应时间(IO Response Time)

IOPS

传输速度(Transfer Rate)/吞吐率(Throughput)

延伸阅读

从上一篇文章的计算中我们可以看到一个15k转速的磁盘在随机读写访问的情况下IOPS竟然只有140左右,但在实际应用中我们却能看到很多标有5000IOPS甚至更高的存储系统,有这么大IOPS的存储系统怎么来的呢?这就要归结于各种存储技术的使用了,在这些存储技术中使用最广的就是高速缓存(Cache)和磁盘冗余阵列(RAID)了,本文就将探讨缓存和磁盘阵列提高存储IO 性能的方法。

top高速缓存(Cache)

在当下的各种存储产品中,按照速度从快到慢应该就是内存>闪存>磁盘>磁带了,然而速度越快也就意味着价格越高,闪存虽然说是发展势头很好,但目前来说却还是因为价格问题无法普及,因此现在还是一个磁盘作霸王的时代。与CPU和内存速度相比,磁盘的速度无疑是计算机系统中最大的瓶颈了,所以在必须使用磁盘而又想提高性能的情况下,人们想出了在磁盘中嵌入一块高速的内存用来保存经常访问的数据从而提高读写效率的方法来折中的解决,这块嵌入的内存就被称为高速缓存。

说到缓存,这东西应用现在已经是无处不在,从处于上层的应用,到操作系统层,再到磁盘控制器,还有CPU内部,单个磁盘的内部也都存在缓存,所有这些缓存存在的目的都是相同的,就是提高系统执行的效率。当然在这里我们只关心跟IO性能相关的缓存,与IO性能直接相关的几个缓存分别是文件系统缓存(File System Cache)、磁盘控制器缓存(Disk Controller Cache)和磁盘缓存(Disk Cache,也称为Disk Buffer),不过当在计算一个磁盘系统性能的时候文件系统缓存也是不会考虑在内的,因此我们重点考察的就是磁盘控制器缓存和磁盘缓存。

不管是控制器缓存还是磁盘缓存,他们所起的作用主要是分为三部分:缓存数据、预读(Read-ahead)和回写(Write-back)。

缓存数据

首先是系统读取过的数据会被缓存在高速缓存中,这样下次再次需要读取相同的数据

的时候就不用在访问磁盘,直接从缓存中取数据就可以了。当然使用过的数据也不可

能在缓存中永久保留的,缓存的数据一般那是采取LRU算法来进行管理,目的是将长

时间不用的数据清除出缓存,那些经常被访问的却能一直保留在缓存中,直到缓存被

清空。

预读

预读是指采用预读算法在没有系统的IO请求的时候事先将数据从磁盘中读入到缓存

中,然后在系统发出读IO请求的时候,就会实现去检查看看缓存里面是否存在要读取

的数据,如果存在(即命中)的话就直接将结果返回,这时候的磁盘不再需要寻址、

旋转等待、读取数据这一序列的操作了,这样是能节省很多时间的;如果没有命中则

再发出真正的读取磁盘的命令去取所需要的数据。

缓存的命中率跟缓存的大小有很大的关系,理论上是缓存越大的话,所能缓存的数据

也就越多,这样命中率也自然越高,当然缓存不可能太大,毕竟成本在那儿呢。如果

一个容量很大的存储系统配备了一个很小的读缓存的话,这时候问题会比较大的,因

为小缓存缓存的数据量非常小,相比整个存储系统来说比例非常低,这样随机读取(数

据库系统的大多数情况)的时候命中率也自然就很低,这样的缓存不但不能提高效率

(因为绝大部分读IO都还要读取磁盘),反而会因为每次去匹配缓存而浪费时间。

执行读IO操作是读取数据存在于缓存中的数量与全部要读取数据的比值称为缓存命中率(Read Cache Hit Radio),假设一个存储系统在不使用缓存的情况下随机小IO读取能达到150IOPS,而它的缓存能提供10%的缓存命中率的话,那么实际上它的IOPS可以达到150/(1-10%)=166。回写

首先说一下,用于回写功能的那部分缓存被称为写缓存(Write Cache)。在一套写缓存

打开的存储中,操作系统所发出的一系列写IO命令并不会被挨个的执行,这些写IO

的命令会先写入缓存中,然后再一次性的将缓存中的修改推到磁盘中,这就相当于将

那些相同的多个IO合并成一个,多个连续操作的小IO合并成一个大的IO,还有就是

将多个随机的写IO变成一组连续的写IO,这样就能减少磁盘寻址等操作所消耗的时

间,大大的提高磁盘写入的效率。

读缓存虽然对效率提高是很明显的,但是它所带来的问题也比较严重,因为缓存和普

通内存一样,掉点以后数据会全部丢失,当操作系统发出的写IO命令写入到缓存中后

即被认为是写入成功,而实际上数据是没有被真正写入磁盘的,此时如果掉电,缓存

中的数据就会永远的丢失了,这个对应用来说是灾难性的,目前解决这个问题最好的

方法就是给缓存配备电池了,保证存储掉电之后缓存数据能如数保存下来。

和读一样,写缓存也存在一个写缓存命中率(Write Cache Hit Radio),不过和读缓存命中情况不一样的是,尽管缓存命中,也不能将实际的IO操作免掉,只是被合并了而已。

控制器缓存和磁盘缓存除了上面的作用之外还承当着其他的作用,比如磁盘缓存有保存IO命令队列的功能,单个的磁盘一次只能处理一个IO命令,但却能接收多个IO命令,这些进入到磁盘而未被处理的命令就保存在缓存中的IO队列中。

top RAID(Redundant Array Of Inexpensive Disks)

如果你是一位数据库管理员或者经常接触服务器,那对RAID应该很熟悉了,作为最廉价的存储解决方案,RAID早已在服务器存储中得到了普及。在RAID的各个级别中,应当以RAID10和RAID5(不过RAID5已经基本走到头了,RAID6正在崛起中,看看这里了解下原因)应用最广了。下面将就RAID0,RAID1,RAID5,RAID6,RAID10这几种级别的RAID展开说一下磁盘阵列对于磁盘性能的影响,当然在阅读下面的内容之前你必须对各个级别的RAID的结构和工作原理要熟悉才行,这样才不至于满头雾水,推荐查看wikipedia上面的如下条目:RAID,Standard RAID levels,Nested RAID levels。

