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法律研究UNIX 中使用者 CPU 時間和系統 CPU 時間的區別
在基於 UNIX 的作業系統（如 Linux）中，通常會測量兩種型別的 CPU 時間：使用者 CPU 時間和系統 CPU 時間。這些指標提供了有關係統或程序的不同元件如何利用 CPU 資源的見解。瞭解使用者 CPU 時間和系統 CPU 時間之間的區別對於效能分析和故障排除至關重要。
什麼是 UNIX 中的使用者 CPU 時間？
使用者 CPU 時間表示在使用者模式下執行程式碼所花費的 CPU 時間總量，使用者模式是應用程式程式碼執行的模式。它包括執行使用者程式程式碼以及程式呼叫的任何庫函式所花費的時間。換句話說，使用者 CPU 時間測量使用者應用程式直接消耗的處理時間。
例如，如果您在系統上執行一個用 C 編寫的程式，則該程式執行計算或執行其自身邏輯所需的時間被視為使用者 CPU 時間。它不包括等待輸入/輸出操作或系統呼叫的時間。
定義：使用者 CPU 時間是在使用者空間執行指令所花費的累積 CPU 時間。
計算：使用者 CPU 時間由作業系統根據使用者級程序使用的 CPU 週期計算得出。
影響：使用者 CPU 時間受使用者應用程式或程式執行的計算任務的影響。它包括執行演算法、執行計算以及與輸入/輸出裝置互動。
責任：使用者 CPU 時間是使用者或程序所有者的責任。它用於衡量使用者級應用程式或程式的效能和效率。
什麼是 UNIX 中的系統 CPU 時間？
系統 CPU 時間是指在核心模式下執行程式碼所花費的 CPU 時間總量。核心模式是一種特權模式，作業系統核心功能和服務在此模式下執行。系統 CPU 時間包括執行系統呼叫、管理硬體裝置、處理中斷以及執行其他與核心相關的任務所花費的時間。
當程序需要執行諸如從磁碟讀取或寫入磁碟、分配記憶體或與裝置互動之類的任務時，它會向作業系統發出系統呼叫。在這些系統呼叫中花費的時間以及核心處理這些請求所花費的時間都會計入系統 CPU 時間。
定義：系統 CPU 時間是在核心空間執行指令所花費的累積 CPU 時間。
計算：系統 CPU 時間由作業系統根據核心程序使用的 CPU 週期計算得出。
影響：系統 CPU 時間受管理系統資源、處理系統呼叫以及為使用者級程序提供服務所需的核心操作的影響。
責任：系統 CPU 時間是作業系統的責任。它用於衡量核心的效能和效率，並識別與系統資源管理相關的任何瓶頸或問題。
UNIX 中的使用者 CPU 時間與系統 CPU 時間
下表重點介紹了 UNIX 中使用者 CPU 時間和系統 CPU 時間之間的區別
引數 |
使用者 CPU 時間 |
系統 CPU 時間 |
|---|---|---|
定義 |
使用者級程序使用的 CPU 時間量 |
核心和系統程序使用的 CPU 時間量 |
責任 |
表示使用者編寫的程式碼的執行時間 |
表示作業系統程式碼的執行時間 |
示例 |
應用程式或指令碼執行的計算 |
檔案 I/O 操作、記憶體管理、排程等。 |
測量 |
在程序以使用者模式執行時測量 |
在程序以核心模式執行時測量 |
範圍 |
特定於程序或應用程式 |
由多個程序和系統操作共享 |
影響 |
受使用者程式碼的複雜性和效率的影響 |
受作業系統的效能和效率的影響 |
影響 |
主要影響應用程式的響應時間 |
主要影響整體系統效能 |
資源分配 |
確定分配給程序的 CPU 時間量 |
確定將 CPU 時間分配給各種系統任務 |
監控 |
可以使用“time”命令或“ps”等工具進行監控 |
可以使用系統監控實用程式進行監控 |
所有權 |
使用者 CPU 時間與使用者級程式或程序的執行相關聯 |
系統 CPU 時間與代表使用者程式執行核心級操作相關聯。 |
控制 |
使用者程式可以直接控制使用者 CPU 時間的使用，因為它們執行自己的程式碼 |
使用者程式無法直接控制系統 CPU 時間，因為它由核心和底層作業系統確定。 |
活動型別 |
使用者 CPU 時間主要包括與應用程式特定指令、計算和操作相關的活動 |
系統 CPU 時間包括與系統級任務相關的活動，例如處理系統呼叫、管理裝置和程序排程 |
效能分析 |
測量使用者 CPU 時間可以幫助識別使用者程式或程序施加的計算負載，這對於分析和最佳化應用程式效能很有用 |
另一方面，系統 CPU 時間提供了對作業系統的開銷和資源利用率的見解，有助於系統性能分析和故障排除。 |
結論
總之，使用者 CPU 時間表示使用者級程序消耗的 CPU 時間，而系統 CPU 時間表示核心級程序消耗的 CPU 時間。使用者 CPU 時間受使用者應用程式或程式的影響，而系統 CPU 時間受作業系統執行的操作的影響。這兩個指標對於分析系統性能以及瞭解 UNIX 環境中使用者和系統程序之間 CPU 使用率的分配都很重要。
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