《操作系統(tǒng)原理》實(shí)驗(yàn)7-Linux存儲管理操作實(shí)踐

《操作系統(tǒng)原理》實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)序號：7 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：Linux存儲管理操作實(shí)踐學(xué)號姓名專業(yè)、班級實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笸ㄟ^本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，掌握Linux存儲管理相關(guān)操作的基本方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備（環(huán)境）及要求VMware虛擬機(jī)軟件，Ubuntu系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟學(xué)習(xí)使用free命令及其參數(shù)使用，列出執(zhí)行結(jié)果并解釋其中的意義?！さ谝恍校簍otal：物理內(nèi)存的總大小。used：已經(jīng)使用的物理內(nèi)存多小。free：空閑的物理內(nèi)存值。shared：多個進(jìn)程共享的內(nèi)存值。buffers/cached：磁盤緩存的大小?！さ诙校捍砦锢韮?nèi)存使用情況。·第三行(-/+buffers/cached)：代表磁盤緩存使用狀態(tài)?！さ谒男校篠wap表示交換空間內(nèi)存使用狀態(tài)。主要參數(shù)：－b－k－m：分別以（B、KB、MB）為單位顯示內(nèi)存使用情況。－sdelay：顯示每隔多少秒數(shù)來顯示一次內(nèi)存使用情況。－t：顯示內(nèi)存總和列。－o：不顯示緩沖區(qū)調(diào)節(jié)列。學(xué)習(xí)使用top命令及其參數(shù)使用，列出執(zhí)行結(jié)果并解釋其中的意義?！さ谝恍斜硎镜捻?xiàng)目依次為當(dāng)前時(shí)間、系統(tǒng)啟動時(shí)間、當(dāng)前系統(tǒng)登錄用戶數(shù)目、平均負(fù)載?！さ诙酗@示的是所有啟動的進(jìn)程、目前運(yùn)行的、掛起(Sleeping)的和無用(Zombie)的進(jìn)程?！さ谌酗@示的是目前CPU的使用情況，包括系統(tǒng)占用的比例、用戶使用比例、閑置(Idle)比例?！さ谒男酗@示物理內(nèi)存的使用情況，包括總的可以使用的內(nèi)存、已用內(nèi)存、空閑內(nèi)存、緩沖區(qū)占用的內(nèi)存?！さ谖逍酗@示交換分區(qū)使用情況，包括總的交換分區(qū)、使用的、空閑的和用于高速緩存的大小?！さ诹酗@示的項(xiàng)目最多，分別是：PID（ProcessID）：進(jìn)程標(biāo)示號。USER：進(jìn)程所有者的用戶名。PR：進(jìn)程的優(yōu)先級別。NI：進(jìn)程的優(yōu)先級別數(shù)值。VIRT：進(jìn)程占用的虛擬內(nèi)存值。RES：進(jìn)程占用的物理內(nèi)存值。SHR：進(jìn)程使用的共享內(nèi)存值。S：進(jìn)程的狀態(tài)，其中S表示休眠，R表示正在運(yùn)行，Z表示僵死狀態(tài)，N表示該進(jìn)程優(yōu)先值是負(fù)數(shù)。%CPU：該進(jìn)程占用的CPU使用率。%MEM：該進(jìn)程占用的物理內(nèi)存和總內(nèi)存的百分比。TIME＋：該進(jìn)程啟動后占用的總的CPU時(shí)間。Command：進(jìn)程啟動的啟動命令名稱，如果這一行顯示不下，進(jìn)程會有一個完整的命令行。

·主要參數(shù)：<空格>：立刻刷新。P：根據(jù)CPU使用大小進(jìn)行排序。M：根據(jù)使用內(nèi)存大小進(jìn)行排序。T：根據(jù)時(shí)間、累計(jì)時(shí)間排序。q：退出top命令。m：切換顯示內(nèi)存信息。t：切換顯示進(jìn)程和CPU狀態(tài)信息。c：切換顯示命令名稱和完整命令行。W：將當(dāng)前設(shè)置寫入~/.toprc文件中。學(xué)習(xí)使用vmstat命令及其參數(shù)使用，列出執(zhí)行結(jié)果并解釋其中的意義。vmstat命令是最常見的Linux/Unix監(jiān)控工具，可以展現(xiàn)給定時(shí)間間隔的服務(wù)器的狀態(tài)值,包括服務(wù)器的CPU使用率，內(nèi)存使用，虛擬內(nèi)存交換情況,IO讀寫情況。這個命令相比top，可以看到整個機(jī)器的CPU,內(nèi)存,IO的使用情況，而不是單單看到各個進(jìn)程的CPU使用率和內(nèi)存使用率(使用場景不一樣)。一般vmstat工具的使用是通過兩個數(shù)字參數(shù)來完成的，第一個參數(shù)是采樣的時(shí)間間隔數(shù)，單位是秒，第二個參數(shù)是采樣的次數(shù)。主要參數(shù)：r

