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提高測試效率！了解這些Linux開源測試工具
創(chuàng)新互聯(lián)是一家專業(yè)提供西安企業(yè)網(wǎng)站建設,專注與成都網(wǎng)站設計、網(wǎng)站制作、HTML5建站、小程序制作等業(yè)務。10年已為西安眾多企業(yè)、政府機構等服務。創(chuàng)新互聯(lián)專業(yè)網(wǎng)站制作公司優(yōu)惠進行中。
隨著企業(yè)的不斷發(fā)展，軟件開發(fā)變得越來越重要。怎樣測試和驗證一個軟件的質(zhì)量，已成為軟件開發(fā)過程中必不可少的一環(huán)。在這個過程中，測試工具的作用不可小覷。
Linux是一種開源操作系統(tǒng)，因此有很多開源測試工具可用于測試軟件的各個方面。在這篇文章中，我們將了解一些在Linux上可用的開源測試工具，它們可以提高測試效率并幫助您更快地發(fā)現(xiàn)軟件中的錯誤。
1. JMeter
JMeter是Apache Jakarta項目下的一個純Java桌面應用程序，主要是用于性能測試。它可以模擬大規(guī)模不同的負載并查看服務器的響應能力。它還可以測試各種服務器，包括Web服務器，Web服務，F(xiàn)TP服務器，數(shù)據(jù)庫服務器等。
JMeter使用靈活的插件體系結構，用戶可以自定義插件擴展以實現(xiàn)自定義測試需求。它提供了一個用戶友好的圖形用戶界面，使測試人員能夠以圖形方式創(chuàng)建和運行測試計劃。此外，JMeter還可以與CI/CD工具集成，從而使測試進程自動化。
2. Selenium
Selenium是一個自動化測試工具，它可以用于測試Web應用程序的功能和用戶界面。它可以模擬用戶在網(wǎng)頁上的操作，例如單擊按鈕，輸入文本以及檢查頁面中的元素等等。在測試過程中，它可以模擬不同的瀏覽器以確保應用程序在不同的瀏覽器中保持一致性。Selenium支持各種編程語言，包括Java，Python和Ruby等。
3. TestDisk & PhotoRec
TestDisk和PhotoRec是一組硬盤恢復工具，它們可以幫助您從受損的磁盤、損壞的分區(qū)和刪除的文件中恢復數(shù)據(jù)。TestDisk是一款分區(qū)恢復和修復工具，可以幫助您恢復不可訪問的分區(qū)表和啟動扇區(qū)。相比之下，PhotoRec是一款文件恢復工具，可以恢復不同類型的文件，例如音頻文件、視頻文件和文檔等。它支持多種文件系統(tǒng)，包括NTFS，F(xiàn)AT，ext2/3/4等。
4. Apache JMeter
Apache JMeter是一款用于測試應用程序和服務的開源工具。它可以用于測試Web應用程序的負載測試、性能測試、功能測試和其他測試目的。與JMeter類似，它可以測試各種服務器，包括Web服務器，Web服務，F(xiàn)TP服務器等。與其他測試工具不同的是，它可以模擬不同的協(xié)議，如HTTP，HTTPS，F(xiàn)TP，TCP和 JMS等。因此，它可以幫助您測試不同類型的應用程序和服務。
5. Apache JMeter
Apache JMeter是一款用于測試應用程序和服務的開源工具。它可以用于測試Web應用程序的負載測試、性能測試、功能測試和其他測試目的。與JMeter類似，它可以測試各種服務器，包括Web服務器，Web服務，F(xiàn)TP服務器等。與其他測試工具不同的是，它可以模擬不同的協(xié)議，如HTTP，HTTPS，F(xiàn)TP，TCP和 JMS等。因此，它可以幫助您測試不同類型的應用程序和服務。
6. GDB
GDB是一款強大的開源調(diào)試器，它可以幫助您診斷和修復各種應用程序中的錯誤。它支持多種編程語言，包括C，C++，ADA和Fortran等。使用GDB，您可以跟蹤程序執(zhí)行的進程，查看變量的狀態(tài)，檢查堆棧跟蹤，以及修改源代碼，從而使錯誤修復更加高效和準確。
這些Linux上的開源測試工具可以幫助您提高測試效率，節(jié)省時間和成本，并幫助您更快地發(fā)現(xiàn)和修復軟件中的錯誤。在選擇測試工具時，您應該考慮您的測試需求，并選擇最適合您的工具。
成都網(wǎng)站建設公司-創(chuàng)新互聯(lián),建站經(jīng)驗豐富以策略為先導10多年以來專注數(shù)字化網(wǎng)站建設,提供企業(yè)網(wǎng)站建設,高端網(wǎng)站設計,響應式網(wǎng)站制作,設計師量身打造品牌風格,熱線:028-86922220linux怎么安裝nping工具
Nping是一個用于生成網(wǎng)絡包、分析響應和測量響應時間的開源工具。Nping可以生成多種協(xié)議的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包，可以讓用戶自由填充協(xié)議頭的字段。其不僅可以作物迅為簡單的ping工具來檢測存活主機，還可以作為用于網(wǎng)絡棧壓力測試的原始報文生成器、ARP攻擊、拒絕服務攻擊、路由跟蹤等。Nping的新穎Echo mode可使用戶看到數(shù)據(jù)包在源主機和目標主機之間傳輸?shù)倪^程中的變化情況，其是獲悉防火墻規(guī)則、檢測數(shù)據(jù)包損壞等的非常好的方法。
