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  3. 分别使用文件的系统调用read(fd，buf，nbytes)、write(fd，buf，nbytes)和文件的库函数fread(buf，size，nitems，fp)、fwrite(buf，size，nitems，fp)，编写一个文件的复制程序(文件大小＞

分别使用文件的系统调用read(fd，buf，nbytes)、write(fd，buf，nbytes)和文件的库函数fread(buf，size，nitems，fp)、fwrite(buf，size，nitems，fp)，编写一个文件的复制程序(文件大小＞

admin2016-05-14  20
问题 分别使用文件的系统调用read(fd，buf，nbytes)、write(fd，buf，nbytes)和文件的库函数fread(buf，size，nitems，fp)、fwrite(buf，size，nitems，fp)，编写一个文件的复制程序(文件大小＞1MB)。当上述函数中nbytes、size和nitems都取值为1时(即一次读写一个字节)，比较这两种程序的执行效率。当nbytes取4096字节，size取1字节，且niterns取4096时(即一次读写4096字节)，再次比较这两种程序的执行效率。(可使用time命令)
选项
答案循环执行系统调用write(fd，buf，1)，每次调用向文件输出一个字节，但由于块设备读写是通过系统缓冲区进行的，故4096次写调用才需要一次实际的设备I／O操作，但需要4096次从用户态转换到核心态和核心态转回用户态的开销。 循环执行系统调用fwrite(buf，1，1，fp)时，每次操作向用户态空间的流文件缓冲区写入一个字节，4096次写操作填满该缓冲区后才发出一次write系统调用，转换到核心态，并进行一次实际的设备I／O操作。 因此两种方法花费设备I／O的时间是一样的，主要差别是流文件操作用4096次用户态函数的调用和返回的开销代替了直接使用系统调用时4096次用户态与核心态之间的切换。在实际系统中，一次函数调用所费的时间比用户态与核心态之间的切换所费的时间少得多，故当不是以整块的方法输入或输出数据时，使用流文件操作比使用系统调用效率高很多。 在程序清单17-1中，用例程gettimeofday()(该例程返回两个值：秒数tv_sec和微秒数tv_uBec)获得程序的开始计时时间和结束计时时间(精度为微秒)，并计算程序段运行时所花的时间(单位为毫秒)，被测试的输入文件大于4MB。测试结果说明，每次对文件输入／输出一个字节，使用流文件要比直接使用系统调用快得多，而每次对文件输入／输出4096字节，使用流文件与使用系统调用时间差不多，使用系统调用还快了一点点。 程序清单17-1．file_op．c #include＜sys／stat．h＞ #include＜sys／fcntl．h＞ #include＜stdi0．h＞ #include＜time．h＞ #define BUB_4096 4096 #define BUB_11 main(int argc，char*argv[1]) { int fd1，fd2； int n； char buf1[BUB_1]，buf2[BUB_4096]，buf3[BUB_1]，buf4[BUB_40964]； struct timeVal start，end； ／*测试系统调用read、write*／ gettimeofday(＆start，NULL)； fd1=open(argV[1]，O_RDONLY)； fd2=open(argV[2]，O_WRONLY|O CREAA．0644)； while((n=read(fd1，buf1，BUB_1))＞0) write(fd2，buf1，n)； gettimeofday(＆end，NULL)； printf("One byte every times：％5．3f＼n"， end．tv Sec*1000-start．tv sec*1000+end．tv uSec／1000-Start．tv usec／ 1000)； n=0； gettimeofday(＆start，NULL)； while((n=read(fd1，buf2，BUB_4096))＞0) write(fd2，buf2，n)； gettimeofday(&end，NULL)； printf("4096 byte every times：％5．3f＼n"， end．tv Sec*1000-start．tv Sec*1000+end．tv usec／1000-Start．tv usec／1000)； ／*测试流文件调用fread、fwrite*／ BILE*fp1，*fp2； fp1=fopen(argv[1]，"rb")； fp2=fopen(argv[3]，"wb")； gettimeofday(＆start，NULL)； while((n=fread(buf3，BUB_1，1，fp1))＞0) fwrite(buf3，BUB_1，1，fp2)； gettimeofday(＆end，NULL)； printf("One byte every times：％5．3f＼n"， end．tv sec*1000-Start．tv Sec*1000+end．tv uSec／1000-Start．tv usec／1000)； gettimeofday(＆start，NULL)； while((n=fread(buf4，BUB 4096，4096，fp1))＞0) fwrite(buf4，BUB4096，4096，fp2)； fclose(fp1)； fclose(fp2)； gettimeofday(&end，NULL)； printf("4096 byte every times：％5．3f＼n"， end．tv sec*1000-start．tv sec*1000+end．tv usec／1000-Start．tv usec／1000)； }。
解析
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