CSAPP 第10章 系统级 I/0

本文详细介绍了Unix IO系统,包括文件操作的基本概念,如普通文件、目录、套接字等,以及如何通过高级IO进行读写操作。文章还探讨了文件元数据的读取、目录内容的读取和文件共享机制,最后对比了标准IO与系统级IO的使用场景。

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输入输出是主存和外部设备(例如磁盘驱动器、终端、网络等)之间复制数据的过程。语言都是高级IO,语言通过Linux内核提供的Unix IO实现高级IO。

为什么学习unix io:1. 理解它与其他系统概念之间的循环依赖。2. 有些功能高级io无法实现,必须系统级io。

10.1 Unix I/O 622

一致的方式:打开文件、进程开始都打开三个标准文件、改变当前的文件光标位置、读写文件(读超过文件大小,除法EOF条件)、关闭文件(作为响应,内核释放文件打开时创建的数据结构,并将这个描述符恢复到可用描述符池中,无论进程因为什么原因终止,内核都会关闭所有打开的文件并释放它们的内存资源)。

10.2文件623

1. 普通文件:文本文件(文本行序列,每行都是一个字符序列)、二进制文件,内核一视同仁。

2. 目录:包含一组链接(每个链接都将一个文件名映射到一个文件)的文件。

3. 套接字:用来与另一个进程进行跨网络通信的文件。

4. 还有命名通道、符号链接、字符和块设备等文件类型。

10.3打开和关闭文件624

10.4读和写文件625

 

10.5用RIO包健壮地读写626

10.5.1 RIO的无缓冲的输入输出函数627

10.5.2 RIO的带缓冲的输入函数627

 

10.6读取文件元数据632

10.7读取目录内容633

  

10.8共享文件634

    

输出 c = f\n ,因为每个进程都有自己的描述符表,指向自己打开的文件表,文件表内有自己专属的文件位置。如果是父子进程的话,子进程和父进程是完全一样的描述符表。

10.9 I/O重定向637

 

10.10标准I/O 638

10.11综合:我该使用哪些I/O函数?638

    

10.12小结640

内容概要:该研究通过在黑龙江省某示范村进行24小时实地测试,比较了燃煤炉具与自动/手动进料生物质炉具的污染物排放特征。结果显示,生物质炉具相比燃煤炉具显著降低了PM2.5、CO和SO2的排放(自动进料分别降低41.2%、54.3%、40.0%;手动进料降低35.3%、22.1%、20.0%),但NOx排放未降低甚至有所增加。研究还发现,经济性和便利性是影响生物质炉具推广的重要因素。该研究不仅提供了实际排放数据支持,还通过Python代码详细复现了排放特征比较、减排效果计算和结果可视化,进一步探讨了燃料性质、动态排放特征、碳平衡计算以及政策建议。 适合人群:从事环境科学研究的学者、政府环保部门工作人员、能源政策制定者、关注农村能源转型的社会人士。 使用场景及目标:①评估生物质炉具在农村地区的推广潜力;②为政策制定者提供科学依据,优化补贴政策;③帮助研究人员深入了解生物质炉具的排放特征和技术改进方向;④为企业研发更高效的生物质炉具提供参考。 其他说明:该研究通过大量数据分析和模拟,揭示了生物质炉具在实际应用中的优点和挑战,特别是NOx排放增加的问题。研究还提出了多项具体的技术改进方向和政策建议,如优化进料方式、提高热效率、建设本地颗粒厂等,为生物质炉具的广泛推广提供了可行路径。此外,研究还开发了一个智能政策建议生成系统,可以根据不同地区的特征定制化生成政策建议,为农村能源转型提供了有力支持。
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