Nping有一個非常靈活和功能強大的命令行界面，使得用戶可以完全控制生成的數(shù)據(jù)包。Nping的特性包括：
自定義的TCP，UDP，ICMP和ARP報文生成；
支持多個目標主機；
支持多目標端口；
對non-root用戶采用非特權模式；
Echo mode用于高級故障診斷和發(fā)現(xiàn)；
支持
以太網(wǎng)
幀生成；
支持IPv6；
支持Linux、
Mac OS
和微軟Windows操作系統(tǒng)；
路由跟蹤能力；
高可定制；
免費和開源。
Nping開始于2023年的“
谷歌
代碼之夏”項目，雖然它已經(jīng)在很多方面使用，但它仍處於開發(fā)的早期階段，使得其可能包含很多bug，且一些功能還沒有實現(xiàn)。
Nping的輸出是發(fā)送和收到的包，詳細程度依賴于使用的選項。
典型的Nping執(zhí)行如圖1所示。例子中Nping的參數(shù)：-c(用于明確到到每個主機的目標的次數(shù))；–tcp(用于指定TCP探測模式)；-p 80,433(用于確定目標端口)；scanme.nmap.org google.com(目標主機)。
圖1
二、選項概要
當Nping運行時沒有參數(shù)時，會顯示選項概要。當Nping運行時沒有參數(shù)時，會顯示選項概要。其幫助用戶記憶最常用的選項，但不能替代手胡羨冊文檔，因為一些復雜的選項沒有在這里顯示。
用法：nping {target specification}
2.1、target specification(目標描述)
目標可以描述為主機名、
IP地址
和網(wǎng)絡等。例如：scanme.nmap.org, microsoft.com/24, 192.168.0.1; 10.0.0-255.1-254
Nping命令行中如果不是選項或者選項參數(shù)，那么就認為是目標主機描述。
2.2、PROBE MODES(探測模式)
tcp-connect ：無特權的tcp連接探測模式；
tcp ： tcp探測模式；
udp ：udp探測模式；
icmp ：icmp探測模式；
arp ：arp/rarp探測模式；
tr, –traceroute ：路由跟蹤模式(僅能和tcp、udp和icmp模式一起使用)；
.2.1 tcp連接模式
-p, –dest-port ：設置目標端口；
-g, –source-port ：嘗試使用常用源端口；
.2.2 tcp探測模式
-g, –source-port ：設置源端口；
-p, –dest-port ：設置目標端口；
–seq：設置序列號；
–flags ：設置tcp標識(ACK,PSH,RST,SYN,FIN…)；
–ack：設置ACK數(shù)；
–win ：設置window大小；
–badsum：使用隨機無效校驗和；褲螞拍
.2.3 udp探測模式
-g, –source-port ：設置源端口；
-p, –dest-port：設置目標端口；
–badsum：使用隨機無效校驗和；
.2.4 icmp探測模式
–icmp-type ：icmp類型；
–icmp-code ：icmp代碼；
–icmp-id：設置標識；
–icmp-seq：設置序列號；
–icmp-redirect-addr：設置重定向地址；
–icmp-param-pointer：設置參數(shù)問題指針；
–icmp-advert-lifetime：設置路由生命時間；
–icmp-advert-entry ：添加路由實體；
–icmp-orig-time ：設置初始時間戳；
–icmp-recv-time ：設置接收時間戳；
–icmp-trans-time ：設置傳輸時間戳；
.2.5 arp/rarp探測模式
–arp-type：ARP，ARP-reply，RARP,RARP-reply
–arp-sender-mac：設置發(fā)送者
MAC地址
；
–arp-sender-ip ：設置發(fā)送者IP地址；
–arp-target-mac ：設置目標MAC地址；
–arp-target-ip ：設置目標IP地址；
.3、OPTIONS(選項)
.3.1 IPv4 OPTIONS(IPv4 選項)
-S, –source-ip ：設置源IP地址；
–dest-ip：設置目標IP地址(與{target specification}等效)；
–tos ：設置服務字段(8bit)；
–id：設置標識字段(16bit)；
–df ：設置不分段標識；
–mf ：設置多段標識；
–ttl ：設置生存時間；
–badsum-ip ：使用隨機無效校驗和；
–ip-options ：設置IP選項；
–ip-options ：設置IP選項；
–mtu ：設置更大傳輸單元；
.3.2 ETHERNET OPTIONS(以太網(wǎng)選項)
–dest-mac：設置目標mac地址(ARP解析時不可使用)；
–source-mac：設置源mac地址；
–ether-type：設置以太類型；
.3.3 PAYLOAD OPTIONS(負載選項)
–data：包含常用負載；
–data-string：包含常用ASCII文本；
–data-length：包含len長度隨機值作為負載；