RAID0

RAID0将数据条带化(striping)将连续的数据分散在多个磁盘上进行存取,系统发出的

IO命令(不管读IO和写IO都一样)就可以在磁盘上被并行的执行,每个磁盘单独执

行自己的那一部分请求,这样的并行的IO操作能大大的增强整个存储系统的性能。假

设一个RAID0阵列有n(n>=2)个磁盘组成,每个磁盘的随机读写的IO能力都达到140

的话,那么整个磁盘阵列的IO能力将是140*n。同时如果在阵列总线的传输能力允许

的话RAID0的吞吐率也将是单个磁盘的n倍。

RAID1

RAID1在容量上相当于是将两个磁盘合并成一个磁盘来使用了,互为镜像的两个磁盘

里面保存的数据是完全一样的,因此在并行读取的时候速度将是n个磁盘速度的总和,

但是写入就不一样了,每次写入都必须同时写入到两个磁盘中,因此写入速度只有n/2。RAID5

我们那一个有n(n>=3)个磁盘的RAID5阵列来看,首先看看RAID5阵列的读IO,RAID5

是支持并行IO的,而磁盘上的数据呈条带状的分布在所有的磁盘上,因此读IO的速

度相当于所有磁盘速度的总和。不过这是在没有磁盘损坏的情况下,当有一个磁盘故

障的时候读取速度也是会下降的,因为中间需要花时间来计算丢失磁盘上面的数据。

读取数据的情况相对就要复杂的多了,先来看下RAID5奇偶校验数据写入的过程,我

们把写入的数据称为D1,当磁盘拿到一个写IO的命令的时候,它首先会读取一次要

入的地址的数据块中修改之前的数据D0,然后再读取到当前条带中的校验信息P0,

接下来就根据D0,P0,D1这三组数据计算出数据写入之后的条带的奇偶校验信息P1,

最后发出两个写IO的命令,一个写入D1,另一个写入奇偶校验信息P1。可以看出阵

列在实际操作的时候需要读、读、写、写一共4个IO才能完成一次写IO操作,也就

是实际上的写入速度只有所有磁盘速度总和的1/4。从这点可以看出RAID5是非常不

适合用在要大批量写入数据的系统上的。

RAID6

RAID6和RAID5很类似,差别就在于RAID6多了一个用于校验的磁盘。就写IO速度

上来说这两个是完全一样的,都是所有磁盘IO速度的总和。

在写IO上也很是类似,不同的是RAID将一个命令分成了三次读、三次写一共6次IO

命令才能完成,也就是RAID6实际写入磁盘的速度是全部磁盘速度之和的1/6。可以

看出从写IO看RAID6比RAID5差别是很大的。

RAID10

RAID0读写速度都很好,却没有冗余保护;RAID5和RAID6都有同样的毛病就是写

入的时候慢,读取的时候快。那么RAID1呢?嗯,这里要说的就是RAID1,其实不管

是RAID10还是RAID01,其实都是组合大于2块磁盘时候的RAID1,当先镜像后条

带时候就称为RAID10,先条带后镜像的时候称为RAID01。从性能上看RAID01和

RAID10都是一样的,都是RAID1嘛,但是RAID10在重建故障磁盘的时候性能比

RAID01要快。

因为RAID10其实就是RAID1,所以它的性能与RAID1也就是一样的了,这里不需要

再做过多的讨论。

top四个性能指标的变化

top IO响应时间(IO Response Time)

在任何时候IO响应时间值得都是单个IO的响应时间,因此,不管磁盘是否组成了磁盘阵列,它的IO响应时间应该都是一样的。从前面的计算中我们可以看到,如果IO响应时间在10ms左右的话是很正常的,但是当IO响应时间比这个值超出太多的时候,你就要开始注意了,很可能就意味着此时你的磁盘系统已经成为了一个瓶颈。

top IOPS

综合上面两个部分的讨论我们来估算一下阵列下的磁盘总体IOPS,在这里我们先假设组成阵列的单个磁盘的随机读写的IOPS为140,读写缓存命中率都为10%,组成阵列的磁盘个数为4。

因为不管是那种阵列,磁盘的读取性能都是所有磁盘之和,所以可以得出下面的读取IOPS:read IOPS=disk_IOPS/(1-read_cache_hit_ratio)*disk_num=140/(1-10%)*4=622

而写入性能就完全不一样了,根据上面的讨论我们可以得出下面结论:

RAID0:1IO request=>need1actual IO on disk

RAID1:1IO request=>need2actual IO on disk

RAID5:1IO request=>need4actual IO on disk

RAID6:1IO request=>need6actual IO on disk

由此我们也可以计算出写入IOPS估算公式:

RAID0write IOPS=disk_IOPS/(1-write_cache_hit_ratio)*disk_num/acture_IO_num=

140/(1-10%)*4/1=622

RAID1write IOPS=disk_IOPS/(1-write_cache_hit_ratio)*disk_num/acture_IO_num=

140/(1-10%)*4/2=311

RAID5write IOPS=disk_IOPS/(1-write_cache_hit_ratio)*disk_num/acture_IO_num=

140/(1-10%)*4/4=155

RAID6write IOPS=disk_IOPS/(1-write_cache_hit_ratio)*disk_num/acture_IO_num=

140/(1-10%)*4/6=103

实际上从通过上面的计算方法我们还可以估算当给定一个要求的IOPS的情况下,估计下使用各个阵列级别所需要的磁盘的数量。当然我们上面的计算方法只是一个估算,我们忽略很多其他的因素,得出的只是一个大概的数值,不过在实际的应用还是有一定的参考作用的。

本篇最后附送一个计算磁盘系统IOPS的网站――wmarow’s disk & disk array calculator,这个网站提供的计算公式还考虑了诸如阵列条带大小以及主机方面的因素,很有参考价值,至于怎么选择合适的条带大小,请参考【延伸阅读】部分。

top传输速度(Transfer Rate)/吞吐率(Throughput)

实际上估算除了随机读写的IOPS也就知道了随机读写的吞吐率。对于顺序读写的呢,还是跟前一篇所讲的一样,主要受限于磁盘的限制,不能再拿IOPS来衡量了。

random_throughtput=random_IOPS*IO_chunk_size

top延伸阅读

?Disk Buffer

?The Linux Page Cache and pdflush

?RAID

?Standard RAID levels

?Nested RAID levels

?wmarow’s disk & disk array calculator

?Picking the right stripe size

IO系统性能之三:在Linux中监视IO性能

dd命令

iostat命令

理解iostat的各项输出

iostat的应用实例

附:在Windows中监视IO性能

延伸阅读

top dd命令

dd其实是工作于比较低层的一个数据拷贝和转换的*nix平台的工具,但是因为dd命令支持*nix 平台的一些特殊设备,因此我们可以利用dd命令的这个特性来简单的测试磁盘的性能。

先说一下两个相关的特殊设备

/dev/null

空设备,通常用作输出设备,这个是*nix系统上面的黑洞,所有送到这个空设备上的内容都会凭空消失。

/dev/zero

空字符,通常用作输入,从/dev/zero中读取时,它能源源不断的提供空字符(ASCII NUL, 0×00)出来,要多少有多少。

于是就有了下面的用法:

?测试磁盘的写入

/usr/bin/time dd if=/dev/zero of=/tmp/foo bs=4k count=1024000

这个命令时往磁盘的文件/tmp/foo中写入一个4G大小的文件,当然文件的内容全部是空字符了,同时用/usr/bin/time来对命令的执行进行计时,命令中的bs指的是写入文件时的块大小,其实就相当于Oracle中的block大小了,count是写入的块数。采取这种方法来写入数据时只是测试的连续读磁盘的性能,而不是随机读的性能,不能采取这种方法检查一个机器的IOPS的,只能检查磁盘的吞吐率。

?测试磁盘的读取

/usr/bin/time dd if=/tmp/foo of=/dev/null bs=4k

上面的命令是从/tmp/foo文件中读取数据,然后扔掉,这里bs用的是读取时块的大小。和上面写入的命令一样,这样测试的仅仅是最大的读取性能,而不是随机IO的性能。

?还能读写同时测试

/usr/bin/time dd if=/tmp/foo of=/tmp/foo2 bs=4k

在上面的命令中都用到了time命令对操作进行计时,这样才能正确的进行判断。要记住的一点是dd命令只能够提供一个大概的测试,通过这个简单的命令可以对磁盘系统的最大性能有一个大概的了解,要了解更详细的信息还要通过其他方法来查看。

top iostat命令

top理解iostat的各项输出

在Linux中,我们执行一个iostat -x命令,我们能看到如下的输出

$iostat -x

Linux 2.4.21-50a6smp (linux) 11/03/2009

avg-cpu: %user %nice %sys %iowait %idle

0.42 0.00 0.26 0.47 98.86

Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util

hdc 0.01 0.00 0.00 0.00 0.07 0.00 0.03 0.00 24.48 0.00 4.90 4.57 0.00

hda 0.89 8.54 0.74 4.49 12.60 104.22 6.30 52.11 22.32 0.03 5.41 1.0 1 0.53

我们先列举一下各个性能指标的简单说明。

rrqm/s

每秒进行merge的读操作数目。

wrqm/s

每秒进行merge的写操作数目。

r/s

每秒完成的读I/O设备次数。

w/s

每秒完成的写I/O设备次数。

rsec/s

每秒读扇区数。

wsec/s

每秒写扇区数。

rkB/s

每秒读K字节数。

wkB/s

每秒写K字节数。

avgrq-sz

平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区)。

avgqu-sz

平均I/O队列长度。

await

平均每次设备I/O操作的等待时间(毫秒)。

svctm

平均每次设备I/O操作的服务时间(毫秒)。

%util

一秒中有百分之多少的时间用于I/O操作,或者说一秒中有多少时间I/O队列是非空的。要理解这些性能指标我们先看下图

IO的执行过程的各个参数

上图的左边是iostat显示的各个性能指标,每个性能指标都会显示在一条虚线之上,这表明这个性能指标是从虚线之上的那个读写阶段开始计量的,比如说图中的w/s从Linux IO scheduler开始穿过硬盘控制器(CCIS/3ware),这就表明w/s统计的是每秒钟从Linux IO scheduler通过硬盘控制器的写IO的数量。

