Linux实验报告二(熟悉常用的linux操作实验一报告)

http://www.itjxue.com  2023-02-02 18:44  来源:未知  点击次数: 

Linux进程通信实验报告

一、实验目的:

进一步认识并发(并行)执行的概念,区别顺序执行和并发(并行)执行。

分析进程争用临界资源的现象,学习解决进程排斥的方法。

二、实验环境:

一台至少具有256MB内存的计算机,并安装Red Hat Linux 9的Linux操作系统。

三、实验内容:

1. 预备知识

fork函数调用:创建一个新进程。

getpid函数调用:获得一个进程的pid。

lockf系统的调用:在进程同步控制中为进程加锁。

2. 编写一段程序(程序名为fork1.c),使用系统调用fork()创建两个子进程。当此程序运行时,在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符:父进程显示字符“a”,子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。

(1)进入Linux操作系统。

(2)打开终端。进入vi编译器。

(3)输入源程序代码。

(4)按Esc键,进入命令模式后,输入“: wq文件名”就可以运行该程序了。

simple类型的逻辑磁盘是提升性能还是提升数据可靠性

作用: 用来存放数据(二进制方式来管理数据)

分类

机械硬盘

固态硬盘

机械硬盘组成

盘片: 上面布满磁性颗粒,保存写入数据

主轴: 带动盘片转动,转到磁头的下方

读/写磁头: 负责数据的读写

磁头臂: 带动磁头,将磁头移动到指定位置

控制电路: 控制硬盘的速度,磁头臂的移动等等

机械磁盘的属性

磁道: 盘片围绕在主轴周围的同心环,编号由外至内从0累加

扇区: 磁道上被分成的更小的单位,也是磁盘中保存数据最小的存储单元,一般大小为512k,也有更大的扇区4K

柱面: 在同一个磁盘中,所有盘片相同位置编号的磁道形成的一个圆柱

机械磁盘工作方式

主轴带动盘片做圆周运动,磁头臂带动磁头直径运动

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机械硬盘

常用总线协议/磁盘类型

SCSI协议

SCSI(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口)最初是一种为了小型机研制的接口技术,用于主机与外部设备之间的连接(最多可以连接16个设备)

SCSI 协议是主机与存储磁盘通信的基本协议

DAS 使用SCSI 协议实现主机服务器与存储设备的互连

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并行SCSI 的演变

(1981年)最初由 Shugart Associates、 NCR开发,名字为SASI

ANSI 承认其为工业标准

SCSI 的版本

SCSI-1

定义了线缆长度,信号特征,命令和传输模式

使用8 位窄总线,最大传输率为 5MB/s

SCSI-2

定义了通用命令集(Common Command Set, 简称CCS)

提高了性能,可靠性,新增了一些特性

SCSI-3

SCSI最新版本

由多个相关的标准组成,不再是一个大文件

SCSI-3 架构

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SCSI命令协议(应用层)

各类型设备通用的主要命令

传输层协议

设备间互连和信息共享的标准规则,scsi-3、fc等等

物理层互连

接口细节: 比如电信号传输方法和数据传输模式

SCSI 协议模型

主机到存储磁盘间的通信由启动器发起,由目标器接收和处理

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SCSI 协议寻址

总线号: 区分不同的SCSI 总线

设备ID: 区分SCSI 总线上不同的设备

逻辑单元号: 区分SCSI 设备中的子设备

ATA 和 SATA

高级技术附件(Advanced Technology Attachment)是上世纪90 年代桌面机标准

采用可编程IO 技术,速度和智能性不高

SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是ATA 技术的升级版本,曾是桌面电脑ATA 接口硬盘的主要替代技术

因容量大,价格便宜,在企业级服务器和存储系统中曾广泛的被使用

现在多被更加智能的NL-SAS 接口的硬盘替代

Serial Attached SCSI(串行 SCSI 协议)

在企业级存储系统中,SAS(Serial Attached SCSI)接口已经取代并行连接SCSI 和 SATA 接口

特点

采用点对点连接方式

高带宽(300M/s,600M/s)