表示運(yùn)行隊(duì)列(多少個進(jìn)程真的分配到CPU)，如果運(yùn)行隊(duì)列過大，表示CPU使用率很高。b

表示阻塞的進(jìn)程。swpd

虛擬內(nèi)存已使用的大小，如果大于0，表示機(jī)器物理內(nèi)存不足了。free

空閑的物理內(nèi)存的大小。buff

Linux/Unix系統(tǒng)是用來存儲，目錄里面有什么內(nèi)容，權(quán)限等的緩存。cache

直接用來記憶我們打開的文件,給文件做緩沖。so

每秒虛擬內(nèi)存寫入磁盤的大小，如果這個值大于0，同上。bi

塊設(shè)備每秒接收的塊數(shù)量。bo

塊設(shè)備每秒發(fā)送的塊數(shù)量。in

每秒CPU的中斷次數(shù)，包括時(shí)間中斷。cs

每秒上下文切換次數(shù)。us

用戶CPU時(shí)間。sy

系統(tǒng)CPU時(shí)間，如果太高，表示系統(tǒng)調(diào)用時(shí)間長。id

空閑CPU時(shí)間，一般來說，id+us+sy=100,一般認(rèn)為id是空閑CPU使用率，us是用戶CPU使用率，sy是系統(tǒng)CPU使用率。wt

等待IOCPU時(shí)間。4、學(xué)習(xí)使用ps命令及其參數(shù)使用，列出執(zhí)行結(jié)果并解釋其中的意義。顯示4列信息。PID:運(yùn)行著的命令(CMD)的進(jìn)程編號TTY:命令所運(yùn)行的位置（終端）TIME:運(yùn)行著的該命令所占用的CPU處理時(shí)間CMD:該進(jìn)程所運(yùn)行的命令主要參數(shù)：1）psa顯示現(xiàn)行終端機(jī)下的所有程序，包括其他用戶的程序。

2）ps-A顯示所有程序。

3）psc列出程序時(shí)，顯示每個程序真正的指令名稱，而不包含路徑，參數(shù)或常駐服務(wù)的標(biāo)示。

4）ps-e此參數(shù)的效果和指定"A"參數(shù)相同。

5）pse列出程序時(shí)，顯示每個程序所使用的環(huán)境變量。

6）psf用ASCII字符顯示樹狀結(jié)構(gòu)，表達(dá)程序間的相互關(guān)系。

7）ps-H顯示樹狀結(jié)構(gòu)，表示程序間的相互關(guān)系。

8）ps-N顯示所有的程序，除了執(zhí)行ps指令終端機(jī)下的程序之外。

9）pss采用程序信號的格式顯示程序狀況。

10）psS列出程序時(shí)，包括已中斷的子程序資料。

11）ps–t<終端機(jī)編號>

指定終端機(jī)編號，并列出屬于該終端機(jī)的程序的狀況。

12）psu以用戶為主的格式來顯示程序狀況。

13）psx顯示所有程序，不以終端機(jī)來區(qū)分。分析與討論存在物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存：物理內(nèi)存就是系統(tǒng)硬件提供的內(nèi)存大小，是真正的內(nèi)存，相對于物理內(nèi)存，在linux下還有一個虛擬內(nèi)存的概念，虛擬內(nèi)存就是為了滿足物理內(nèi)存的不足而提出的策略，它是利用磁盤空間虛擬出的一塊邏輯內(nèi)存，用作虛擬內(nèi)存的磁盤空間被稱為交換空間（SwapSpace）。作為物理內(nèi)存的擴(kuò)展，linux會在物理內(nèi)存不足時(shí)，使用交換分區(qū)的虛擬內(nèi)存，更詳細(xì)的說，就是內(nèi)核會將暫時(shí)不用的內(nèi)存塊信息寫到交換空間，這樣以來，物理內(nèi)存得到了釋放，這塊內(nèi)存就可以用于其它目的，當(dāng)需要用到原始的內(nèi)容時(shí)，這些信息會被重新從交換空間讀入物理內(nèi)存。linux的內(nèi)存管理采取的是分頁存取機(jī)制，為了保證物理內(nèi)存能得到充分的利用，內(nèi)核會在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑽锢韮?nèi)存中不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)塊自動交換到虛擬內(nèi)存中，而將經(jīng)常使用的信息保留到物理內(nèi)存。要深入了解linux內(nèi)存運(yùn)行機(jī)制，需要知道下面提到的幾個方面：首先，Linux系統(tǒng)會不時(shí)的進(jìn)行頁面交換操作，以保持盡可能多的空閑物理內(nèi)存，即使并沒有什么事情需要內(nèi)存，Linux也會交換出暫時(shí)不用的內(nèi)存頁面。這可以避免等待交換所需的時(shí)間。其次，linux進(jìn)行頁面交換是有條件的，不是所有頁面在不用時(shí)都交換到虛擬內(nèi)存，linux內(nèi)核根據(jù)”最近最經(jīng)常使用“算法，僅僅將一些不經(jīng)常使用的頁面文件交換到虛擬內(nèi)存，有時(shí)我們會看到這么一個現(xiàn)象：linux物理內(nèi)存還有很多，但是交換空間也使用了很多。其實(shí)，這并不奇怪，例如，一個占用很大內(nèi)存的進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，需要耗費(fèi)很多內(nèi)存資源，此時(shí)就會有一些不常用頁面文件被交換到虛擬內(nèi)存中，但后來這個占用很多內(nèi)存資源的進(jìn)程結(jié)束并釋放了很多內(nèi)存時(shí)，剛才被交換出去的頁面文件并不會自動的交換進(jìn)物理內(nèi)存，除非有這個必要，那么此刻系統(tǒng)物理內(nèi)存就會空閑很多，同時(shí)交換空間也在被使用，就出現(xiàn)了剛才所說的現(xiàn)象了。最后，交換空間的頁面在使用時(shí)會首先被交換到物理內(nèi)存，如果