计算机 与 时间

越无舟
114 阅读7分钟

计算机与时间

计算机之中 时间相关的概念

  • 节拍率 赫兹（HZ）
  • 节拍（tick）
  • 实时时钟
  • 硬件时间
  • 系统时间
  • 时区
  • 时间戳
  • 时间
  • 时钟中断
  • 时钟周期
  • 机器指令
  • 指令周期

节拍率 赫兹（HZ）

节拍率是什么？

节拍率 是 软件设置的实时时钟的频率。

Linux 与 节拍率

在Linux下，节拍率 作为一个 预定义变量 被内置在操作系统之中。

节拍

什么是节拍

多久触发一次时间中断

节拍率 与 节拍

节拍 = 1 / 节拍率

实时时钟

什么是 实时时钟

实时时钟（RTC，是硬件）：一种可编程的硬件芯片，能以固定的频率产生脉冲，在进一步的设计下，产生中断。
实时时钟又可以被称为 硬件时钟,时钟硬件,实时硬件。
实时时钟的频率是可以通过编程来设置的。
实时时钟通过纽扣电池的支持而能在计算机断电的情况下继续运行。

实时时钟位于计算机的哪个位置

实时时钟 位于 计算机的主板。

时钟中断

什么是时钟中断？

首先 时钟中断 是一个中断，是由硬件定时产生的一个中断。

时钟中断 与 实时时钟（RTC）的关系

实时时钟会按照一定的频率产生脉冲，根据实时时钟产生的脉冲的次数来设置阈值，来判定是否触发时钟中断。

时钟中断的作用？更准确地问 应该是时钟中断处理程序的作用有哪些（程序会执行哪些逻辑？）

  • 1: 更新系统时间
  • 2: 更新本地cpu统计数
  • 3: 检查进程的时间片是否耗尽，如果进程的时间片耗尽，则触发进程调度，使进程让出cpu。
  • 4: 统计cpu使用率 ......

时钟周期 机器周期 指令周期

时钟周期

时钟周期是cpu时钟晶振频率的倒数。时钟周期是计算机之中 最基本，最小的时间单位。时钟周期是cpu这边引出的概念。

机器周期

cpu之中，一条指令的执行 需要分为多个阶段，每个阶段执行完成所需的时间，被称为是机器周期。

指令周期

cpu执行一条指令所耗费的时间。

时钟周期 机器周期 指令周期 之间的关系

一个 指令周期 包含 若干个 机器周期；
一个 机器周期 包含 若干个 时钟周期。

时间片

时间片的含义是什么

时间片 又被称为 cpu时间片。是cpu分配给每个进程的执行时间。

时间片 与 时钟中断 之间的关系

每次时钟中断 会 触发时钟中断处理程序，时钟中断处理程序会进行 进程被分配的时间片是否耗尽的检查。

计算机断电一段时间后，重启，为什么计算机的时间还能是正常的？

这是由于 实时时钟的功劳。主板上的纽扣电池为 实时时钟 提供电源支持，是实时时钟在断电的情况下依然能够运行，进行计时。

硬件时间

什么是硬件时间

就是实时时钟所维持的时间，实时时钟由主板上的纽扣电池来维持运行。

硬件时间 存储的是 UTC 还是 LTC?

ubuntu:
cat /etc/default/rcS
如果输出值为 utc=no,那么硬件时间是LTC（本地时间）

Linux 与 硬件时间

Linux 下 硬件时间的客户端命令

hwclock

硬件时间的查看

hwclock --show

如何设置硬件时间

hwclock --set --date "20140225 20:23:00"

系统时间

什么是系统时间

在系统开机的时候，会自动从BIOS中取得硬件时间，根据时区设置，计算得到系统时间。
系统时间靠 tick 来维持更新

Linux 与 系统时间

Linux下 系统时间的客户端

date

Linux 如何查看当前的系统时间

执行命令 date

image.png

Linux 如何设置当前的系统时间

例子：

date -s "20140225 20:16:00"

系统时间 和 硬件时间 之间的关系

从三个阶段来分析 系统时间 和 硬件时间 之间的关系

  • 在开机的时候：
    在系统开机的时候，会自动从BIOS中取得硬件时间，设置为系统时间

  • 在Linux 运行的时候：
    系统时间 和 硬件时间 以异步的方式来运行，互不干扰

  • 在关机的时候：
    系统时间不会被保存，会被丢弃

系统时间 和 硬件时间之间的同步

  • 以系统时间为基准，修改硬件时间
hwclock --systohc
  • 以硬件时间为基准，修改系统时间
hwclock --hctosys

为什么要 进行 系统时间 和 硬件时间 之间的同步？

因为 Linux 启动的时候，会从实时时钟读取硬件时间作为系统时间， Linux关机的时候，并不会将系统时间写入到硬件时间，所以当我们发现计算机的系统时间不对，进行系统时间设置之后，还需要将系统时间写入到硬件时间之中，这样的话，计算机重启之后的系统时间才是正确的，不然的话，被设置的系统时间会丢失。

系统时间变化后，sleep函数会有如何反应？

假如 程序 sleep 10分钟，然后在另一个Linux终端，将系统时间调整到 10分钟之后，是否程序立刻结束睡眠呢？

实验方式：
1: 开启两个Linux终端，在一个终端上执行

date; sleep 300; date

在另一个终端上将时间设置为两分钟之后，查看第一个终端的输出结果即可。

实验结果证明：即使将系统时间调后，但是sleep还是会沉睡指定的时间。

时间戳

时间戳的含义是什么？

时间戳：也叫unix时间戳。在同一刻，地球上所有人看到的时间戳都是一致的。unix时间戳是指 从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒起至现在的总秒数。

编程语言 与 时间戳 （或者说 程序员如何看待时间戳）

编程语言之中获取当前时间戳的方法 的返回值 和 时区无关，修改时区，所返回的时间戳也是不会变化的。

时间

时间的表示

2019-07-04T00:00:00.000Z

程序员看到时间应该注意的

时间是有时区属性的，如果一个时间没有时区的标志，那么这个时间一定是有歧义的，既然是有歧义的时间，那么就会存在bug。

golang 与 时间

golang之中使用什么来表示时间？时间的默认时区是什么？

使用 time.Time 这个结构体来表示时间。
使用 time.Location 这个结构体来表示时区。

golang 如何查看当前使用的时区？

func CurrentZone() {
   fmt.Println(time.Local)
}

golang 如何修改时区？

var cstZone = time.FixedZone("UTC", 0) // 东八
time.Local = cstZone

golang 如何获得当前的时间

  t := time.Now()

golang 如何获得当前的时间戳

  t := time.Now().Unix()

时间戳 时区 时间 的关系

时间戳 + 时区 = 时间

时区

时区的一些信息

全球分为24个时区，在同一时刻，处于不同时区的人所看到的时间是不同的。

Linux 与 时区

Linux系统的时区 会影响哪些方面

Linux 系统启动的时候，会从实时时钟读取时间，并获取当前时区，进行计算，得到系统时间。（这是自己目前的认知）

ubuntu 如何查看当前系统时间的时区

cat /etc/localtime
文件的内容会包含 当前系统时间所出的时区。

Linux 之中的时区是进程级别的嘛？换个问法，进程可以拥有和操作系统不同的时区嘛？

进程是可以拥有与操作系统不同的时区的（java 其实就可以设置时区）

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