top命令的Load average 含义及性能参考基值

本文深入解析了Linux系统中负载平均值的概念,包括其计算方式及如何评估系统性能。通过类比桥梁过车流量,帮助读者理解不同负载值对服务器性能的影响。
$ uptime
11:12:26 up 3:44, 4 users, load average: 0.38, 0.31, 0.19

系统平均负载被定义为在特定时间间隔内运行队列中的平均进程树。如果一个进程满足以下条件则其就会位于运行队列中:

  • 它没有在等待I/O操作的结果
  • 它没有主动进入等待状态(也就是没有调用'wait')
  • 没有被停止(例如:等待终止)

上面的输出,load average后面分别是1分钟、5分钟、15分钟的负载情况。数据是每隔5秒钟检查一次活跃的进程数,然后根据这个数值算出来的。如果这个数除以CPU 的数目,结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了。


 
Linux系统Load average负载详细解释   我们知道判断一个系统的负载可以使用top,uptime等命令去查看,它分别记录了一分钟、五分钟、以及十五分钟的系统平均负载
  例如我的某台服务器:
  $ uptime
  09:50:21 up 200 days, 15:07, 1 user, load average: 0.27, 0.33, 0.37
  大部分的人都认为这个数字越小越好,其实有很多关联的提示信息,今天看到这个好文,应该可以给大家说清楚很多问题,转一下:
  你可能对于 Linux 的负载均值(load averages)已有了充分的了解。负载均值在 uptime 或者 top 命令中可以看到,它们可能会显示成这个样子:
  load average: 0.09, 0.05, 0.01
  很多人会这样理解负载均值:三个数分别代表不同时间段的系统平均负载(一分钟、五 分钟、以及十五分钟),它们的数字当然是越小越好。数字越高,说明服务器的负载越 大,这也可能是服务器出现某种问题的信号。
  而事实不完全如此,是什么因素构成了负载均值的大小,以及如何区分它们目前的状况是 “好”还是“糟糕”?什么时候应该注意哪些不正常的数值?
  回答这些问题之前,首先需要了解下这些数值背后的些知识。我们先用最简单的例子说明, 一台只配备一块单核处理器的服务器。
  行车过桥
  一只单核的处理器可以形象得比喻成一条单车道。设想下,你现在需要收取这条道路的过桥 费 — 忙于处理那些将要过桥的车辆。你首先当然需要了解些信息,例如车辆的载重、以及 还有多少车辆正在等待过桥。如果前面没有车辆在等待,那么你可以告诉后面的司机通过。 如果车辆众多,那么需要告知他们可能需要稍等一会。
  因此,需要些特定的代号表示目前的车流情况,例如:
  0.00 表示目前桥面上没有任何的车流。 实际上这种情况与 0.00 和 1.00 之间是相同的,总而言之很通畅,过往的车辆可以丝毫不用等待的通过。
  1.00 表示刚好是在这座桥的承受范围内。 这种情况不算糟糕,只是车流会有些堵,不过这种情况可能会造成交通越来越慢。
  超过 1.00,那么说明这座桥已经超出负荷,交通严重的拥堵。 那么情况有多糟糕? 例如 2.00 的情况说明车流已经超出了桥所能承受的一倍,那么将有多余过桥一倍的车辆正在焦急的等待。3.00 的话情况就更不妙了,说明这座桥基本上已经快承受不了,还有超出桥负载两倍多的车辆正在等待。
  上面的情况和处理器的负载情况非常相似。一辆汽车的过桥时间就好比是处理器处理某线程 的实际时间。Unix 系统定义的进程运行时长为所有处理器内核的处理时间加上线程 在队列中等待的时间。
  和收过桥费的管理员一样,你当然希望你的汽车(操作)不会被焦急的等待。所以,理想状态 下,都希望负载平均值小于 1.00 。当然不排除部分峰值会超过 1.00,但长此以往保持这 个状态,就说明会有问题,这时候你应该会很焦急。
  “所以你说的理想负荷为 1.00 ?”
  嗯,这种情况其实并不完全正确。负荷 1.00 说明系统已经没有剩余的资源了。在实际情况中 ,有经验的系统管理员都会将这条线划在 0.70:
  “需要进行调查法则”: 如果长期你的系统负载在 0.70 上下,那么你需要在事情变得更糟糕之前,花些时间了解其原因。
  “现在就要修复法则”:1.00 。 如果你的服务器系统负载长期徘徊于 1.00,那么就应该马上解决这个问题。否则,你将半夜接到你上司的电话,这可不是件令人愉快的事情。
  “凌晨三点半锻炼身体法则”:5.00。 如果你的服务器负载超过了 5.00 这个数字,那么你将失去你的睡眠,还得在会议中说明这情况发生的原因,总之千万不要让它发生。


