随着微电子技术的进步，微处理器性能、内存速度迅速提高。磁盘I／O受限于机械设备，是计算机系统性能的主要瓶颈。为了缓解I／O瓶颈，并获得有较好性价比的I／O服务，集群虚拟盘阵已成为人们研究的热点。面向日趋多样化和分布化的I／O资源，本文深入研究了集群虚拟盘阵系统，主要创新性工作如下： 针对当今集群I／O子系统研究在动态性和异构性支持方面的不足，本文提出了动态异构虚拟盘阵系统的概念，目标是把异构、分布式的I／O资源，组织成并发、单映像和虚拟的盘阵，获得高效、容错和用户透明的I／O子系统。 针对动态异构虚拟盘阵系统的磁盘设备并行性，本文提出了基于I／O请求并发度指导的盘组划分策略，其核心思想是通过I／O请求的并发度去选择恰当数目的磁盘构成盘组。该策略首先根据RFBO方法确定应用程序I／O请求需要的并发设备数目，即请求并发度；然后通过最大满足与最小满足算法将各盘组的设备进行分配，使盘组的设备数目接近该盘组请求并发度。并发度指导的盘组划分策略的主要目的是为了使系统在盘组一级实现请求并发，并且使盘组的并发性组织具有对请求并发需求的适应性。 针对动态异构虚拟盘阵系统的磁盘设备异构性，本文提出了盘组OSUS(Optimal Stripe Unit Size)选择的NLZP方法。在动态异构虚拟盘阵系统中每个盘组采用数据片化存放数据，其中数据片大小SUS(Stripe Unit Size)是影响系统性能的重要参数。NLZP方法能根据盘组内各设备的产品特性和盘组的负载情况确定出盘组的OSUS，充分发挥异构设备的性能。 针对动态异构虚拟盘阵系统的动态性，本文给出了盘组重组决策的TDO方法；为了减少重组移动开销，本文提出了D／H映射算法：为了提高重组时系统服务的可用性，本文提出了基于负载预测的PBR在线重组策略，综合考虑系统客户端负载和系统处理能力，确定请求的重组速率。PBR是兼顾系统重组时间和系统服务可用性的折衷策略。