基本介紹
- 中文名：讀寫等待時間
- 外文名：read-write waiting time
- 學科：計算機
- 定義：等待數據讀出或寫入到存儲器時間
- 有關術語：存儲器
- 領域：計算機系統
簡介,存儲器,讀寫周期,存儲訪問時間,尋道時間,旋轉延遲時間,傳輸時間,直接存儲器訪問(DMA),I/O通道(I/O Channel),
簡介
讀寫等待時間是指CPU等待數據從存儲器讀出或寫入到存儲器的時間。由於CPU與存儲器速度不匹配，現在計算機系統一般都採用了多級存儲器結構。因此，對於處於不同等級存儲器，讀寫等待時間是不同的，對於主存儲器來說，讀寫等待時間可以是指讀寫周期。對於輔存來說，一般是指尋道時間、旋轉延遲時間和數據傳輸時間之和，即存儲訪問時間。為了減少CPU的讀寫等待時間，更多地去完成數據處理任務。I/O 控制方式採用多種方法，如DMA和I/O通道。
存儲器
存儲器（Memory）是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣，有很多層次，在數字系統中，只要能保存二進制數據的都可以是存儲器；在積體電路中，一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器，如RAM、FIFO等；在系統中，具有實物形式的存儲設備也叫存儲器，如記憶體條、TF卡等。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、電腦程式、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器（記憶體）和輔助存儲器（外存）,也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等，能長期保存信息。記憶體指主機板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程式，但僅用於暫時存放程式和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。
讀寫周期
讀寫周期是指對存儲器進行連續兩次存取操作所需要的最小時間間隔。讀寫周期長短一般與命中率有關。在計算機中，有很多套用都與讀寫周期有關，例如，動態隨機存取存儲器只能將數據保持很短的時間。為了保持數據，DRAM使用電容存儲，所以必須隔一段時間刷新（refresh）一次。動態隨機存取存儲器的刷新方式就與讀寫周期有關。
存儲訪問時間
存儲訪問時間，也可以稱之為存取時間，是指從啟動一次存儲器操作到完成該操作所經歷的時間。具體講，從一次讀操作命令發出到該指令完成，將數據讀入數據緩衝暫存器為止所經歷的時間。
尋道時間
這是指把磁臂(磁頭)移動到指定磁軌上所經歷的時間。該時間是啟動磁臂的時間 s 與磁頭移動 n 條磁軌所花費的時間之和，即
其中，m 是一常數，與磁碟驅動器的速度有關。對於一般磁碟，m = 0.2；對於高速磁碟，m≤0.1，磁臂的啟動時間約為 2 ms。這樣，對於一般的溫盤，其尋道時間將隨尋道距離的增加而增大，大體上是 5～30 ms。
旋轉延遲時間
這是指定扇區移動到磁頭下面所經歷的時間。不同的磁碟類型中，旋轉速度至少相差一個數量級，如軟碟為 300 r/min，硬碟一般為 7200～15 000 r/min，甚至更高。對於磁碟旋轉延遲時間而言，如硬碟，旋轉速度為 15000 r/min，每轉需時 4 ms，平均旋轉延遲時間為 2 ms；而軟碟，其旋轉速度為 300 r/min 或 600 r/min，這樣，平均
為 50～100 ms。
傳輸時間
這是指把數據從磁碟讀出或向磁碟寫入數據所經歷的時間。
的大小與每次所讀/寫的位元組數 b 和旋轉速度有關：
直接存儲器訪問(DMA)
雖然中斷驅動 I/O 比程式 I/O 方式更有效，但須注意，它仍是以字(節)為單位進行 I/O的，每當完成一個字(節)的 I/O 時，控制器便要向 CPU 請求一次中斷。換言之，採用中斷驅動 I/O 方式時的 CPU 是以字(節)為單位進行干預的。如果將這種方式用於塊設備的 I/O，顯然是極其低效的。例如，為了從磁碟中讀出 1 KB 的數據塊，需要中斷 CPU 1K 次。為了進一步減少 CPU 對 I/O 的干預而引入了直接存儲器訪問方式。該方式的特點是：
(1) 數據傳輸的基本單位是數據塊，即在 CPU 與 I/O 設備之間，每次傳送至少一個數據塊；
(2) 所傳送的數據是從設備直接送入記憶體的，或者相反；
(3) 僅在傳送一個或多個數據塊的開始和結束時，才需 CPU 干預，整塊數據的傳送是在控制器的控制下完成的。
可見，DMA 方式較之中斷驅動方式，又是成百倍地減少了 CPU 對 I/O 的干預，進一步提高了 CPU 與 I/O 設備的並行操作程度。
I/O通道(I/O Channel)
I/O通道(I/O Channel)設備的引入實際上，I/O通道是一種特殊的處理機。它具有執行I/O指令的能力，並通過執行通道(I/O)程式來控制I/O操作。但I/O通道又與一般的處理機不同，主要表現在以下兩個方面：一是其指令類型單一，這是由於通道硬體比較簡單，其所能執行的命令，主要局限於與I/O操作有關的指令；再就是通道沒有自己的記憶體，通道所執行的通道程式是放在主機的記憶體中的，換言之，是通道與CPU共享記憶體。