.3.4 ECHO CLIENT/SERVER(ECHO 客戶/服務)
–echo-client ：運行Nping在客戶模式；
–echo-server ：運行Nping服務器模式；
–echo-port ：使用常用來監(jiān)聽或鏈接；
–no-crypto ：關閉加密和驗證；
–once：一次連接后停止服務器；
–safe-payloads：消除echoed包中的應用數(shù)據(jù)；
.3.5 TIMING AND PERFORMANCE(計時和性能)
選項采用的單位’ms'(毫秒)、‘s’(秒)、‘m’(分)或者‘h’(小時)，如30m、0.25h
–delay：調(diào)節(jié)探測之間的延遲；
–rate：每秒發(fā)送包的數(shù)量；
.3.6 MISC(雜類)
-h, –help ：顯示幫助信息；
-V, –version ：顯示當前版本；
-c, –count：運行輪之后停止；
-e, –interface
-H, –hide-sent：不顯示發(fā)送的包；
-N, –no-capture：不抓獲回復包；
–privileged ：用戶全權限；
–send-eth ：在原始以太網(wǎng)層發(fā)送包；
–send-ip：使用原始IP接口發(fā)送包；
–bpf-filter ：描述通用BPF過濾器；
.3.7 OUTPUT(輸出)
-v ：增加冗余等級；
-v：設置冗余等級，如，-v4；
-d ：增加調(diào)試等級；
-d：設置調(diào)試等級，如，-d3；
-q ：減少冗余等級；
-q：較少榮喲等級N倍時間；
–quiet：設置冗余和調(diào)試等級到分；
–debug：設置冗余和調(diào)試到更大等級；
2.4、EXAMPLES(例子)
nping scanme.nmap.org
操作系統(tǒng)概念學結
經(jīng)過一天半的戰(zhàn)斗，終于把操作系統(tǒng)概論這本書給拿下了。對于曾經(jīng)專業(yè)課學過一些電腦硬件知識的我來說，這本書更加吸引我，以前一些聽過的名詞或高大上的詞語在這本書上被詳細介紹了，看的非常有收獲。下面來總結下自己的收獲：
首先之一章引論，在這里首先介紹了計算機系統(tǒng)，包括了軟件和硬件兩部分。
接下來就是之一章的重點：操作系統(tǒng)。如下圖：
當前流行的操作系統(tǒng)有windows、unix、linux等。微軟的windows系統(tǒng)經(jīng)歷了一個從簡單到復雜，從低級到高級的過程；從ms-dos—windows 3—windows 95—windows 98—windows nt—windows 2023，再到現(xiàn)在win7、8甚至win10，微軟始終在進步。unix是一個通用銀返的交互式分時操作系統(tǒng)，有at&t公司下屬的bell實驗室開發(fā)，在誕生后，源代碼就一直公開，用戶可以參與到unix的升級中。unix的特點：1.短小精悍；2.可裝卸的多層次文件系統(tǒng)；3.可移植性好；4.網(wǎng)絡通信功能強。linux是網(wǎng)絡時代的產(chǎn)品，繼承于unix，并做了很多改進。
之一章總領了全書，后面的二三四五六章都是講的計算鋒基饑機的各種管理，總結如下圖：
在這里我把每章中的重點用紅色的顏色標記出來了，這樣在精讀的時候就可以有重點的向外擴散，抓住考點，征服考試。之一遍閱讀畫的有點粗糙，在精讀的時候再大大的豐富下。
操作系統(tǒng)概念學結
1.什么是計算機性能
所謂計算機的性能(performance)通常是指計算機的速度，它是程序執(zhí)行時間的倒數(shù)。而程序執(zhí)行時間是指用戶向計算機送入一個任務后，直到獲得他需要的結果這一段等待時間。
包括：
1.訪問磁盤和訪問存儲器的時間
2.cpu 運算時間
#url#動作時間
4.操作系統(tǒng)的開銷時間等。
2.linux桌面操作系統(tǒng)性能分析意義
1.操作系統(tǒng)的性能直接影響了其上應用系統(tǒng)的性能
2.性能評估結果是用戶在操作系統(tǒng)選購過程中的重要參考指標
3.為開發(fā)者優(yōu)化操作系統(tǒng)的性能提供指導
4.為操作系統(tǒng)的評測提供依據(jù)
3.linux桌面操作系統(tǒng)性能分析難點
1.應用千差萬別
2.測試點過多
3.依賴多種因素和特征
4.沒有針對性
5.沒有實際應用前景
4.如何評測計算機的性能
1.機器級的鋒迅性能評測
機器級的性能評測，包括 cpu 和存儲器的某些基本性能指標，計算機的可用性與有效性以及機器成本、價格與性/價比等，它是引進和購買計算機時最主要的選擇依據(jù)。
2.算法級的性能評測
算法級的性能評測方法主要用于并行機評測，最初大都是為了評價并行算法的性能提出的，后來這些評測方法也被推廣到并行程序上。
3.程序級的性能評測
程序級的性能評測主要是使用一組基準測試程序(benchmark)測試和評價計算機系統(tǒng)的各種性能。
5.測試程序準確度層次
1.真實程序
通過運行實際應用程序， 例如 c 語言的各種編譯程序、 tex 文本處理軟件、 cad 設計工具 spice等
2.核心程序
它是從實際程序中抽取少量但很關鍵的代碼段，并以此來評估程序性能
3.小測試程序