from:   http://blog.chinaunix.net/uid-687654-id-2075858.html

<think>首先,用户意图是了解与标幺的概念及其在电力系统分析中的应用。用户问题是:电力系统中和标幺的定义及使用详解。 我需要调用网络搜索工具进行检索。由于我是一个AI助手,我没有实时搜索能力,但我可以于我的训练知识来模拟这个过程。我的知识截止到2023年,所以我将使用我已有的知识来生成回答。 关键点: - (Base Value):在电力系统中,是用来定义系统参考的一组,通常包括电压、功率等。 - 标幺(Per Unit Value):是实际的比,用于简化计算和比较不同电压等级的系统。 在电力系统分析中的应用: - 标幺系统简化了计算,因为它消除了单位,使得不同部分的系统可以直接比较。 - 常用于短路分析、潮流计算等。 现在,根据任务要求: 1. 整合检索到的内容,生成详细且清晰的回答。 2. 禁止将所有引用内容集中在回答末尾。所以,我需要将引用融入回答中,而不是单独列出。 3. 避免使用第一人称如“我”。 4. 避免步骤词汇如“首先”、“然后”。 5. 尽量将答案组织为多个方法或步骤,并在每个步骤间换行。所以,我应该用分点的方式,但避免使用“首先”等词。或许用标题或直接换行。 6. 如果包含代码和公式,遵循指定格式。 7. 在回答后添加相关问题部分。 结构回答: - 定义和标幺。 - 解释如何选择。 - 讨论标幺系统的优点。 - 给出应用例子。 - 可能包括公式和计算。 公式格式: - 行内公式:$公式内容$ - 独立公式:$$公式内容$$ 代码格式:如果有代码,用三个反引号指定语言。 最后,添加相关问题: - 使用"§§相关问题§§:"作为标题,在同一行。 - 列出至少3个相关问题,于用户问题和我的回答。 - 格式:1. 问题1 2. 问题2 3. 问题3 生成回答: 1. 定义和标幺。 - :在电力系统中,是一组参考,包括电压($V_b$)、功率($S_b$)、电流($I_b$)等。 - 标幺:是实际除以得到的无量纲。例如,电压标幺 $V_{pu} = \frac{V}{V_b}$。 2. 选择的方法。 - 通常,于系统的额定。例如,选择额定电压作为电压,额定功率作为功率。 - 电流 $I_b = \frac{S_b}{V_b}$(对于单相系统),阻抗 $Z_b = \frac{V_b^2}{S_b}$。 3. 标幺系统的优点。 - 简化计算,因为标幺消除了单位。 - 允许不同电压等级的系统直接比较。 - 在变压器模型中,标幺使模型独立于实际电压等级。 4. 应用在电力系统分析中。 - 短路分析:计算故障电流时使用标幺简化。 - 潮流计算:标幺使方程更易处理。 - 稳定性分析。 包括公式: - 例如,阻抗标幺 $Z_{pu} = \frac{Z}{Z_b}$,其中 $Z_b = \frac{V_b^2}{S_b}$。 - 对于三相系统,通常于三相功率和线电压。 避免步骤词汇:所以,用描述性语言,不要用“首先定义,然后计算标幺”。 组织为多个部分,换行分隔: - 部分1:定义 - 部分2:选择 - 部分3:优点 - 部分4:应用 添加一个简单计算例子,如果需要。 最后,相关问题: 于用户问题和回答: 1. 如何选择电力系统中的? 2. 标幺系统在变压器分析中的应用是什么? 3. 标幺计算中的常见错误有哪些? 确保标题正确:"§§相关问题§§:" 现在,草拟回答。</think>### 与标幺的定义 在电力系统中,(Base Value)是一组参考,用于定义系统参数的标准化础。常见的包括电压 $V_b$(单位:V)、功率 $S_b$(单位:VA)和电流 $I_b$(单位:A)。