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磁盘阵列技术广泛应用于提高存储系统的性能与可靠性。随着相关技术的进步，RAID基本技术已经不能满足更多的存储应用要求。开发不同存储结构和数据布局的磁盘阵列成为网络存储系统研究的需要。为不同类型的存储应用配置合适的磁盘阵列，其评估与优化方法问题就显得尤为重要。 磁盘阵列研究的目标，就是最大限度地开发其所具有的潜力和优势，满足不同存储应用的要求。在硬盘与RAID基本技术基础上，磁盘阵列研究取得了不同程度的进展，主要表现在存储结构与数据布局方面。存储结构涉及组成磁盘阵列的成分以及它们构成的系统，数据布局涉及物理数据布局、逻辑数据布局以及它们的访问方法。 由于存储结构的复杂性，许多评估与优化的方法都存在一定的局限性。定义磁盘阵列构成的存储系统的性能指标，并在此基础上建立磁盘阵列通用、可配置性能评估模型是必须的。多模块结构性能评估模型的方法研究，涉及模块划分、功能分配和应用方法，适用于不同的磁盘阵列的性能评估。选择合适的模块组合，并按每个模块选择合适的功能参数与策略，这样既有利于比较不同类型磁盘阵列的性能，也有利于比较同类磁盘阵列的不同优化策略的性能，从而有利于设计和配置更适合给定存储应用类型的磁盘阵列。两个不同磁盘阵列实例的分析结果显示，如果I/O路径位置和成分不同，模块功能选择与量化方法也不同。存储结构的优化问题涉及I/O路径上的关键成分:cache、阵列控制器和磁盘。尤其是cache和阵列控制器的优化策略与I/O路径的位置及成分有关，并且对I/O性能的影响重大。 对于阵列控制器，利用数据布局优化存储系统性能是一种非常有效的方法。有两种设备虚拟化方式:单系统单磁盘映像和分布式系统单I/O空间映像，它们导致磁盘阵列的逻辑数据布局不同。分析结果显示，采用逻辑数据布局方法可以通过提高文件数据的存储空间利用率和文件数据的访问效率来优化存储系统的性能。从离散数学的角度，所有磁盘阵列的物理数据布局，都可以简化为通用的模型，它可用来解决冗余信息编码与数据布局的兼容性、性能优化评估标准以及校验编码方案的检测问题。物理数据布局分析导出五个性能优化目标:冗余度、可用并行度、可用顺序协同度、校验组结构均匀化和周期带大小，同时导出循环依赖、同磁盘数据和校验置换等检测方法，以便提高校验编码方案的生成效率。多盘故障容错布局的类型分析，引出了双盘同时与非同时的故障容错两类性能优化问题。双盘同时故障容错数据布局RAID5x虽然冗余度高，但性能优化较好，而且校验编码更易于生成。 模拟数据结果可以用来揭示性能参数和策略之间的相互依赖关系。对磁盘访问效率，分带子段的大小、可用顺序协同度的大小和磁盘旋转速度都会产生影响，而调度策略、旋转速度、等待队列长度，也同样会产生影响。试验分析显示镜像布局、网络磁盘阵列请求分布、以及阵列存储分配策略之间存在不同程度的相互影响。