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1、尹能linux时间系统的设计与实现第18页共18页Linux时间系统的设计与实现学生姓名：xxx指导老师：XXX摘要时间系统是操作系统的重要组成部分,无论是在分时操作系统还是在实时操作系统中,时间系统都起着极为重要的作用。时间系统的主要功能是负责维护系统时间、计算CPU的使用情况、为分时调度提供计时、提供定时器。概述了时间系统的主要功能,对Linux时间系统的硬件基础进行介绍,介绍了Linux操作系统中用来表示时间的数据结构。结合对源代码的分析,具体描述了Linux独特的时钟中断处理过程和时间系统各功能的实现。最后,介绍了实时操作系统的特征,并针对如何改造时间系统
2、,提高Linux核心的实时处理能力提出了解决方案。。关键词linux时间系统;linux-2.4.3.0源码;RedhatEnterpriselinux5尹能linux时间系统的设计与实现第18页共18页1引言1.1课题背景及意义首先,是经济问题。中国是个人口大国,将来更要成为网络大国,如果每个人都用正版windows那将是一笔不小的开销.linux就不存在这个问题。当然,更不可能每个人都用苹果的macos。其次,linux是一个具有优良血统的系统,它具有unix的特点,又具有极好的易用性,安全性,强大的网络服务功能。综合来说,linux具有良好的发展前景.中国对
3、于推广linux具有非常的价值。1.2课程设计目的（1）学会使用vi编辑器编辑C语言程序（2）学会Linux环境下gcc的使用（3）学会调试工具GDB的使用（4）学习重新编译Linux内核，理解、掌握Linux内核版本和Linux发行版本的区别(5)学会在linux中设置，修改,显示时间1.3课题技术支持了解Linux的时钟 由于Linux时钟和Windows时钟从概念的分类、使用到设置都有很大的不同，所以，搞清楚Linux时钟的工作方式与设置操作，不仅对于Linux初学者有着重大意义，而且对于使用Linux服务器的用户来说尤为重要。1.4可行性分析报告Wind
4、ows时钟大家可能十分熟悉了，Linux时钟在概念上类似Windows时钟显示当前系统时间，但在时钟分类和设置上却和Windows大相径庭。和Windows不同的是，Linux将时钟分为系统时钟(SystemClock)和硬件(RealTimeClock，简称RTC)时钟两种。系统时间是指当前LinuxKernel尹能linux时间系统的设计与实现第18页共18页中的时钟，而硬件时钟则是主板上由电池供电的那个主板硬件时钟，这个时钟可以在BIOS的“StandardBIOSFeture”项中进行设置。既然Linux有两个时钟系统，那么大家所使用的Linux默认使用哪
5、种时钟系统呢？会不回出现两种系统时钟冲突的情况呢？这些疑问和担心不无道理。首先，Linux并没有默认哪个时钟系统。当Linux启动时，硬件时钟会去读取系统时钟的设置，然后系统时钟就会独立于硬件运作。从Linux启动过程来看，系统时钟和硬件时钟不会发生冲突，但Linux中的所有命令(包括函数)都是采用的系统时钟设置。不仅如此，系统时钟和硬件时钟还可以采用异步方式，见图1所示，即系统时间和硬件时间可以不同。这样做的好处对于普通用户意义不大，但对于Linux网络管理员却有很大的用处。例如，要将一个很大的网络中(跨越若干时区)的服务器同步，假如位于美国纽约的Linux服务
6、器和北京的Linux服务器，其中一台服务器无须改变硬件时钟而只需临时设置一个系统时间，如要将北京服务器上的时间设置为纽约时间，两台服务器完成文件的同步后，再与原来的时钟同步一下即可。这样系统和硬件时钟就提供了更为灵活的操作。 尹能linux时间系统的设计与实现第18页共18页2实现原理通常，操作系统可以使用三种方法来表示系统的当前时间与日期：①最简单的一种方法就是直接用一个64位的计数器来对时钟滴答进行计数。②第二种方法就是用一个32位计数器来对秒进行计数，同时还用一个32位的辅助计数器对时钟滴答计数，直至累积到一秒为止。因为32位的秒
7、计数超过136年，因此这种方法直至22世纪都可以让系统工作得很好。③第三种方法是按系统启动以来的滴答次数进行计数，而不是相对于某个确定的外部时刻；当读外部后备时钟（如RTC）或用户输入实际时间时，根据当前的滴答次数计算系统当前时间。2．1基本概念首先，有必要明确一些Linux内核时钟驱动中的基本概念。（1）时钟周期（clockcycle）的频率：8253／8254PIT的本质就是对由晶体振荡器产生的时钟周期进行计数，晶体振荡器在1秒时间内产生的时钟脉冲个数就是时钟周期的频率。Linux用宏CLOCK_TICK_RATE来表示8254PIT的输入时钟脉冲的频率（在P
8、C机中这个