结合上图对读IO操作的过程做一个说明,在从OS Buffer Cache传入到OS Kernel(Linux IO scheduler)的读IO操作的个数实际上是rrqm/s+r/s,直到读IO请求到达OS Kernel层之后,有每秒钟有rrqm/s个读IO操作被合并,最终转送给磁盘控制器的每秒钟读IO的个数为r/w;在进入到操作系统的设备层(/dev/sda)之后,计数器开始对IO操作进行计时,最终的计算结果表现是await,这个值就是我们要的IO响应时间了;svctm是在IO操作进入到磁盘控制器之后直到磁盘控制器返回结果所花费的时间,这是一个实际IO操作所花的时间,当await与svctm相差很大

的时候,我们就要注意磁盘的IO性能了;而avgrq-sz是从OS Kernel往下传递请求时单个IO的大小,avgqu-sz则是在OS Kernel中IO请求队列的平均大小。

现在我们可以将iostat输出结果和我们前面讨论的指标挂钩了。

平均单次IO大小(IO Chunk Size) <=> avgrq-sz

平均IO响应时间(IO Response Time) <=> await

IOPS(IO per Second) <=> r/s + w/s

吞吐率(Throughtput) <=> rkB/s + wkB/s

top iostat的应用实例

top观察IO Scheduler的IO合并(IO Merge)

前面说过IO在执行过程中会被合并以提高效率,下面就结合dd命令和iostat命令看一下。

我们先执行dd命令,设置bs参数值为1k,完整命令如下

dd if=/dev/zero of=test bs=1k count=1024000

同时打开另外一个终端执行iostat命令,这里只查看变化那个磁盘的更改,每秒刷新一次数据,完整命令如下

iostat -x hdc7 1

然后我们可以得到下面的结果

Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util

hdc7 0.00 9447.00 0.00 776.00 0.00 80616.00 0.00 40308.00 103.89 480.18 805.95 1.29 100.00

软件系统性能的常见指标

衡量一个软件系统性能得常见指标有: 1、响应时间(Response time) 响应时间就就是用户感受软件系统为其服务所耗费得时间,对于网站系统来说,响应时间就就是从点击了一个页面计时开始,到这个页面完全在浏览器里展现计时结束得这一段时间间隔,瞧起来很简单,但其实在这段响应时间内,软件系统在幕后经过了一系列得处理工作,贯穿了整个系统节点。根据“管辖区域”不同,响应时间可以细分为: (1)服务器端响应时间,这个时间指得就是服务器完成交易请求执行得时间,不包括客户端到服务器端得反应(请求与耗费在网络上得通信时间),这个服务器端响应时间可以度量服务器得处理能力。 (2)网络响应时间,这就是网络硬件传输交易请求与交易结果所耗费得时间、?(3)客户端响应时间,这就是客户端在构建请求与展现交易结果时所耗费得时间,对于普通得瘦 客户端Web应用来说,这个时间很短,通常可以忽略不计;但就是对于胖客户端Web应用来说,比如Java applet、AJAX,由于客户端内嵌了大量得逻辑处理,耗费得时间有可能很长,从而成为系统得瓶颈,这就是要注意得一个地方。?那么客户感受得响应时间其实就是等于客户端响应时间+服务器端响应时间+网络响应时间。细分得目得就是为了方便定位性能瓶颈出现在哪个节点上(何为性能瓶颈,下一节中介绍)。2?.吞吐量(Throughput) 吞吐量就是我们常见得一个软件性能指标,对于软件系统来说,“吞”进去得就是请 求,“吐”出来得就是结果,而吞吐量反映得就就是软件系统得“饭量",也就就是系统得处理能力,具体说来,就就是指软件系统在每单位时间内能处理多少个事务/请求/单位数据等。但它得定义比较灵活,在不同得场景下有不同得诠释,比如数据库得吞吐量指得就是单位时间内,不同SQL语句得执行数量;而网络得吞吐量指得就是单位时间内在网络上传输得数据流量。吞吐量得大小由负载(如用户得数量)或行为方式来决定。举个例子,下载文件比浏览网页需要更高得网络吞吐量、?3。资源使用率(Resource utilization) 常见得资源有:CPU占用率、内存使用率、磁盘I/O、网络I/O。 我们将在Analysis结果分析一章中详细介绍如何理解与分析这些指标。 4.点击数(Hits per second) 点击数就是衡量WebServer处理能力得一个很有用得指标。需要明确得就是:点击数不就是我们通常理解得用户鼠标点击次数,而就是按照客户端向WebServer发起了多少次http请求计算得,一次鼠标可能触发多个http请求,这需要结合具体得Web系统实现来计算。 5、并发用户数(Concurrentusers)?并发用户数用来度量服务器并发容量与同步协调能力。在客户端指一批用户同时执行一个操作。并发数反映了软件系统得并发处理能力,与吞吐量不同得就是,它大多就是占用套接字、句柄等操作系统资源。 另外,度量软件系统得性能指标还有系统恢复时间等,其实凡就是用户有关资源与时间得要求都可以被视作性能指标,都可以作为软件系统得度量,而性能测试就就是为了验证这些性能指标就是否被满足。 //-———---——-----—--------—----—————---—-——----———---——--—-—-———--—--——-—-—-----————----——------—--—-—---- 软件性能得几个主要术语

软件系统安全规范

一、引言 1.1目的 随着计算机应用的广泛普及,计算机安全已成为衡量计算机系统性能的一个重要指标。 计算机系统安全包含两部分内容,一是保证系统正常运行,避免各种非故意的错误与损坏;二是防止系统及数据被非法利用或破坏。两者虽有很大不同,但又相互联系,无论从管理上还是从技术上都难以截然分开,因此,计算机系统安全是一个综合性的系统工程。 本规范对涉及计算机系统安、全的各主要环节做了具体的说明,以便计算机系统的设计、安装、运行及监察部门有一个衡量系统安全的依据。 1.2范围 本规范是一份指导性文件,适用于国家各部门的计算机系统。 在弓I用本规范时,要根据各单位的实际情况,选择适当的范围,不强求全面采用。 二、安全组织与管理 2.1安全机构 2.1.1单位最高领导必须主管计算机安全工作。 2.1.2建立安全组织: 2.1.2.1安全组织由单位主要领导人领导,不能隶属于计算机运行或应用部门。 2.1.2.2安全组织由管理、系统分析、软件、硬件、保卫、审计、人事、通信等有关方面人员组成。 2.1.2.3安全负责人负责安全组织的具体工作。 2.1.2.4安全组织的任务是根据本单位的实际情况定期做风险分析,提出相应的对策并监督实施。 2.1.3安全负责人制: 2.1.3.I确定安全负责人对本单位的计算机安全负全部责任。 2.1.3.2只有安全负责人或其指定的专人才有权存取和修改系统授权表及系统特权口令。 2.1.3.3安全负责人要审阅每天的违章报告,控制台操作记录、系统日志、系统报警记录、系统活动统计、警卫报告、加班报表及其他与安全有关的材料。2.1.3.4安全负责人负责制定安全培训计划。 2.1.3.5若终端分布在不同地点,则各地都应有地区安全负责人,可设专职,也可以兼任,并接受中心安全负责人的领导。 2.1.3.6各部门发现违章行为,应向中心安全负责人报告,系统中发现违章行为要通知各地有关安全负责人。 2.1.4计算机系统的建设应与计算机安全工作同步进行。 2.2人事管理 2.2.1人员审查:必须根据计算机系统所定的密级确定审查标准。如:处理机要信息的系统,接触系统的所有工作人员必须按机要人员的标准进行审查。

函数总结大全!