效率高

支持热插拔

I/O(Input/Ouput)操作

单个IO

操作系统内核发出一个读IO命令,当控制磁盘的控制器接到这个指令后,控制器会给磁盘发送一个读数据的指令,并同时将要读取数据块的地址传送给磁盘,然后硬盘读取数据传送给控制器,并由控制器返回给操作系统,完成一个IO操作

读写IO

写磁盘为写IO,读数据为读IO

随机访问(Random Access) 与连续访问(Sequential Access): 由当此IO 给出的扇区地址与上次IO 结束的扇区地址相差得是否较大决定

顺序IO模式(Queue Mode)/并发IO模式(Burst Mode): 由磁盘组一次能执行的IO 命令个数决定

完整的IO操作

当控制器对硬盘发出一个IO操作指令的时候,磁盘的磁头臂带动读写磁头离开着陆区,然后移动到要操作初始数据块所在的磁道正上方,此过程为寻道,消耗的时间为寻道时间

磁头等到盘片旋转到初始数据块所在扇区的正上方,此时才能进行数据的读取,这个过程称之为旋转时间

然后读取相应数据,直到完成这次IO所操作的全部数据,这个过程所花费的时间称之为数据传送时间

寻道时间

全程寻道时间: 磁头横跨整个磁盘的宽度所用的时间(着陆区 -- 最外层0磁道)

平均寻道时间: 一般为全程寻道时间的1/3

道间寻道时间: 磁头在相邻磁道之间所用的时间

旋转时延

决定于主轴的转动速度

平均旋转动延迟: 完全旋转用时的一半

5400 rpm的磁盘平均旋转时延: 5.5ms

15000 rpm的磁盘的平均旋转时延: 2.0ms

数据传输时延

数据传输时延决定于数据传输速度,即单位时间内传输的数据量

内部传输速度: 数据从盘片扇区上传送到硬盘上的内部缓存的速度

外部传输速度: 接口的标称速度

IOPS

IOPS是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能力的参数,对于单个磁盘,计算其完成一次IO所需要的时间来推算其IOPS

IOTime = 寻道时间 + 60s/转速/2 + IOChunkSize/传输速度

IOPS = 1/IOTime = 1 / (寻道时间 + 60s/转速/2 + IOChunkSize/传输速度)

单个IO大小

寻道时间(ms)

旋转延迟(ms)

c传输时延(ms)

IO服务时间(ms)

IOPS

4K

5

2

4K/40MB = 0.1

7.1

140

8K

5

2

8K/40MB = 0.2

7.2

139

16K

5

2

16K/40MB = 0.4

7.4

135

32K

5

2

32K/40MB = 0.8

7.8

128

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

带宽(Throughput)

带宽是指磁盘在实际使用的时候从磁盘系统总线上流过的数据量,也称为磁盘的实际传输速率

带宽 = IOPS * IO大小

利用率和响应时间

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固态硬盘

价格逐渐下降,容量越来越大,固态硬盘(SSD)变得越来越流行

SSD原理

使用flash 技术存储信息

内部没有机械结构

耗电量更小

散热小

噪音小

基于SSD的使用频率,其使用寿命有限

SSD的3中主要的类型

SLC(Single Level Cell): 单层式存储单元

MLC(Multi Level Cell): 多层式存储单元

TLC(Triple Levle Cell): 三层式存储单元

SLC-MLC-TLC

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在SLC 中,每个存储单元(cell)只存1bit数据: 0或1

在MLC 中,每个存储单元(cell)可存2bit数据: 00, 01, 10, 11

在TLC 中,每个存储单元(cell)可存3bit数据: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111

固态硬盘的磨损

对SSD 盘的可靠性影响最大的其抗磨损能力,即其cell能被擦写的次数

企业级的SCL、MLC和TLC 在抗磨损方面的区别明显

类型

容量

可擦写次数

单位容量价格

SLC

约100,000

eMLC(企业级别)

中等

约30,000

中等

cMLC(消费者)

中等

5000~10,000

TLC

500~1,000

很低

固态硬盘结构

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无高速旋转部件,性能高、功耗低

多通道并发,通道内Flash颗粒复用时许

支持TCQ/NCQ,一次响应多个IO请求

典型响应时间低于0.1ms

SDD 性能优势

响应时间短

机械硬盘的机械特性导致大部分时间浪费在寻道和机械延迟上,数据传输效率收到严重制约

读写效率高

机械硬盘在进行随机读写曹祖时,磁头不停的移动,导致读写效率低下

而SSD 通过内部控制器计算出数据的存放位置,直接进行存取操作,故效率高

SSD 功耗优势

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进程的同步与互斥实验报告Linux?