這些測試程序的代碼長度一般在100行之內(nèi)，用戶可以根據(jù)自己的目的隨時編寫一些小段程序，并按已預知的輸出結果(如皇后問題、排序問題、求素數(shù)等)來判斷機器的性能。
4.綜合測試程序
它是首先對大量的應用程序中的操作進行統(tǒng)計，得到各種操作比例，再以此比例人為制造出測試程序。
6.基準測試 6.1 含義
基準測試程序用于測試和預測計算機系統(tǒng)的性能， 揭示不同結構機器的長處和短處，為用戶決定購買或使用哪種機器最適合他們的應用要求提供決策?；鶞蕼y試程序試圖提供一個客觀、公正的評價機器性能的標準。
6.2 分類
宏觀微觀：
宏觀基準測試程序(macro-benchmark)和微觀基準測試程序(micro-benchmark)兩大類。 前者將計算機系統(tǒng)作為一個整體來測試其性能，它相對于某一應用類來比較不同的計算機系統(tǒng)，所以對機器買主很有用，但它不能揭示計算機系統(tǒng)性能好、壞的原因。后者是測試機器的某一特定方面的性質(zhì)，如cpu速度、存儲器速度、i/o速度、os性能、網(wǎng)絡特性等。
應用類別：
定點性能
浮點性能
web服務性能
數(shù)據(jù)處理性能
系統(tǒng)軟件性能
科學與工程計算性能
6.3 主要的基準測試工具
lmbench
是由sgi的larry mcvoy所維護，是一種用于測試不同 unix 平臺上 os 開銷以及處理器、高速緩存、主存、網(wǎng)絡和磁盤之間數(shù)據(jù)傳輸能力的可移植的基準測試程序。
whetstone
比較不同的計算機的浮點性能而設計的綜合性基準測試程序。lmbench 著重測量以下內(nèi)核組件：調(diào)度程序、進程管理、通信、聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)存映射和文件系統(tǒng)。
dhrystone
主要為測試整數(shù)與邏輯運算性能而設計的綜合型基準測試程序whetstone，dhrystone不能預測用戶程序性能，這些基準程序的主要缺點是對編譯程序比較敏感。
linpack
測試的基準是用全精度64位字長的子程序求解100階線性方程組的速度，測試的結果以mflops(每秒百萬次浮點運算)作單位給出。
spec
原主要是測試cpu性能的，現(xiàn)在強調(diào)開發(fā)能反映真實應用(如實際負載等)的基準測試程序，并已推廣至客戶/服務器計算、商業(yè)應用、i/o子系統(tǒng)等。
unixbench
應用比較廣泛的unix類操作系統(tǒng)性能測試工具之一，它屬于微觀基準測試程序，它主要從cpu浮點運算能力，以不同緩沖區(qū)大小拷貝不同大小文件，管道吞吐量，進程生成速度，系統(tǒng)調(diào)用開銷等方面來測試linux相關性能。
xbench
主要測試 xwindow 圖形界面的性能。
iozone
文件系統(tǒng)的評測工具，對read，write，re-read，re-write，read backwards，read
strided，fread，fwrite，random read，pread，mmap，aio-read，aio_write 等一系列文件i/o性能進行了評測，是十分有用的文件系統(tǒng)性能分析工具。
ltp
更大的 linux 性能測試團體 linux test project 開展的開源測試項目， 這個團體專門從事 linux 性能測試研究。 這個項目收集了各種 linux 內(nèi)核測試工具和相關資料， 它的目標就是為了通過把自動化測試引入到 linux 內(nèi)核測試以提高linux 內(nèi)核性能。
6.4 現(xiàn)狀和不足
linux 基準測試程序都是微觀基準測試程序，都是在測試機器的某一特定方面的性質(zhì)，分別著重于 cpu 速度、存儲器速度、i/o 速度、網(wǎng)絡特性等等某一方面或多個方面，偏重于硬件。把 linux 操作系統(tǒng)作為一個整體，針對 linux 的操作系統(tǒng)性能的宏觀基準測試程序目前還沒有。
現(xiàn)有的linux測試工具都是基于微觀基準測試程序，對于操作系統(tǒng)而言微觀可測點實在是太多，寫一個全面的基于自頂向下三層的全面測試工具工作量大，并且也沒有太大實用價值。畢竟應用是千差萬別的，不利于在有限的時間內(nèi)快速的得出 linux 版本性能優(yōu)劣結論。
7.性能評測方法學
如何進行性能評測，一般一個性能評測的實際解決方案應該包括以下三個方面：
1．讓被評測系統(tǒng)處于壓力負荷下；
2．測量系統(tǒng)執(zhí)行有效特定任務的能力，執(zhí)行特定任務的耗時，執(zhí)行特定任務的 cpu 利用率；
3．基于性價比考慮進行改進。進行性能評測分析的目的是為了幫助開發(fā)人員更好更深層次的理解系統(tǒng)， 找出系統(tǒng)瓶頸，并作出相應的改進。
8.三種性能評價技術
1．分析技術(modeling)
分析技術也叫建模分析，在一定假設條件下，計算機系統(tǒng)參數(shù)與性能指標參數(shù)之間存在著某種函數(shù)關系，按其工作負載的驅(qū)動條件列出方程，用數(shù)學方法求解。
2．模擬技術(simulation)