一次函数 一、定义与定义式: 自变量x和因变量y有如下关系: y=kx+b 则此时称y是x的一次函数。 特别地,当b=0时,y是x的正比例函数。 即:y=kx (k为常数,k≠0) 二、一次函数的性质: 1.y的变化值与对应的x的变化值成正比例,比值为k 即:y=kx+b (k为任意不为零的实数b取任何实数) 2.当x=0时,b为函数在y轴上的截距。 三、一次函数的图像及性质: 1.作法与图形:通过如下3个步骤 (1)列表; (2)描点; (3)连线,可以作出一次函数的图像——一条直线。因此,作一次函数的图像只需知道2点,并连成直线即可。(通常找函数图像与x轴和y轴的交点)2.性质:(1)在一次函数上的任意一点P(x,y),都满足等式:y=kx+b。(2)一次函数与y轴交点的坐标总是(0,b),与x轴总是交于(-b/k,0)正比例函数的图像总是过原点。 3.k,b与函数图像所在象限:

当k>0时,直线必通过一、三象限,y随x的增大而增大; 当k<0时,直线必通过二、四象限,y随x的增大而减小。 当b>0时,直线必通过一、二象限; 当b=0时,直线通过原点 当b<0时,直线必通过三、四象限。 特别地,当b=O时,直线通过原点O(0,0)表示的是正比例函数的图像。 这时,当k>0时,直线只通过一、三象限;当k<0时,直线只通过二、四象限。 四、确定一次函数的表达式: 已知点A(x1,y1);B(x2,y2),请确定过点A、B的一次函数的表达式。 (1)设一次函数的表达式(也叫解析式)为y=kx+b。 (2)因为在一次函数上的任意一点P(x,y),都满足等式y=kx+b。所以可以列出2个方程:y1=kx1+b ……①和y2=kx2+b ……②(3)解这个二元一次方程,得到k,b的值。 (4)最后得到一次函数的表达式。 五、一次函数在生活中的应用: 1.当时间t一定,距离s是速度v的一次函数。s=vt。 2.当水池抽水速度f一定,水池中水量g是抽水时间t的一次函数。设水池中原有水量S。g=S-ft。

软件系统性能的常见指标

衡量一个软件系统性能的常见指标有: 1.响应时间(Response time) 响应时间就是用户感受软件系统为其服务所耗费的时间,对于网站系统来说,响应时间就是从点击了一个页面计时开始,到这个页面完全在浏览器里展现计时结束的这一段时间间隔,看起来很简单,但其实在这段响应时间内,软件系统在幕后经过了一系列的处理工作,贯穿了整个系统节点。根据“管辖区域”不同,响应时间可以细分为: (1)服务器端响应时间,这个时间指的是服务器完成交易请求执行的时间,不包括客户端到服务器端的反应(请求和耗费在网络上的通信时间),这个服务器端响应时间可以度量服务器的处理能力。 (2)网络响应时间,这是网络硬件传输交易请求和交易结果所耗费的时间。 (3)客户端响应时间,这是客户端在构建请求和展现交易结果时所耗费的时间,对于普通的瘦客户端Web应用来说,这个时间很短,通常可以忽略不计;但是对于胖客户端Web应用来说,比如Java applet、AJAX,由于客户端内嵌了大量的逻辑处理,耗费的时间有可能很长,从而成为系统的瓶颈,这是要注意的一个地方。 那么客户感受的响应时间其实是等于客户端响应时间+服务器端响应时间+网络响应 时间。细分的目的是为了方便定位性能瓶颈出现在哪个节点上(何为性能瓶颈,下一节中介绍)。 2.吞吐量(Throughput) 吞吐量是我们常见的一个软件性能指标,对于软件系统来说,“吞”进去的是请求,“吐”出来的是结果,而吞吐量反映的就是软件系统的“饭量”,也就是系统的处理能力,具体说来,就是指软件系统在每单位时间内能处理多少个事务/请求/单位数据等。但它的定义比较灵活,在不同的场景下有不同的诠释,比如数据库的吞吐量指的是单位时间内,不同SQL语句的执行数量;而网络的吞吐量指的是单位时间内在网络上传输的数据流量。吞吐量的大小由负载(如用户的数量)或行为方式来决定。举个例子,下载文件比浏览网页需要更高的网络吞吐量。 3.资源使用率(Resource utilization) 常见的资源有:CPU占用率、内存使用率、磁盘I/O、网络I/O。 我们将在Analysis结果分析一章中详细介绍如何理解和分析这些指标。 4.点击数(Hits per second) 点击数是衡量Web Server处理能力的一个很有用的指标。需要明确的是:点击数不是我们通常理解的用户鼠标点击次数,而是按照客户端向Web Server发起了多少次http请求计算的,一次鼠标可能触发多个http请求,这需要结合具体的Web系统实现来计算。5.并发用户数(Concurrent users) 并发用户数用来度量服务器并发容量和同步协调能力。在客户端指一批用户同时执行一个操作。并发数反映了软件系统的并发处理能力,和吞吐量不同的是,它大多是占用套接字、句柄等操作系统资源。 另外,度量软件系统的性能指标还有系统恢复时间等,其实凡是用户有关资源和时间的要求都可以被视作性能指标,都可以作为软件系统的度量,而性能测试就是为了验证这些性能指标是否被满足。

系统功能需求

目录 1.系统设计目标 (4) 2.系统设计需求 (4) 3.系统模块设计 (4) 3.1业务需求 (4) 3.2系统需求 (4) 3.3用户需求 (5) (1)资料管理: (5) (2)采购管理: (5) (3)销售管理: (5) (4)库存管理: (5) (5)统计分析 (5) (6)系统管理: (5) 4.系统用例图模型的建立 (5) 4.1系统角色 (5) 图4.1 (6) 4.2超市进销存管理系统的顶层用例图【功能角色分析】 (6) 图4.2 (7) 4.3销售管理子系统的用例图 (7) 图4.3 (7) 4.4采购管理子系统的用例图 (8) 图4.4 (8) 4.5库存管理子系统的用例图 (8)

图4.5 (9) 4.6统计分析子系统的用例图 (9) 图4.6 (10) 4.7身份验证子系统的用例图 (10) 图4.7 (11) 5.系统序列图模型的建立 (11) 图5.1 供应商信息录入序列图 (12) 图5.2 商品采购序列图 (13) 图5.3 商品入库序列图 (14) 图5.4商品销售序列图 (15) 6.系统状态图模型的建立 (15) 6.1商品采购状态图说明: (15) 图6.1 商品采购状态图 (16) 6.2商品入库状态图说明: (16) 图6.2 商品入库状态图 (16) 6.3商品销售状态图说明: (16) 图6.3 商品销售状态图 (17) 7.系统活动图模型的建立 (17) 7.1采购活动图 (17) 图7.1 商品采购活动图 (18) 7.2入库活动图 (18) 图7.2 商品入库活动图 (19) 7.3入库活动图 (19) 图7.3 商品销售活动图 (20)

最新基本初等函数经典总结

第十二讲 基本初等函数 一:教学目标 1、掌握基本初等函数(指数函数、对数函数、幂函数)的基本性质; 2、理解基本初等函数的性质; 3、掌握基本初等函数的应用,特别是指数函数与对数函数 二:教学重难点 教学重点:基本初等函数基本性质的理解及应用; 教学难点:基本初等函数基本性质的应用 三:知识呈现 1.指数与指数函数 1).指数运算法则:(1)r s r s a a a +=; (2)()s r rs a a =; (3)()r r r ab a b =; (4)m n m n a a =; (5)m n n m a a -= (6),||,n n a n a a n ?=??奇偶 2). 指数函数:形如(01)x y a a a =>≠且 2.1)对数的运算: 1、互化:N b N a a b log =?= 2、恒等:N a N a =log 3、换底: a b b c c a log log log = 指数函数 01 图 象 表达式 x y a = 定义域 R 值 域 (0,)+∞ 过定点 (0,1) 单调性 单调递减 单调递增

