学习笔记八
一、作业要求
自学教材第5章,提交学习笔记(10分),评分标准如下
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知识点归纳以及自己最有收获的内容,选择至少2个知识点利用chatgpt等工具进行苏格拉底挑战,并提交过程截图,提示过程参考下面内容 (4分)
“我在学***X知识点,请你以苏格拉底的方式对我进行提问,一次一个问题”
核心是要求GPT:“请你以苏格拉底的方式对我进行提问”
然后GPT就会给你提问,如果不知道问题的答案,可以反问AI:“你的理解(回答)是什么?”
如果你觉得差不多了,可以先问问GPT:“针对我XXX知识点,我理解了吗?”
GPT会给出它的判断,如果你也觉得自己想清楚了,可以最后问GPT:“我的回答结束了,请对我的回答进行评价总结”,让它帮你总结一下。
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问题与解决思路,遇到问题最先使用chatgpt等AI工具解决,并提供过程截图(3分)
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实践过程截图,代码链接(2分)
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其他(知识的结构化,知识的完整性等,提交markdown文档,使用openeuler系统等)(1分)
二、知识点总结
5.1 硬件定时器
定时器是由时钟源和可编程计数器组成的硬件设备。时钟源通常是一个晶体振荡器,会产生周期性电信号,以精确的频率驱动计数器。使用一个倒计时值对计数器进行编程,每个时钟信号减1。当计数减为0时,计数器向CPU生成一个定时器中断,将计数值重新加载到计数器中,并重复倒计时。计数器周期称为定时器刻度,是系统的基本计时单元。
5.2 个人计算机定时器
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实时时钟:提供时间和日期信息
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可编程间隔定时器:提供以毫秒为单位的定时器刻度,为操作系统提供基本定时单元
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多核CPU中的本地定时器:每个核都是一个独立的处理器,有自己的本地定时器
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高分辨率定时器:提供纳秒级定时器分辨率
5.3 CPU操作
每个CPU都有一个程序计数器(PC),也称为指令指针(IP),以及一个标志或状态寄存器(SR)、一个堆栈指针(SP)和几个通用寄存器,当PC指向内存中要执行的下一条指令时,SR包含CPU的当前状态,如操作模式、中断掩码和条件码,SP指向当前堆栈栈顶。堆栈是CPU用于特殊操作(如push、pop调用和返回等)的一个内存区域。CPU操作可通过无限循环进行建模。
5.4 中断处理
外部设备的(如定时器)的中断被馈送到中断控制器的预定义输入行,按优先级对中断输入排序,并将具有最高优先级的中断作为中断请求(IRQ)路由到CPU。在每条指令执行结束时,如果CPU未处于接受中断的状态,即在CPU的状态寄存器中屏蔽了中断,它将忽略中断请求,使其处于挂起状态,并继续执行下一条指令。如果CPU处于接受中断状态,即中断未被屏蔽,那么CPU将会转移它正常的执行顺序来进行中断处理。对于每个中断,可以编程中断控制器以生成一个唯一编号,叫作中断向量,标识中断源。在获取中断向量号后,CPU用它作为内存中中断向量表中的条目索引,条目包含一个指向中断处理程序入口地址的指针来实际处理中断。当中断处理结束时,CPU恢复指令的正常执行。
5.5 时钟服务函数
5.5.1 gettimeofday-settimeofday
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gettimeofday()函数用于返回当前时间;
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settimeofday()函数用于设置当前时间;
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在Unix/Linux中,时间表示自1970年1月1日00:00:00起经过的秒数。它可以通过库函数ctime(&time)转换为日历形式。
5.5.2 time系统调用
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time_t time(time_t *t) 以秒为单位返回当前时间,有一定的局限性,只提供以秒为单位的分辨率
5.5.3 times系统调用
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clock_t times(struct tms *buf);可用于获取某进程的具体执行时间。它将进程时间存储在struct tms buf中,即:
struct tms{
clock_t tms_utime; // user mode time
clock_t tms_stime; //system mode time
clock_t tms_cutime; //user time of children
clock_t tms_cstime; //system time of children
};
以时钟计时单元报告所有时间。这可以为分析某个正在执行的进程提供信息,包括其子进程的时间。
5.5.4 time和date命令
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date:打印或设置系统日期和时间。
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time:报告进程在用户模式和系统模式下的执行时间和总时间。
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hwclock:查询并设置硬件时钟(RTC),也可以通过BIOS来完成。
5.5.5 在linux下,常用的获取时间的函数有如下几个:
asctime, ctime, gmtime, localtime, gettimeofday
mktime, asctime_r, ctime_r, gmtime_r, localtime_r
time()
函数获取当前时间
SYNOPSIS
localtime_r() localtime()
取得当地目前时间和日期 函数原型如下:
asctime() asctime_r()
将时间和日期以字符串格式返回 函数原型如下:
ctime(),ctime_r()
将时间和日期以字符串格式表示 函数原型如下:
mktime()
将时间结构体struct tm
的值转化为经过的秒数 函数原型:
gettimeofday()
获取当前时间 函数原型如下:
5.6 间隔定时器
Linux为进程提供了三种不同类型的间隔定时器,可用作进程计时的虚拟时钟。间隔定时器由settimer()系统调用创建。getitimer()系统调用返回间隔定时器的状态。有三类间隔定时器,分别是:
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ITIMER_REAL: 实时减少,在到期时生成一个SIGALRM(14)信号。
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ITIMER_VIRTUAL: 仅当进程在用户模式下执行时减少,在到期时生成一个SIGVTALRM(26)信号。
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ITIMER_PROF: 当进程正在用户模式和系统模式下执行时减少。在到期时生成一个SIGPROF(27)信号。
5.7 REAL模式间隔定时器
1.通过gettimeofday()获取系统时间
2.通过settimeofday()设置系统时间
3.time系统调用
time_t start,end;
int main()
{
int i;
start = time(NULL);
printf("start=%ld\n",start);
for(i=0;i<20201307;i++)
end = time(NULL);
printf("end =%ld time=%ld\n",end,end-start);
}