模擬技術按被評價系統(tǒng)的運行特性建立系統(tǒng)模型； 按系統(tǒng)可能有的工作負載特性建立工作負載模型；語言編寫模擬程序，模仿被評價系統(tǒng)的運行；設計模擬實驗，依照評價目標，選擇與目標有關因素，得出實驗值，再進行統(tǒng)計、分析。該技術的特點是可應用于設計中或?qū)嶋H應用中的系統(tǒng)，可與分析技術相結合，構成一個混合系統(tǒng)。
3．測量技術(measurement)
測量技術只能對已投入使用的系統(tǒng)進行測量， 通常采用不同層次的基準測試。
9.工作量選區(qū)（workload）
工作量就是模擬實際工作的工作任務，一個工作量它要產(chǎn)生針對該被評測系統(tǒng)實際工作應用的典型的工作任務，并且該工作任務應該對系統(tǒng)產(chǎn)生相應的壓力負荷 ，一個好的性能評測工作量應該包括以下基本特征。
可測量性
可反復性
不變性
典型性
10.自頂向下分析法
1．系統(tǒng)層(system level)：包括處理器、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡等；（硬件資源）
2．應用層(appalication level)：包括鎖、線程、堆、api 等；（程序資源）1
3．微結構層(micro-achitecture)：包括數(shù)據(jù)隊列、循環(huán)結構、cache 優(yōu)化等。
11.衡量linux桌面系統(tǒng)性能評價的主要標準和參數(shù)
1．響應時間(elapsed time)
內(nèi)核完成某一任務(程序)所花費的時間，如磁盤訪問、存儲器訪問、輸入/
輸出等待。
2．cpu 時間
程序在cpu中的執(zhí)行時間。以秒為單位。
3．cpu 利用率
12.衡量linux桌面操作系統(tǒng)性能評價的主要標準
提供一個統(tǒng)一的、客觀的、公正的和可相互比較的評價計算機的標準。
1.權威性
不是自己憑空想象，要有可靠的理論及事實依據(jù)支撐，業(yè)界廣泛認可。
2.系統(tǒng)化
不是現(xiàn)有benchmark和工具的簡單組合，而是能夠系統(tǒng)化評估整機性能的方案。
它能夠反映出整個計算機軟件及硬件的綜合處理能力，而不單純是軟件或者硬件，也就是說同一個硬件平臺上測試，能夠反映出不同操作系統(tǒng)性能不同，且在同一個操作系統(tǒng)，在不同的硬件平臺上，性能測試也應該有所不同。
3.全面性
是對整機的整體性能測試，不是單純的某個硬件或者某一方面能力的測試。
4.實用
要求該方法有實用價值，參考意義。
5.公正性
不一某些利益為目的的。
13.如何確定測試負載
從微觀基準理論的角度來看，操作系統(tǒng)的基本性能參數(shù)實在是太多，基本性能參數(shù)測試包括 cpu、內(nèi)存、i/o、網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、編譯器、數(shù)據(jù)庫的性能指標。
從宏觀基準測試理論出發(fā)就簡單多了， 主要是要確定合適的工作量來模擬有代表性的用戶作業(yè)。工作量的確定需要一定的理論依據(jù)，可以借鑒現(xiàn)有各種linux 測試工具實踐結果。
14.如何測試linux操作系統(tǒng)性能
linux 桌面操作系統(tǒng)是近幾年來基于 linux 內(nèi)核發(fā)展起來的面向用戶桌面應用的操作系統(tǒng)，內(nèi)核還是基于 linux，只是在其上添加了很多窗口程序，并且在用戶界面和友好度上作出了很大的改進，更加易用和實用。
測試 linux 性能的關健在于測試 linux 內(nèi)核性能，而測試 linux內(nèi)核性能又可以細化成五大子系統(tǒng)的測試?？梢葬槍?nèi)核這五大子系統(tǒng)設計工作量負載。
操作系統(tǒng)概念學結
linux操作系統(tǒng)學結（一）
最近粗略地看了一遍linux操作系統(tǒng)的書籍，主要講的都還是一些概念上的知識，并沒有深入地去了解內(nèi)核以及內(nèi)部機制?，F(xiàn)在總結一下看了書后的一些知識上的收獲：
linux更大的魅力是支持gpl，并且以網(wǎng)絡為核心。其實操作系統(tǒng)的作用就是有效地整合軟、硬件資源而為用戶工作。操作系統(tǒng)提高了開發(fā)的效率，我學習linux，關鍵也是在于研究了解其內(nèi)核構造。
說到linux的歷史，其最初版本是有芬蘭的一個大學生linustorvalds開發(fā)的，現(xiàn)在的linux版本是聚集了很多人的智慧后開發(fā)出來的。linux包含了人們對操作系統(tǒng)的很多期望，比如真正的多任務、虛擬內(nèi)存、世界上最快的tcp/ip程序、共享庫以及多用戶支持等，而很多這些功能在windos中都是沒有支持的。linux繼承了unix的幾乎所有特征，又有新創(chuàng)的許多新特征。在home根目錄下可以創(chuàng)建多個用戶目錄,而實現(xiàn)多用戶操作。其文件系統(tǒng)與windos也是有很大的區(qū)別的。linux還有豐富的接口。它的源碼開放，可以跨越多個平臺?？傊?，linux的強勢在與它的網(wǎng)絡功能和硬件的高效率。