推论1 a b b a log 1log = 推论2 log log log a b a b c c ?= 推论3 log log m n a a n b b m =)0(≠m 4、N M MN a a a log log log += log log log a a a M M N N =- 5、M n M a n a log log ?= 2)对数函数: 3.幂函数 一般地,形如 a y x =(a R ∈)的函数叫做幂函数,其中 a 是常数 1)性质: (1) 所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都通过点(1, 1); 对数函 数 01 图 象 表达式 log a y x = 定义域 (0,)+∞ 值 域 R 过定点 (1,0) 单调性 单调递减 单调递增

衡量软件性能的指标

衡量软件性能的指标 1.1、响应时间 响应时间是指系统对请求作出响应的时间。直观上看,这个指标与人对软件性能的主观感受是非常一致的,因为它完整地记录了整个计算机系统处理请求的时间。由于一个系统通常会提供许多功能,而不同功能的处理逻辑也千差万别,因而不同功能的响应时间也不尽相同,甚至同一功能在不同输入数据的情况下响应时间也不相同。所以,在讨论一个系统的响应时间时,人们通常是指该系统所有功能的平均时间或者所有功能的最大响应时间。当然,往往也需要对每个或每组功能讨论其平均响应时间和最大响应时间。 对于单机的没有并发操作的应用系统而言,人们普遍认为响应时间是一个合理且准确的性能指标。需要指出的是,响应时间的绝对值并不能直接反映软件的性能的高低,软件性能的高低实际上取决于用户对该响应时间的接受程度。对于一个游戏软件来说,响应时间小于100毫秒应该是不错的,响应时间在1秒左右可能属于勉强可以接受,如果响应时间达到3秒就完全难以接受了。而对于编译系统来说,完整编译一个较大规模软件的源代码可能需要几十分钟甚至更长时间,但这些响应时间对于用户来说都是可以接受的。 1.2、系统响应时间和应用延迟时间 虽然软件性能指标本身只涉及软件性能的度量,但考虑到软件性能测试的主要目的是测试和改善所开发软件的性能,对于复杂的网络化的软件而言,简单地用响应时间进行度量就不一定合适了。 考虑一个普通的网站系统。开发该网站系统时,软件开发实际上只集中在服务器端,因为客户端的软件是标准的浏览器。虽然用户看到的响应时间时使用特定客户端计算机上的特定浏览器浏览该网站的响应时间,但是在讨论软件性能时更关心所开发网站软件本身的“响应时间”。也就是说,可以把用户感受到的响应时间划分为“呈现时间”和“系统响应时间”,前者是指客户端的浏览器在接收到网站数据时呈现页面所需的时间,而后者是指客户端接收到用户请求到客户端接收到服务器发来的数据所需的时间。显然,软件性能测试更关心“系统响应时间”,因为“呈现时间”与客户端计算机和浏览器有关,而与所开发的网站软件没有太大的关系。 如果仔细分析这个例子,还可以把“系统响应时间”进一步分解

控制系统性能指标

本章主要内容: 1控制系统的频带宽度 2系统带宽的选择 3确定闭环频率特性的图解方法 4闭环系统频域指标和时域指标的转换 五、闭环系统的频域性能指标

1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度 当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时,对应的频率称为带宽频率,记为ωb。即当ω> ωb 2。Ig ΦO)∣<20?∣ΦQ,0)∣-3 而频率范围 根据带宽定义,对高于带宽频率的正弦输入信号,系统输岀将呈现较大的衰减,因此选取适当的带宽,可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力,降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时,对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、丨型和II型系统的带宽 Φ(-0 = -―- 凶为开环系s?j?ι翌,,E 所以20 Igl Φ(J?) = 2Glg 1 / JiT応孑=20Ig-L 二阶系虬的例环传禺为, (】)(,¥,〕= — ~ Λ'+2CΓ?1S +Λ?; 1 圜为I (I I(√,3) =L ∕∣ T此∕?>3+4ζ,T?∕∕? = ?∣2 叫=叫[(1 -2√2) + √(l-2ζ*3)2+l P 2、系统带宽的选择 由于系统会受多种非线性因素的影响,系统的输入和输岀端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声,因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能的影响,即应使系统对输入信号具有良好的跟踪能力和对扰动信号具有较强的抑制能力。 总而言之,系统的分析应区分输入信号的性质、位置,根据其频谱或谱密度以及相应的传递函数选择合适带宽,而系统设计主要是围绕带宽来进行的。 3、确定闭环频率特性的图解方法 b)称为系统带宽

估算网站系统性能需求与性能需求指标

估算网站系统性能需求与性能需求指标 一,时间特性的要求: 普遍情况下,根据国际标准3-5-8原则推算业务处理时间。 登陆时间最长不超过5秒。 检索票务时间不超过5秒。 页面之间跳转时间不超过3秒。 平均时间在3~5秒以内。 二,系统容量需要求: 静态用户(注册用户)在5 000以上 动态用户(在线用户)在1 500以上 并发数200以上 三,一般网站构建系统需求: (1)检查系统在200个用户的负载下,所有业务动作是否可用及稳定。 (2)检查系统在200个用户的负载下,连续运行72小时过程中,用户登陆、订票、检索票务等业务动作是否可用及稳定。 (3)检查系统在1 500个用户在线(1 500x20%),即300个并发用户操作的负载下,连续运行72小时过程中,以上业务动作是否可用及稳定。(80/20原则,即80%的压力是由20%用户产生的) (4)检查系统在8.0 GB业务数据、1 500个用户在线(1 500x20%),即300个并发用户运行的负载下,连续运行72小时过程中,以上业务动作是否可用及稳定。 四,性能需求指标 根据既有的性能需求对本系统的用户访问量、系统处理能力、业务处理能力、 系统响应时间、 容灾需求性能指标、 网络流量等5个主要方面进行分析估算。其中部分指标也参考测试行业标准,得出该项目具体性能指标。 1.并发用户指标 300≥并发用户数≥160(估算并结合前面系统需求动态用户1500*20%得出)

2.系统稳定性指标 系统有效工作时间要求≥99.5%(用行业标准得出) Web服务持续稳定工作时间≥3天(72小时)(用行业标准得出) 3.系统吞吐量指标(多层体系结构) 完成业务情况(数据库容量)≥140万(笔)交易(客户给出的性能需求) 4.业务处理能力性能指标 在业务高峰时,每分钟能够同时处理150笔数据维护更新操作;100笔的数据查询操作。(估算得出) 在150个并发用户访问时,确定条件的信息查询响应时间小于8秒钟。(用行业标准得出) 每笔业务的响应时间在5秒以内。(用行业标准得出) 登录要求响应时间在5秒以内。(用行业标准得出) 业务处理(每秒请求数)≥4次/秒(估算得出) TPS(每秒交易数)≥150(估算得出) 5.容灾需求性能指标(多层体系结构) 并发用户数≥400(估算得出) 每天完成业务情况≥70万(笔)交易(用行业标准得出) 每分钟完成的业务≥500(笔)交易(估算得出) 6.网络流量分析估算 假设执行每笔业务时,假设大约占用10Kbps资源,同时不考虑网络带宽在传输 过程中的效率损失,表6-1给出了对网络带宽的需求。 表6-1 网络带宽的需求表(无效率损失) 类型年度 吞吐量 (年) 高峰期单位 时间 交易量(/min) 日高峰期每分钟 数据 传输量(Kb/Min) 日高峰期每分 钟数据 传输量(Kb/s) 常规2007 140万136 1 360 22.6 2008 161万157 1 570 26.2 2009 185万180 1 800 30 2010 212万207 2 070 34.5

