在高性能计算领域,I/O性能已经成为影响计算机性能的重要因素。为了提高I/O性能,人们开发了层次式存储系统。而当前常用的I/O性能评价基准如S3D I/O、,BTIO、MADbench2、FLASH I/O等等,虽然广泛应用于各种场合,但因其自身并不具有局部性,并不适用于层次式存储系统,故而现在仍缺乏针对层次式存储系统的I/O性能评价基准。本文提出一种适用于层次式存储系统进行I/O性能评价的评价基准IDX I/O bench。文章的主要工作如下:首先,本文针对层次式存储系统结构及其I/O性能变化进行了分析,指出了其执行I/O的数据量与I/O性能变化之间的关系,并构建了相关的I/O性能评价模型。在层次式存储系统中,当I/O数据量增大时,I/O性能随之逐渐降低。由于其变化的特性,常用评价基准评价的一个具体的数据量下的I/O性能无法将层次式存储系统的I/O性能准确地描述出来。为此我们构建了I/O性能模型和I/O效率模型,从层次式存储系统的整体性能和I/O过程中不同数据量时的I/O性能变化率两方面着手,综合地将层次式存储系统的I/O性能及其变化过程表述了出来。其次,本文对IDX数据结构进行了研究分析,寻找其适用于层次式存储系统I/O性能评价的特性。因为应用程序针对IDX数据结构的访问具有良好的局部性,适用于层次式存储系统。同时,IDX数据结构中,其数据的粒度和跨度随着分辨率的提高在不断变化,进而可以对I/O模式造成影响。故而利用IDX数据结构,设计开发具体的I/O性能评价基准,可以实现针对层次式存储系统、多种I/O模式进行评价。再次本文设计并实现了一种针对层次式存储结构的IO性能基准测试程序,该测试程序具有层次式访问,及拥有I/O模式中随机与顺序并存、不同I/O粒度并存、I/O过程中存在不同程度的锁竞争现象等四个特性。根据以上特性,分析设置了相应的计算结构及全局维度、局部维度、进程数、变量数、分辨率等多项相关参数,对其产生影响,以进一步影响设置I/O模式。最后,本文利用IDX I/O bench对具体的文件系统进行了I/O性能评价,与常用的I/O评价基准进行了对比,并在多种参数的限定、变化条件下执行了评价,得到了相应的实验数据,为进一步的研究工作奠定了基础。