linux是以獨占方式執(zhí)行更低層的任務，包括程序級及用戶級的級別。與圖形界面比起來，shell用起來更加直接與快速。設備驅(qū)動程序開發(fā)在linux下顯得更加簡單和方便。從linux2.0內(nèi)核版本開始支持多內(nèi)核模式，并且引入動態(tài)的模塊技術，是系統(tǒng)在運行時可以修改內(nèi)核，實現(xiàn)了內(nèi)核的動態(tài)可伸縮性，但是也帶來了一定的負面影響即不穩(wěn)定性。
我國的linux研究仍然走在世界一流水平的后面。linux內(nèi)核發(fā)展方向主要是硬件支持，嵌入式系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)三個方面。這需要大量的硬件驅(qū)動程序開發(fā)以及互聯(lián)網(wǎng)分布式系統(tǒng)開發(fā)。
處理機即為cpu。在但處理機系統(tǒng)中，并不存在真正意義上的并發(fā)執(zhí)行，只是串行執(zhí)行的家鄉(xiāng)而已。提高處理機的使用率關鍵是要合理地安排各個程序之間的相互切換。作業(yè)其實就是用戶的一個請求，而聯(lián)機作業(yè)需要各個設備之間的交互性地執(zhí)行。shell命令具有交互性，實時性較強，可以一次執(zhí)行一條命令或者批處理執(zhí)行腳本命令。進程是動態(tài)執(zhí)行的程序。linux下的進程應該與windos下的進程是一致的，每一個進程都有一個唯一的標識號。而進程樹清晰地展現(xiàn)了進程之間的關系。進程控制塊pcb包含了處理器以及文件系統(tǒng)的大量信息，很多進程都是根據(jù)pcb來進行調(diào)度的。
linux中使用的虛擬存儲器的作用是使用有限的內(nèi)存發(fā)揮出巨大的作用，根據(jù)程序運行的局部原理來吧物理內(nèi)存劃分成有一定規(guī)則的小塊，每次只裝入需要運行的小塊到內(nèi)存中運行。這需要合理地調(diào)配內(nèi)存與外存之間的關系，把內(nèi)存中不需要的小塊暫時存放至外存之中，而cpu只進行部分程序的訪問。通過多次地交換內(nèi)外存之間的信息來制造假象，這就是虛擬內(nèi)存。系統(tǒng)采用段機制以及三級分頁機制。
我們知道設計操作系統(tǒng)的目的是為了更大限度地利用硬件資源，是cpu盡可能地處于工作狀態(tài)，這就需要一個良好的cpu調(diào)度了。處理機調(diào)度的級別從高至低依次分為作業(yè)調(diào)度、交換調(diào)度、進程調(diào)度和線程調(diào)度。作業(yè)調(diào)度是更高級別的，是針對作業(yè)的創(chuàng)建以及結束進行的；交換調(diào)度是指進行內(nèi)外存之間進程的相互調(diào)換；進程調(diào)度是指進程的各個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換；而最后的線程調(diào)度是指占用處理機與否之間的轉(zhuǎn)換。
外設通常是指除了cpu與內(nèi)存之外的硬件設備統(tǒng)稱外設。通過接口進行連接和統(tǒng)一管理。設備管理的目的是管理協(xié)同好繁多的外部設備，是它們能夠有序的工作。在linux中把設備當作文件進行統(tǒng)一管理，可以用文件操作方式來操作硬件設備。設備驅(qū)動程序的作用是直接操作硬件，并且為其提供接口。
linux的文件系統(tǒng)是其很重要的一個部分。文件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)以及設備的統(tǒng)一管理，并為用戶命令和系統(tǒng)函數(shù)提供統(tǒng)一的服務接口。在進程控制塊pcb中有文件的系統(tǒng)信息。把設備均抽象為文件進行統(tǒng)一的管理，并為設備管理提供統(tǒng)一的接口。
默認的文件系統(tǒng)是ext2。虛擬文件系統(tǒng)是位于linux文件系統(tǒng)層析結構的頂層，進行管理各種邏輯文件系統(tǒng)，或者說是同化各類邏輯文件系統(tǒng)，實現(xiàn)其跨平臺的特性。
linux文件系統(tǒng)采用多重索引的方式，類似于數(shù)據(jù)結構中的鏈表方式。文件系統(tǒng)中的每一個文件，目錄以及設備均同級，并且對應于一個i節(jié)點。內(nèi)存中的i節(jié)點是磁盤中的i節(jié)點的映像，目的是減少設備存取的次數(shù)，提高文件的訪問效率。
linux目錄本身也是一種文件，稱為目錄文件。單級目錄存在文件命名的沖突，而在多級目錄中，使用目錄樹來記錄目錄結構。在文件共享中，一般使用文件的絕對路徑來訪問文件，如果要進行共享文件的話，必須先回溯，在向下尋找共享的文件，這樣的方法效率比較低下。而通過改進的鏈接文件的方法進行文件共享，會使目錄樹形成網(wǎng)狀結構。