软件性能的几个指标

1.1、响应时间 响应时间是指系统对请求作出响应的时间。直观上看,这个指标与人对软件性能的主观感受是非常一致的,因为它完整地记录了整个计算机系统处理请求的时间。由于一个系统通常会提供许多功能,而不同功能的处理逻辑也千差万别,因而不同功能的响应时间也不尽相同,甚至同一功能在不同输入数据的情况下响应时间也不相同。所以,在讨论一个系统的响应时间时,人们通常是指该系统所有功能的平均时间或者所有功能的最大响应时间。当然,往往也需要对每个或每组功能讨论其平均响应时间和最大响应时间。 对于单机的没有并发操作的应用系统而言,人们普遍认为响应时间是一个合理且准确的性能指标。需要指出的是,响应时间的绝对值并不能直接反映软件的性能的高低,软件性能的高低实际上取决于用户对该响应时间的接受程度。对于一个游戏软件来说,响应时间小于100毫秒应该是不错的,响应时间在1秒左右可能属于勉强可以接受,如果响应时间达到3秒就完全难以接受了。而对于编译系统来说,完整编译一个较大规模软件的源代码可能需要几十分钟甚至更长时间,但这些响应时间对于用户来说都是可以接受的。 1.2、系统响应时间和应用延迟时间

虽然软件性能指标本身只涉及软件性能的度量,但考虑到软件性能测试的主要目的是测试和改善所开发软件的性能,对于复杂的网络化的软件而言,简单地用响应时间进行度量就不一定合适了。 考虑一个普通的网站系统。开发该网站系统时,软件开发实际上只集中在服务器端,因为客户端的软件是标准的浏览器。虽然用户看到的响应时间时使用特定客户端计算机上的特定浏览器浏览该网站的响应时间,但是在讨论软件性能时更关心所开发网站软件本身的“响应时间”。也就是说,可以把用户感受到的响应时间划分为“呈现时间”和“系统响应时间”,前者是指客户端的浏览器在接收到网站数据时呈现页面所需的时间,而后者是指客户端接收到用户请求到客户端接收到服务器发来的数据所需的时间。显然,软件性能测试更关心“系统响应时间”,因为“呈现时间”与客户端计算机和浏览器有关,而与所开发的网站软件没有太大的关系。 如果仔细分析这个例子,还可以把“系统响应时间”进一步分解为“网络传输时间”和“应用延迟时间”,其中前者是指数据(包括请求数据和响应数据)在客户端和服务器端进行传输的时间,而后者是指网站软件实际处理请求所需的时间。类似的,软件性能测试也更关心“应用延迟时间”。实际上,这种分解还可以继续下去,如果该网站系统使用了数据库,我们可以把“数据库延迟时间”分离出来,如果该网站系统使用了中间件,还可以把“中间件延迟时间”也分离出来。 以上的时间分解实际上有两方面的目的。首先,人们通常希望把与所开发软件直接相关的延迟时间和与所开发软件爱你不直接相关的延迟时间分离开,因为改善前者往往需要开发人员修改程序代码,而改善后者不需

功函数总结解读

功函数:是体现电子传输能力的一个重要物理量,电子在深度为χ的势阱内,要使费米面上的电子逃离金属,至少使之获得W=X-E F的能量,W称为脱出功又称为功函数;脱出功越小,电子脱离金属越容易。另外,半导体的费米能级随掺杂和温度而改变,因此,半导体的功函数不是常数。 功函测量方法:光电子发射阈值法、开尔文探针法和热阴极发射阻挡电势法、热电子发射法、场发射法、光电子发射法以及电子束(或离子束减速电势(retarding potential法、扫描低能电子探针法等。 紫外光电谱(UPS测量功函数 1.测量所需仪器和条件 仪器:ESCALAB250多功能表面分析系统。 技术参数:基本真空为3×10-8Pa, UPS谱测量用Hel(21.22eV,样品加-3.5 V偏压;另外,测量前样品经Ar+离子溅射清洗, Ar+离子能量为2keV,束流密度为 0.5μA/mm2。运用此方法一般除ITO靶材外, 其它样品都是纯金属标样。 2.原理

功函数:φ=hv+ E Cutoff-E Fermi 3.测量误差标定 E Fermi标定:费米边微分 E Cutoff标定:一是取截止边的中点, 另一种是由截止边拟合的直线与基线的交点。 4.注意事项 测试样品与样品托(接地要接触良好,特别是所测试样的表面与样品托之间不能存在电阻。 用Fowler-Nordheim(F-N公式测定ITO功函数 1.器件制备 双边注入型单载流子器件ITO/TPD(NPB/Cu 原料:较高迁移率的空穴传输材料TPD和NPB作有机层,功函数较高且比较稳定的Cu作电极,形成了双边空穴注入的器件。 制备过程:IT0玻璃衬底经有机溶剂和去离子水超声清洗并烘干后,立即置于钟罩内抽真空,在1×10-3 Pa的真空下依次蒸镀有机层(TPD或NPB和金属电极Cu。

系统性能优化方案

系统性能优化方案 (第一章) 系统在用户使用一段时间后(1年以上),均存在系统性能(操作、查询、分析)逐渐下降趋势,有些用户的系统性能下降的速度非常快。同时随着目前我们对数据库分库技术的不断探讨,在实际用户的生产环境,现有系统在性能上的不断下降已经非常严重的影响了实际的用户使用,对我公司在行业用户内也带来了不利的影响。 通过对现有系统的跟踪分析与调整,我们对现有系统的性能主要总结了以下几个瓶颈: 1、数据库连接方式问题 古典C/S连接方式对数据库连接资源的争夺对DBServer带来了极大的压力。现代B/S连接方式虽然不同程度上缓解了连接资源的压力,但是由于没有进行数据库连接池的管理,在某种程度上,随着应用服务器的不断扩大和用户数量增加,连接的数量也会不断上升而无截止。 此问题在所有系统中存在。 2、系统应用方式(架构)问题(应用程序设计的优化) 在业务系统中,随着业务流程的不断增加,业务控制不断深入,分析统计、决策支持的需求不断提高,我们现有的业务流程处理没有针对现有的应用特点进行合理的应用结构设计,例如在‘订单、提油单’、‘单据、日报、帐务的处理’关系上,单纯的数据关系已经难以承载多元的业务应用需求。 3、数据库设计问题(指定类型SQL语句的优化)

目前在系统开发过程中,数据库设计由开发人员承担,由于缺乏专业的数据库设计角色、单个功能在整个系统中的定位模糊等原因,未对系统的数据库进行整体的分析与性能设计,仅仅实现了简单的数据存储与展示,随着用户数据量的不断增加,系统性能逐渐下降。 4、数据库管理与研究问题(数据存储、物理存储和逻辑存储的优化) 随着系统的不断增大,数据库管理员(DBA)的角色未建立,整个系统的数据库开发存在非常大的随意性,而且在数据库自身技术的研究、硬件配置的研究等方面未开展,导致系统硬件、系统软件两方面在数据库管理维护、研究上无充分认可、成熟的技术支持。 5、网络通信因素的问题 随着VPN应用技术的不断推广,在远程数据库应用技术上,我们在实际设计、开发上未充分的考虑网络因素,在数据传输量上的不断加大,传统的开发技术和设计方法已经无法承载新的业务应用需求。 针对以上问题,我们进行了以下几个方面的尝试: 1、修改应用技术模式 2、建立历史数据库 3、利用数据库索引技术 4、利用数据库分区技术 通过尝试效果明显,仅供参考!