相交进程之间的关系主要有两种,同步与互斥。所谓互斥,是指散步在不同进程之间的若干程序片断,当某个进程运行其中一个程序片段时,其它进程就不能运行它 们之中的任一程序片段,只能等到该进程运行完这个程序片段后才可以运行。所谓同步,是指散步在不同进程之间的若干程序片断,它们的运行必须严格按照规定的 某种先后次序来运行,这种先后次序依赖于要完成的特定的任务。

显然,同步是一种更为复杂的互斥,而互斥是一种特殊的同步。

也就是说互斥是两个线程之间不可以同时运行,他们会相互排斥,必须等待一个线程运行完毕,另一个才能运行,而同步也是不能同时运行,但他是必须要安照某种次序来运行相应的线程(也是一种互斥)!

总结:互斥:是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的。

同步:是指在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源

Linux实验报告 第八章

linux实验报告

第八章?

帮助命令

? 内建命令????? 通常在 Linux 系统加载运行时 shell 就被加载并驻留在系统内存中 解析内部命令shell不需要创建子进程,执行命令速度比外部快

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一个是天生自带的天赋技能,一个是后天得来附加技能。我们可以使用 type 命令来区分命令是内建的还是外部的

帮助命令的使用

1,help命令?

若环境中没有help命令,可以进入bash中内置该命令

若实验环境是 zsh,而 zsh 中内置并没有 help 命令,我们可以进入 bash 中,在 bash 中内置有该命令

使用? help ls????????

help 命令是用于显示 shell 内建命令的简要帮助信息

help 命令只能用于显示内建命令的帮助信息

外部命令的话基本上都有一个参数--help

2,man 命令

man 没有内建与外部命令的区分,因为 man 工具是显示系统手册页中的内容

3,info命令

如果man现实的信息都还不够,可以使用info

急!!!!!!!!!求一份linux实验报告 在线等

谁出的脑残题目0.0这有什么可分析的。。aling拥有了两个组的所有权限,组合后拥有了对txt的写入权限。。

操作系统管理Linux 系统进程实验报告

什么是进程

比如:windows上安装的QQ,我们会将其称为QQ程序,那么当QQ运行之后,在任务管理器中,我们可以看到QQ程序在运行着,此时,我们称其为:QQ进程。

言简意赅总结:当我们运行一个程序,那么我们将该程序叫进程

注意:

1.当程序运行为进程后,系统会为该进程分配内存,以及运行的身份和权限。

2.在进程运行的过程中,服务器上回有各种状态来表示当前进程的指标信息。

进程是已启动的可执行程序的运行实例,进程有以下组成部分:

分配内存, 已分配内存的地址空间

安全属性, 进程的运行身份和权限

进程代码, 运行一个或多个的线程

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静态程序, 二进制文件, 静态/bin/ls, /usr/sbin/sshd

动态进程, 程序运行的过程, 有生命周期及运行状态

进程的运行环境,包括以下几个部分:

局部和全局变量

当前的调度上下文

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给进程分配对应的pid,ppid

程序和进程的区别

1.程序是数据和指令的集合,是一个静态的概念,比如/bin/ls、/bin/cp等二进制文件,同事程序可以长期存在系统中。

2.进程是一个程序的运行过程,是一个动态概念,进程是存在生命周期概念的,也就是说进程会随着程序的终止而销毁,不会永远在系统中存在。

进程的生命周期

?

程序运行时进程的状态关系:

1.当父进程接收到任务调度时,会通过fork派生子进程来处理,那么子进程会集成父进程的衣钵。

2.子进程在处理任务代码时,父进程会进入等待的状态...

3.如果子进程在处理任务过程中,父进程退出了,子进程没有退出,那么这些子进程就没有父进程来管理了,就变成了僵尸进程。

4.每个进程都会有自己的PID号,(process id)子进程则PPID

(责任编辑:IT教学网)

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