linux系統(tǒng)的根目錄是root目錄，其下面有多個默認的子目錄。bin是實用程序的子目錄，存放常用的系統(tǒng)工具；boot子目錄存放系統(tǒng)啟動時的映像文件；dev子目錄中為每個設備均分配了一個i節(jié)點；ect是基本數(shù)據(jù)子目錄，存放系統(tǒng)的用戶口令，網(wǎng)絡配置等設置文件；home是用戶數(shù)據(jù)子目錄，默認情況下的用戶登錄后均到達這個子目錄；lib目錄存放庫函數(shù)；root是超級管理員的用戶目錄等。
虛擬文件系統(tǒng)vfs進行統(tǒng)一管理各種類型的文件系統(tǒng)，無法存在于物理磁盤當中，只能存在與內(nèi)存之中，負責管理并控制下層的邏輯文件系統(tǒng)，可以支持多種不同的邏輯文件系統(tǒng)，它為多種邏輯文件系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的接口并進行管理。
總之，粗略地學習了linux操作系統(tǒng)知識后，對整個系統(tǒng)的架構和組成有了一定的了解，特別是linux特殊的文件系統(tǒng)和存儲管理有了較深的印象和理解。今后有機會一定要更深地了解linux的內(nèi)部構造。
操作系統(tǒng)概念學結
1.什么叫同步？ 相互合作的兩個進程之間需要在某個（些）確定點協(xié)調(diào)它們的工作，一個進程到達了該點后，除非另一進程已經(jīng)完成了某些操作，否則就不得不停下來，等待這些操作的完成。這就是進程間的同步。
什么叫互斥？
兩個進程由于不能同時使用同一臨界資源，只能在一個進程使用完了，另一進程才能使用，這種現(xiàn)象稱為進程間的互斥。
①同步的主要特征是：一個進程在某一點上等待另一進程提供信息，兩進程之間存在直接制約關系，其表現(xiàn)形式為進程—進程。②互斥的主要特征是爭用資源，兩進程間存在間接制約關系，其表現(xiàn)形式是進程—資源—進程。
2.試給出p、v操作的定義。
p、v操作是定義在信號量s上的兩個操作，其定義如下：
p（s）：①s：=s-1；②若s≥0，則調(diào)用p（s）的進程繼續(xù)運行；③若s＜0，則調(diào)用p（s）的進程被阻塞，并把它插入到等待信號量s的阻塞隊列中。
v（s）：①s：=s+1；②若s＞0，則調(diào)用v（s）的進程繼續(xù)運行；③若s≤0，則從等待信號量s的阻塞隊列中喚醒頭一個進程，然后調(diào)用v（s）的進程繼續(xù)運行。
如何利用p、v操作實現(xiàn)進程間的互斥？
p、v操作是解決同步與互斥問題的有力工具。為解決互斥問題，應采取如下步驟： 首先根據(jù)給定問題的描述，列出各進程要執(zhí)行的程序。其次，設置信號量?；コ鈫栴}中，在臨界區(qū)前面加p（s），臨界區(qū)后面加v（s）。最后確定信號量的初值。在互斥問題中，信號量通常取為互斥資源的個數(shù)。
說明信號量的物理意義：
信號量s＞0時，s的`數(shù)值表示某類可用資源的數(shù)目，執(zhí)行p操作意味著申請分配一個單位的資源；當s≤0時，表示無資源可用，此時s的絕對值表示信號量s的阻塞隊列中的進程數(shù)。執(zhí)行v操作意味著釋放一個單位的資源。
3.如何利用p、v操作實現(xiàn)進程間的同步？
p、v操作是解決同步與互斥問題的有力工具。為解決同步問題，應采取如下步驟：首先根據(jù)給定問題的描述，列出各進程要執(zhí)行的程序。其次，設置信號量。同步問題中有幾個同步點就設置幾個信號量，等待的地方加p（s），發(fā)信號（解除等待）的
地方加v（s）。最后確定信號量的初值。在同步問題中，信號量的初值一般取0.在同步和互斥中，信號量初值的設置有何不同：在同步問題中，信號量的初值一般取為0，在互斥問題中，信號量通常取為互斥資源的個數(shù)。
4.高級通信原語有何優(yōu)點？
能夠?qū)崿F(xiàn)在進程之間傳遞大量的信息。
在消息緩沖通信方式中，發(fā)送原語和接收原語的主要功能是什么？
發(fā)送原語的作用：將欲發(fā)送的消息從發(fā)送區(qū)復制到消息緩沖區(qū)，并把它掛起在接收進程的消息緩沖隊列末尾。如果該接收進程因等待消息而處于阻塞狀態(tài)，則將其喚醒。
接收原語的作用：把發(fā)送者發(fā)來的消息從消息緩沖區(qū)復制到接收區(qū)，然后將消息緩沖區(qū)從消息隊列中消去，如果沒有消息可以接收，則進入阻塞狀態(tài)。
5.什么是信箱？
信箱用于存放信件，而信件是一個進程發(fā)送給另一進程的消息。
信箱的數(shù)據(jù)結構：信箱頭和信箱體。信箱頭是信箱的描述部分，信箱體由若干格子組成，每個格子可存放一個信件。
信箱頭包括的信息：①信箱名②信箱大?、垡汛嫘偶?shù)④空的格子數(shù)。
如何用信箱實現(xiàn)兩個進程之間的通信？
進程a想向進程b發(fā)送消息前，先把消息組成一封信件，然后調(diào)用send原語向進程b發(fā)送信件，并將信件投入進程b的信箱中。進程b為得到進程a的消息，只要調(diào)用receive原語就可以從信箱中索取來自進程a的信件。這就完成了一次進程a到進程b的通信過程。
6.在網(wǎng)絡操作系統(tǒng)中，為什么要采用消息傳遞的通信機制？
基于共享變量的通信方式適用于網(wǎng)絡中各節(jié)點內(nèi)部諸進程之間的通信，而基于消息傳遞的通信方式適用于網(wǎng)絡中各節(jié)點之間的進程通信。