系统功能要求

系统功能要求: 为了全面研究基于应用服务供应商(APPLICATION SERVICE PROVIDER ,ASP)模式的大规模网络化制造信息系统所面临的内外部安全威胁和可信问题,本系统将从生产线源头做起,通过把生产线消耗的能量转化为网络流量,结合制造自动化网络信息系统的其他网络数据流,构成基础网络数据源,进行捕获和存储,测量网络流量特性,建立网络流量安全性指标体系,通过与现有网络安全手段相结合,建立合理、经济的制造自动化网络信息安全管理与防护体系的基础研究平台,研究数据保密性问题,解决制造自动化网络信息系统中的关键可信安全问题。在此基础上,建立多场景的实时图形可视化系统,展示相关研究成果。 能量仿真要求能够提供反映网络化制造能量及其数据流的测试环境,能够对电能进行本地储存,实现仿真系统和市电电网之间电能的双向传递与电能流量的精确控制,可以实时监测并读取储能设备的状态数据,可以实时提供物理环境与信息系统之间测量与控制的双向通信,支持以太网网络环境,并提供可二次开发的API接口。 技术配置及要求: 1、大规模流量处理系统1套:支持2.5G以上高带宽的网络流量线速捕获和线 速发送,能够对接收到的数据报文进行快速、高效的高性能处理,能够标记数据报文的时间戳信息,能根据报文时间戳信息保证数据报文按时间序列保序存储和发送,支持特定特征数据包的快速匹配和分析,能够把高带宽的网络流量线速存储为标准得PCAP文件,并进行实时存储,配置要求: 1)支持2.5G以上流量捕获,支持PCI-E 1.1 规范,提供PCI-E 4X 模式的总 线接口,支持2.5G以上高带宽的网络流量线速捕获和线速发送,支持中断聚合与批量处理方式,支持多队列负载均衡,支持零拷贝技术,能够减少接收数据报文过程中CPU 的占用率,支持多种队列组合,能够将网络负载有效分担到不同的处理器对列上,支持特定特征数据包的快速匹配和分析,能够把高带宽的网络流量线速存储为标准得PCAP文件,配置必要的2.5G POS光接口模块; 2)处理主机:双颗四核处理器,主频≥3.0GHz,内存≥8GB,450G SAS 15000rpm 硬盘≥16块。

控制系统性能指标

控制系统性能指标

第五章线性系统的频域分析法 一、频率特性四、稳定裕度 二、开环系统的典型环节分解 五、闭环系统的频域性能指标 和开环频率特性曲线的绘制 三、频率域稳定判据 本章主要内容: 1 控制系统的频带宽度 2 系统带宽的选择 3 确定闭环频率特性的图解方法 4 闭环系统频域指标和时域指标的转换 五、闭环系统的频域性能指标

1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度 当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时,对应的频率称为带宽频率,记为ωb。即当ω>ωb 而频率范围(0,ωb)称为系统带宽。 根据带宽定义,对高于带宽频率的正弦输入信号,系统输出将呈现较大的衰减,因此选取适当的带宽,可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力,降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时,对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、I型和II型系统的带宽 2、系统带宽的选择 由于系统会受多种非线性因素的影响,系统的输入和输出端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声,因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能的影响,即应使系统对输入信号具有良好的跟踪能力和对扰动信号具有较强的抑制能力。 总而言之,系统的分析应区分输入信号的性质、位置,根据其频谱或谱密度以及相应的传递函数选择合适带宽,而系统设计主要是围绕带宽来进行的。 3、确定闭环频率特性的图解方法

1、尼科尔斯图线 设开环和闭环频率特性为 4、闭环系统频域指标和时域指标的转换 工程中常用根据相角裕度γ和截止频率ω估算时域指标的两种方法。 相角裕度γ表明系统的稳定程度,而系统的稳定程度直接影响时域指标σ%、ts。 1、系统闭环和开环频域指标的关系 系统开环指标截止频率ωc与闭环带宽ωb有着密切的关系。对于两个稳定程度相仿的系统,ωc 大的系统,ωb也大;ωc小的系统,ωb也小。 因此ωc和系统响应速度存在正比关系,ωc可用来衡量系统的响应速度。又由于闭环振荡性指标谐振Mr和开环指标相角裕度γ都能表征系统的稳定程度。 系统开环相频特性可表示为

3性能测试赛题A6BS资产管理系统性能测试要求

任务四:性能测试 1、执行性能测试 本部分按照软件性能测试任务书要求,执行性能测试;使用性能测试工具LoadRunner ,录制脚本、回放脚本、配置参数、设置场景、执行性能测试并且 截图,截图需粘贴在性能测试总结报告中。性能测试具体要求如下: 。录制用户登录、资本录制:录制脚本协议选择“Web-HTTP/HTML ” 产维修模块进行维修登记、用户退出操作。录制完成后脚本名称命名为C_wx 。录制脚本具体要求如下: 用户登录操作录制在init ;资产维修登记操作录制在Action ;用户退出操作录制在end 。 Action 录制维修登记,使用资产名称为ZCLZ 开头的数据进行维修登记录制;对资产维修登记操作设置集合点和事务。集合点名称:R_wx ;事务名称:T_wx;维修登记成功后设置检查点,使用资产列表中新登记成功的资产名称作 为检查点,检查是否维修登记成功。 截图要求:一共3 张图,分别为:① init 登录部分脚本截图,包含左侧菜单;② Action 中进行维修登记操作部分截图,包括集合点、事务、检查点代码; ③end 退出部分脚本截图。 制完成脚本回放:脚本录制完成后使用回放功能对脚本的正确性进行校验。脚 本回放具体要求如下: 回放需要对脚本参数进行修改,使用资产名称为ZCHF 开头的数据进行回放;检查点检查资产名称。回放操作完成,查看Loadrunner 回放日志。 截图要求:一共 2 张图,分别为:①资产维修登记脚本截图;②回放概

要(Replay Summary )截图。 本参数设置要求:脚本回放成功后可继续进行下面的操作。进行性能测试之前 需先对资产名称进行参数化设置。脚本参数设置要求如下: 使用资产名称为ZCYL 开头的数据进行维修登记参数配置;资产名称参 数名称:value ,参数类型选择:File,输入50 条资产名称对应值,每次迭代取唯一值。 检查资产名称,检查点参数名称:title ,参数类型选择:File,取值规则选择同value 值相同行。 截图要求:一共 2 张图,分别为:①资产名称参数化截图;②检查点参 数化截图。 填写表格:填写性能测试总结报告中表格,表格中填写value 和title 参数值。 景设置:按照要求设置虚拟用户个数以及进行场景配置,配置要求如下:设置50 个虚拟用户。 设置集合点策略,选择设置25 个虚拟用户到达集合点时释放。 场景策略:场景名称:C_wx ,虚拟用户总数50 ,用户递增数量25,递增间隔5 秒,场景运行到所有Vuser 运行结束。 截图要求:一共 3 张图,分别为:①集合点设置策略截图;②Design 中的场景设置策略和交互计划图截图;③场景执行完成后Run 界面截图,包括运行结果。 形结果分析:场景执行完成后,需对测试结果进行截图操作,需要

控制系统性能指标

第五章线性系统的频域分析法 一、频率特性四、稳定裕度 二、开环系统的典型环节分解 五、闭环系统的频域性能指标 和开环频率特性曲线的绘制 三、频率域稳定判据 本章主要内容: 1 控制系统的频带宽度 2 系统带宽的选择 3 确定闭环频率特性的图解方法 4 闭环系统频域指标和时域指标的转换 五、闭环系统的频域性能指标

1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度 当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时,对应的频率称为带宽频率,记为ωb。即当ω>ωb 而频率范围(0,ωb)称为系统带宽。 根据带宽定义,对高于带宽频率的正弦输入信号,系统输出将呈现较大的衰减,因此选取适当的带宽,可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力,降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时,对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、I型和II型系统的带宽 2、系统带宽的选择 由于系统会受多种非线性因素的影响,系统的输入和输出端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声,因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能的影响,即应使系统对输入信号具有良好的跟踪能力和对扰动信号具有较强的抑制能力。 总而言之,系统的分析应区分输入信号的性质、位置,根据其频谱或谱密度以及相应的传递函数选择合适带宽,而系统设计主要是围绕带宽来进行的。 3、确定闭环频率特性的图解方法

1、尼科尔斯图线 设开环和闭环频率特性为 4、闭环系统频域指标和时域指标的转换 工程中常用根据相角裕度γ和截止频率ω估算时域指标的两种方法。 相角裕度γ表明系统的稳定程度,而系统的稳定程度直接影响时域指标σ%、ts。 1、系统闭环和开环频域指标的关系 系统开环指标截止频率ωc与闭环带宽ωb有着密切的关系。对于两个稳定程度相仿的系统,ωc大的系统,ωb也大;ωc小的系统,ωb也小。 因此ωc和系统响应速度存在正比关系,ωc可用来衡量系统的响应速度。又由于闭环振荡性指标谐振Mr和开环指标相角裕度γ都能表征系统的稳定程度。 系统开环相频特性可表示为