这些通常于系统的额定参数选择,例如额定电压或额定功率。 标幺(Per Unit Value)是实际参数与对应的比,表示为无量纲。计算公式为: - 电压标幺: $V_{pu} = \frac{V}{V_b}$ - 功率标幺: $S_{pu} = \frac{S}{S_b}$ - 电流标幺: $I_{pu} = \frac{I}{I_b}$ 其中,$I_b$ 和阻抗 $Z_b$ 可通过 $I_b = \frac{S_b}{V_b}$(单相系统)和 $Z_b = \frac{V_b^2}{S_b}$ 推导。标幺系统将实际归一化,便于跨系统比较。 ### 的选择方法 的选择需于系统额定。对于三相系统,通常使用线电压 $V_{b,LL}$ 和三相功率 $S_{b,3\phi}$。电流计算为 $I_b = \frac{S_{b,3\phi}}{\sqrt{3} V_{b,LL}}$,阻抗 $Z_b = \frac{V_{b,LL}^2}{S_{b,3\phi}}$。选择时需确保一致性:所有设备(如发电机、变压器)使用相同 $S_b$,但电压可根据所在电压等级调整,以简化变压器模型。 ### 标幺系统的优点 标幺消除单位差异,使不同电压等级的系统可直接比较。 计算过程简化,减少错误:例如,变压器阻抗标幺在高低压侧相同,无需考虑变比。 参数范围更直观:正常运行时,$V_{pu} \approx 1.0$,$S_{pu} \approx 1.0$,异常状态(如短路)偏离明显,便于分析。 ### 在电力系统分析中的应用 短路分析:标幺简化故障电流计算。例如,短路电流标幺 $I_{sc,pu} = \frac{V_{pu}}{Z_{pu}}$,其中 $Z_{pu}$ 为系统总阻抗标幺。实际电流通过 $I_{sc} = I_{sc,pu} \times I_b$ 还原。 潮流计算:标幺使功率流方程更易求解。节点电压方程以标幺表示,减少数不稳定问题。例如,潮流模型中的雅可比矩阵元素使用标幺后,计算效率更高。 稳定性分析:动态模型(如发电机摇摆方程)采用标幺,便于处理不同容量设备。时间常数和惯性参数标幺化后,仿真更准确。 变压器建模:标幺系统使变压器等效电路独立于实际电压。漏抗标幺 $X_{pu}$ 直接用于等效模型,无需调整变比。 示例计算:假设一个三相系统,$S_b = 100\, \text{MVA}$, $V_b = 230\, \text{kV}$。实际阻抗 $Z = 10\, \Omega$,则 $Z_b = \frac{(230 \times 10^3)^2}{100 \times 10^6} = 529\, \Omega$,标幺 $Z_{pu} = \frac{10}{529} \approx 0.019$。故障分析中,若 $V_{pu} = 1.0$,则 $I_{sc,pu} = \frac{1.0}{0.019} \approx 52.63$,实际短路电流 $I_{sc} = 52.63 \times \frac{100 \times 10^6}{\sqrt{3} \times 230 \times 10^3} \approx 13.2\, \text{kA}$。 代码示例(Python计算标幺): ```python # 定义和实际 S_b = 100e6 # VA, 功率 V_b = 230e3 # V, 电压 (线电压) Z_actual = 10 # Ω, 实际阻抗 # 计算阻抗和标幺 Z_b = (V_b ** 2) / S_b Z_pu = Z_actual / Z_b print(f"阻抗标幺: {Z_pu:.4f}") ```
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