在消息傳遞的通信機制中有哪些通信方式？①通信原語 ②遠程過程調(diào)用 ③組通信。
7.什么是同步原語？
當一個進程調(diào)用一個send原語時，在消息開始發(fā)送后，發(fā)送進程便處于阻塞狀態(tài)，直至消息完全發(fā)送完畢，send原語的后繼語句才能繼續(xù)執(zhí)行。當一個進程調(diào)用一個receive原語時，并不立即返回控制，而是等到把消息實際接收下來，并把它放入指定的接收區(qū)，才返回控制，繼續(xù)執(zhí)行該原語的后繼指令。在這段時間它一直處于阻塞狀態(tài)。上述的send和receive被稱為同步通信原語或阻塞通信原語。
什么是異步原語？發(fā)送進程在調(diào)用send原語后，并不進入阻塞狀態(tài)，它不等消息發(fā)送完就繼續(xù)執(zhí)行其后繼語句。
在使用異步通信原語時，發(fā)送者在消息發(fā)送完成前為什么不能使用緩沖區(qū)？
因為倘若發(fā)送進程在消息發(fā)送完成之前，即在消息發(fā)送期間使用或修改原來的緩沖區(qū)，將會造成錯誤。
如何解決？
有兩種辦法（應采用異步原語）：①采用帶拷貝的非阻塞原語，即讓內(nèi)核把消息拷貝到內(nèi)核緩沖區(qū)，允許調(diào)用進程繼續(xù)運行。②帶中斷的非阻塞發(fā)送，即當消息發(fā)送完成后，中斷發(fā)送進程，通知發(fā)送進程此時緩沖區(qū)可用。
8.在進程間通信如何保證消息不會丟失？
為了保證消息被對方收到，可采用可靠原語。具體作法是：客戶向服務器方發(fā)一請求后，服務器對這一請求，由其內(nèi)核向客戶內(nèi)核返回一個確認ack，當客戶內(nèi)核收到這一消息后，就喚醒客戶進程。在客戶與服務器之間的請求/應答共需四個消息：①從客戶向服務器的請求②從服務器內(nèi)核向客戶內(nèi)核返回一個確認③從服務器到客戶的應答④從客戶的內(nèi)核向服務器內(nèi)核返回一個確認。
9.遠程過程調(diào)用：在網(wǎng)絡或分布式系統(tǒng)中，設有任意兩個節(jié)點a、b，節(jié)點a上的進程調(diào)用節(jié)點b上的一個進程時，節(jié)點a上的進程被掛起，在節(jié)點b上執(zhí)行被調(diào)用的過程，消息以參數(shù)的形式從調(diào)用進程傳送到被調(diào)用進程，并將被調(diào)用過程執(zhí)行的結果返回給調(diào)用進程。這種通信方式稱為遠程過程調(diào)用。
其基本原理是什么？
允許某一節(jié)點上的程序調(diào)用其他節(jié)點上的過程或函數(shù)。例如節(jié)點機a上的進程調(diào)用節(jié)點機b上的過程，節(jié)點機a的調(diào)用進程被掛起，在節(jié)點機b上執(zhí)行被調(diào)用過程。消息以參數(shù)的形式從調(diào)用過程傳到被調(diào)用過程，被調(diào)用過程執(zhí)行的結果再返回給調(diào)用過程。對程序員來說，他看不到消息傳遞過程和i/o處理過程。
10.rpc的透明性指的是什么？
指的是要使得遠程過程調(diào)用盡可能像本地調(diào)用一樣。調(diào)用過程應該不知道被調(diào)用過程是在另外一臺計算機上執(zhí)行，反過來也是如此，被調(diào)用過程也不應該知道是由哪個機器上的進程調(diào)用的。如何保證這一透明性：遠程過程調(diào)用為實現(xiàn)其透明性，在客戶機上設置一個客戶代理，同樣在服務器機上設置一個服務器代理。
11.簡述遠程過程調(diào)用的步驟。
①客戶過程以通常方式調(diào)用客戶代理。②客戶代理構造一個消息并陷入內(nèi)核。③本地內(nèi)核發(fā)送消息給遠程內(nèi)核。④遠程內(nèi)核把消息送給服務器代理。⑤服務器代理從消息包中取出參數(shù)并調(diào)用服務器。⑥服務器完成相應的服務，將結果送給服務代理。⑦服務代理將結果打包形成一個消息并陷入內(nèi)核。⑧遠程內(nèi)核發(fā)送消息給客戶機內(nèi)核。⑨客戶機內(nèi)核把消息傳送給客戶代理。⑩客戶代理取出結果，返回給客戶的調(diào)用程序。并以實例說明。
12.試說明遠程過程調(diào)用的優(yōu)缺點。
優(yōu)點：格式化好、使用方便、透明性好；
缺點：缺乏靈活性。
在具體實現(xiàn)上尚有哪些難點需要解決？
①遠程過程調(diào)用的參數(shù)在系統(tǒng)內(nèi)不同機型之間的通用能力有所不足。②缺乏在一次調(diào)用過程中多次接收返回結果的能力。③遠程過程調(diào)用缺乏傳送大量數(shù)據(jù)的能力。
13.什么叫組通信？
在網(wǎng)絡系統(tǒng)中，一個相互作用的進程稱為組。一個發(fā)送者在一次操作中將一個消息發(fā)送給多個接收者的通信，稱為組通信。
它應用于何種場合？在網(wǎng)絡系統(tǒng)中可以采用組通信方式。
組通信的主要特征是？當一個消息發(fā)送給這個組時，該組的所有成員都可以接收，組通信具有“一對多”的形式，即一個發(fā)送者，多個接收者。
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