Access的各种函数归纳总结

1、数组的使用 Dim 数组名( [下标下界to ] 下标上界) [As 数据类型] Dim 数组名( [ 下界to ] 上界[ , …] ) [ As 数据类型] 说明:As选项缺省时,数组中各元素为变体数据类型。 下标下界的默认值为0,如果设置下标下界为非0值,则要使用to选项。 例子:Dim aa ( 5 ) As Single Dim bb ( 1 to 10 , 2 to 20 ) As String Dim cc ( 2 to 5 , 3 to 7 , 10) As Boolean Dim dd ( 3 , 1 to 4 ) 可以在模块的通用声明部分用Option Base来指定数组的默认下标下界。 Option Base 1 设置数组的下标下界为1 Option Base 0 设置数组的下标下界为默认值 2、整除 对两个操作数做除法运算并返回一个整数。 当操作数是小数时,首先被四舍五入为整型或长整型,然后再进行整除运算。 如果运算结果是小数,系统自动将其截断为整型或长整数,不再进行四舍五入处理。 3、取模 对两个操作数做除法运算并返回余数 如果操作数有小数时,则系统将其四舍五入为整数后再进行运算。 结果的正负号与被除数相同 4、& 运算符&两边的操作数可以是字符型、数值型或日期型。进行连接操作前先将数值型、日期型转换为字符型,然后再做连接运算。 5、+ 如果两边的操作数都是数字字符串,则做字符串连接运算 如果两边的操作数都是数值型,则做普通的加法运算 如果一个是数字字符串,另一个为数值型,则系统自动将数字字符串转化为数值,然后进行算术加法运算。 如果一个是非数字字符串,另一个为数值型,则出错 6、关系运算符号< > = 如果参与比较的两个操作数都是数值型,则按它们的大小进行比较。 如果参与比较的两个操作数都是字符型,则从左到右一一对应比较。 汉字字符按汉语拼音比较大小,且大于西文字符 字母不区分大小写,且大于数字 汉字字符>西文字符(大小写相同)>数字>空格 7、绝对值函数 Abs(<数值表达式>) 例题:Abs(-25/5)=5 8、向下取整 Int(<数值表达式>) 参数为负值时返回小于等于参数值的最大负数。 例题:Int(3.56)=3 Int(-3.56)=-4

模拟通信系统性能指标

模拟通信系统性能指标 知识点归纳: 通信系统的主要性能指标 通信系统的性能指标指涉及有效性、可靠性、标准性、经济性及可维护性等,但设计或评价通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性。有效性主要是指消息传输的“速度”,而可靠性主要是指消息传输的“质量”。 对于模拟通信系统来说,有效性可以用消息占用的有效带宽来度量,可靠性可以用接受端输出的信噪比来度量。 对于数字通信系统来说,度量其有效性的主要性能指标是传输速率和频带利用率,可靠性主要指标是差错率。 数字系统的性能指标 有效性 有效性时通信系统传输信息的数量上的表征,时指给定信道和时间内传输信息的多少。数字通信系统中的有效性通常用码元速率RB、信息速率Rb和频带利用率衡量。 1.码元速率 码元速率RB也称为传码率、符号传输速率等定义:码元速率RB是指每秒钟传输码元的数目。单位:为波特(baud),简记为B, 例如,某系统在 2 秒内共传送 4800 个码元,则该系统的传码率为 2400B 。 虽然数字信号由二进制和多进制的区分,但码元速率与信号的进制无关,只与一个码元占有时间Tb有关,RB=1/Tb。 2 .信息速率 定义:信息速率(Rb)是指每秒传输的信息量。单位:比特/秒(bit/s),简记(b/s) 例如,若某信源在 1 秒钟内传送 1200 个符号,且每一个符号的平均信息量为 l ( bit ),则该信源的信息传输速率 =1200b/s 或 1200bps 。对于传输二进制数字信号,则Rb为二进制码元数目/秒,对于传输N二进制数字信号,有Rb=RBlog2M 式中RB为M进制数字信号的码元速率。二进制时,码元速率与信息速率数值相等,只是单位不同。 3.频带利用率 在比较不同的数字通信系统的效率时,仅仅看他们的信息传输速率是不够的。因为即使是两个系统的信息传输的速率相同,他们所占用的频带宽度也可能不同。从而效率也不同。对于相同的信道频带,传输的信息量越来越高。所以用来衡量数字通信系统传输效率指标(有效性)应当是单位频带内的传输速率,即 n=符号传输速率/频带宽度(波特/赫) 对于二进制传输,则可以表示为 n=信息传输速率/频带宽度(比特/秒*.赫) 可靠性

一次函数性质小结(经典总结)

一次函数的图像、性质总结(阅读+理解) 一、一次函数的图像 Name 1.正比例函数y=kx (k ≠0,k 是常数)的图像是经过O (0,0)和M (1,k )两点的一条直线(如图13-17).(1)当k >0时,图像经过原点和第一、三像限;(2)k <0时,图像经过原点和第二、四像限. 2.一次函数y=kx+b (k 是常数,k ≠0)的图像是经过A (0,b )和B (- k b ,0)两点的一条直线,当kb ≠0时,图像(即直线)的位置分4种不同情况: (1)k >0,b >0时,直线经过第一、二、三像限,如图13-18A (2)k >0,b <0时,直线经过第一、三、四像限,如图13-18B (3)k <0,b >0时,直线经过第一、二、四像限,如图13-18C (4)k <0,b <0时,直线经过第二、三、四像限,如图13-18D 3.一次函数的图像的两个特征 (1)对于直线y=kx+b(k ≠0),当x=0时,y=b 即直线与y 轴的交点为A (0,b ),因此b 叫直线在y 轴上的截距. (2)直线y=kx+b(k ≠0)与两直角标系中两坐标轴的交点分别为A (0,b )和B (-k b ,0). 4.一次函数的图像与直线方程 (1)一次函数y=kx+b(k ≠0)的图像是一条直线,因此y=kx+b(k ≠0)也叫直线方程.但直线方程不一定都是一次函数. (2)与坐标轴平行的直线的方程. ①与x 轴平行的直线方程形如:y=a (a 是常数).a >0时,直线在x 轴上方;a=0时,

直线与x轴重合;a<0时,直线在x轴下方.(如图13-19) ②与y轴平行的直线方程形如x=b(b是常数),b>0时,直线在y轴右方,b=0时,直线与y轴重合;b<0时,直线在y轴左方,(如图13-20). 二、两条直线的关系 1.与坐标轴不平行的两条直线l1:y1=k1x+b1,l2:y2=k2x+b, 若l1与l2相交,则k1≠k2,其交点是联立这两条直线的方程,求得的公共解; 若l1与l2平行,则k1= k 2. 三、一次函数的增减性 1.增减性如果函数当自变量在某一取范围内具有函数值随自变量的增加(或减少)而增加(或减少)的性质,称为该函数当自变量在这一取值范围内具有增减性,或称具有单调性. 2.一次函数的增减性 一次函数y=kx+b在x取全体实数时都具有如下性质: (1)k>0时,y随x的增加而增加; (2)k<0时,y随x的增加而减小. 3.用待定系数法求一次函数的解析式: 若已知一次函数的图像(即直线)经过两个已在点A(x1,y1)和B(x2,y2)求这个一次函数的解析式,其方法和步骤是: (1)设一次函数的解析式:y=kx+b(k≠0) (2)将A、B两点的坐标代入所设函数的解析式,得两个方程:y1=kx1+b① y2=kx2+b②(3)联立①②解方程组,从而求出k、b值. 这一先设系数k、b,从而通过解方程求系数的方法以称为待定系数法.

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