《操作系统原理》实验7-Linux存储管理操作实践

《操作系统原理》实验报告实验序号：7 实验项目：Linux存储管理操作实践学号姓名专业、班级实验地点指导教师实验时间实验目的及要求通过本实验的学习，掌握Linux存储管理相关操作的基本方法。实验设备（环境）及要求VMware虚拟机软件，Ubuntu系统实验内容与步骤学习使用free命令及其参数使用，列出执行结果并解释其中的意义。·第一行：total：物理内存的总大小。used：已经使用的物理内存多小。free：空闲的物理内存值。shared：多个进程共享的内存值。buffers/cached：磁盘缓存的大小。·第二行：代表物理内存使用情况。·第三行(-/+buffers/cached)：代表磁盘缓存使用状态。·第四行：Swap表示交换空间内存使用状态。主要参数：－b－k－m：分别以（B、KB、MB）为单位显示内存使用情况。－sdelay：显示每隔多少秒数来显示一次内存使用情况。－t：显示内存总和列。－o：不显示缓冲区调节列。学习使用top命令及其参数使用，列出执行结果并解释其中的意义。·第一行表示的项目依次为当前时间、系统启动时间、当前系统登录用户数目、平均负载。·第二行显示的是所有启动的进程、目前运行的、挂起(Sleeping)的和无用(Zombie)的进程。·第三行显示的是目前CPU的使用情况，包括系统占用的比例、用户使用比例、闲置(Idle)比例。·第四行显示物理内存的使用情况，包括总的可以使用的内存、已用内存、空闲内存、缓冲区占用的内存。·第五行显示交换分区使用情况，包括总的交换分区、使用的、空闲的和用于高速缓存的大小。·第六行显示的项目最多，分别是：PID（ProcessID）：进程标示号。USER：进程所有者的用户名。PR：进程的优先级别。NI：进程的优先级别数值。VIRT：进程占用的虚拟内存值。RES：进程占用的物理内存值。SHR：进程使用的共享内存值。S：进程的状态，其中S表示休眠，R表示正在运行，Z表示僵死状态，N表示该进程优先值是负数。%CPU：该进程占用的CPU使用率。%MEM：该进程占用的物理内存和总内存的百分比。TIME＋：该进程启动后占用的总的CPU时间。Command：进程启动的启动命令名称，如果这一行显示不下，进程会有一个完整的命令行。

·主要参数：<空格>：立刻刷新。P：根据CPU使用大小进行排序。M：根据使用内存大小进行排序。T：根据时间、累计时间排序。q：退出top命令。m：切换显示内存信息。t：切换显示进程和CPU状态信息。c：切换显示命令名称和完整命令行。W：将当前设置写入~/.toprc文件中。学习使用vmstat命令及其参数使用，列出执行结果并解释其中的意义。vmstat命令是最常见的Linux/Unix监控工具，可以展现给定时间间隔的服务器的状态值,包括服务器的CPU使用率，内存使用，虚拟内存交换情况,IO读写情况。这个命令相比top，可以看到整个机器的CPU,内存,IO的使用情况，而不是单单看到各个进程的CPU使用率和内存使用率(使用场景不一样)。一般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的，第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒，第二个参数是采样的次数。主要参数：r

表示运行队列(多少个进程真的分配到CPU)，如果运行队列过大，表示CPU使用率很高。b

表示阻塞的进程。swpd

虚拟内存已使用的大小，如果大于0，表示机器物理内存不足了。free

空闲的物理内存的大小。buff

Linux/Unix系统是用来存储，目录里面有什么内容，权限等的缓存。cache

直接用来记忆我们打开的文件,给文件做缓冲。so

每秒虚拟内存写入磁盘的大小，如果这个值大于0，同上。bi

块设备每秒接收的块数量。bo

块设备每秒发送的块数量。in

每秒CPU的中断次数，包括时间中断。cs

每秒上下文切换次数。us

用户CPU时间。sy

系统CPU时间，如果太高，表示系统调用时间长。id

空闲CPU时间，一般来说，id+us+sy=100,一般认为id是空闲CPU使用率，us是用户CPU使用率，sy是系统CPU使用率。wt

等待IOCPU时间。4、学习使用ps命令及其参数使用，列出执行结果并解释其中的意义。显示4列信息。PID:运行着的命令(CMD)的进程编号TTY:命令所运行的位置（终端）TIME:运行着的该命令所占用的CPU处理时间CMD:该进程所运行的命令主要参数：1）psa显示现行终端机下的所有程序，包括其他用户的程序。

2）ps-A显示所有程序。

3）psc列出程序时，显示每个程序真正的指令名称，而不包含路径，参数或常驻服务的标示。

4）ps-e此参数的效果和指定"A"参数相同。

5）pse列出程序时，显示每个程序所使用的环境变量。

6）psf用ASCII字符显示树状结构，表达程序间的相互关系。

7）ps-H显示树状结构，表示程序间的相互关系。

8）ps-N显示所有的程序，除了执行ps指令终端机下的程序之外。

9）pss采用程序信号的格式显示程序状况。

10）psS列出程序时，包括已中断的子程序资料。

11）ps–t<终端机编号>

指定终端机编号，并列出属于该终端机的程序的状况。

12）psu以用户为主的格式来显示程序状况。

13）psx显示所有程序，不以终端机来区分。分析与讨论存在物理内存和虚拟内存：物理内存就是系统硬件提供的内存大小，是真正的内存，相对于物理内存，在linux下还有一个虚拟内存的概念，虚拟内存就是为了满足物理内存的不足而提出的策略，它是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存，用作虚拟内存的磁盘空间被称为交换空间（SwapSpace）。作为物理内存的扩展，linux会在物理内存不足时，使用交换分区的虚拟内存，更详细的说，就是内核会将暂时不用的内存块信息写到交换空间，这样以来，物理内存得到了释放，这块内存就可以用于其它目的，当需要用到原始的内容时，这些信息会被重新从交换空间读入物理内存。linux的内存管理采取的是分页存取机制，为了保证物理内存能得到充分的利用，内核会在适当的时候将物理内存中不经常使用的数据块自动交换到虚拟内存中，而将经常使用的信息保留到物理内存。要深入了解linux内存运行机制，需要知道下面提到的几个方面：首先，Linux系统会不时的进行页面交换操作，以保持尽可能多的空闲物理内存，即使并没有什么事情需要内存，Linux也会交换出暂时不用的内存页面。这可以避免等待交换所需的时间。其次，linux进行页面交换是有条件的，不是所有页面在不用时都交换到虚拟内存，linux内核根据”最近最经常使用“算法，仅仅将一些不经常使用的页面文件交换到虚拟内存，有时我们会看到这么一个现象：linux物理内存还有很多，但是交换空间也使用了很多。其实，这并不奇怪，例如，一个占用很大内存的进程运行时，需要耗费很多内存资源，此时就会有一些不常用页面文件被交换到虚拟内存中，但后来这个占用很多内存资源的进程结束并释放了很多内存时，刚才被交换出去的页面文件并不会自动的交换进物理内存，除非有这个必要，那么此刻系统物理内存就会空闲很多，同时交换空间也在被使用，就出现了刚才所说的现象了。最后，交换空间的页面在使用时会首先被交换到物理内存，如果