gnuplot畫圖一

gnuplot 是一個用於產生趨勢圖和其他圖形的工具。它通常用於收集基於時間的資料，但是不限於此；也可以使用待用資料。gnuplot 可以以批模式運行或動態運行，結果由圖形查看程式或 網頁瀏覽器顯示。本文示範如何使用 gnuplot 和批檔案為從 sar 或其他資料來源收集的資料產生圖形。gnuplot 有許多命令選項，可以通過 set 操作符使用它們。但是，要想使用線或框產生圖形，需要對文檔有所瞭解。

在本文中，我將使用 Web 服務器提供圖形。

gnuplot 概述

gnuplot 把原始表格式資料轉換為圖形檔案。流行的格式是 png、pdf 和 jpeg，然後可以把它們動態地或直接地傳遞給 X 終端、網頁或通用的圖形查看程式。還可以把映像匯入文件。使用命令介面與 gnuplot 互動，使用 “set” 命令指定映像的格式和顯示方式。這通常包括映像的大小、使用的顏色、刻度、x, y 座標和輸出映像名。然後，使用 plot 命令通過 gnuplot 引擎實際產生映像。還可以使用 splot 命令繪製 3D 映像。儘管可以使用命令介面以互動方式執行命令，但是最好的方法是使用設定檔，這樣就可以通過 shell 'here' 文檔方法使用檔案中的變數（如果需要的話），從而重用設定檔。然後，通過管道把設定檔與 gnuplot 串連起來以產生影像檔。如果設定檔中有錯誤，在這個過程中會顯示這些錯誤，並反白錯誤的位置。產生影像檔之後，就可以顯示它們了。

與用於產生圖形的任何資料收集過程一樣，在把資料傳遞給 gnuplot 之前，必須對收集的資料做一些篩選。這可能包括刪除資料檔案中頭尾不需要的資訊；sed 和 awk 有助於滿足任何文本篩選需求。

安裝 gnuplot

可以從 AIX? 5L Source Packages 網站下載 rpm 形式的 gnuplot 4.2：http://www.perzl.org/aix/index.php。

對於本文中的樣本，除了 gnuplot，還需要一個正在啟動並執行 http 伺服器。

也可以從本文後面或 AIX toolbox 網站下載所需的依賴庫和 http 伺服器。

在安裝 gnuplot 之前，一定要安裝下面的 rpm 庫，因為 gnuplot 需要這些庫：

fontconfig-2.7.2-1.aix5.1.ppc.rpmexpat-2.0.1-2.aix5.1.ppc.rpm freetype2-2.3.9-1.aix5.1.ppc.rpmzlib-1.2.3-5.aix5.1.ppc.rpm libpng-1.2.40-1.aix5.1.ppc.rpmgd-2.0.35-4.aix5.1.ppc.rpmlibjpeg-7-1.aix5.1.ppc.rpmlibXpm-3.5.7-2.aix5.1.ppc.rpm gettext-0.17-1.aix5.1.ppc.rpmglib2-2.20.5-1.aix5.1.ppc.rpm

 

使用以下命令列出已經安裝的 rpm：

# rpm –qa

 

最後，安裝 gnuplot 包：

# rpm -ivh gnuplot-4.2.4-1.aix5.1.ppc.rpm

 

運行 gnuplot 以測試它。這會顯示 gnuplot 命令介面（用 quit 命令退出介面）：

$ gnuplot G N U P L O T Version 4.2 patchlevel 4 last modified Sep 2008 System: 5.3 Copyright (C) 1986 - 1993, 1998, 2004, 2007, 2008 Thomas Williams, Colin Kelley and many others Type `help` to access the on-line reference manual. The gnuplot FAQ is available from http://www.gnuplot.info/faq/ Send bug reports and suggestions to <http://sourceforge.net/projects/gnuplot>Terminal type set to 'unknown'gnuplot>

用 sar 建立圖形

sar 可能是最常用的收集效能資料的方法，所以我們以它作為樣本。清單 1（sarx.txt）是通過運行 sar 收集的資料，資料收集時間為 5 小時，每小時收集一次，輸出已經經過篩選。

清單 1. sarx.txt

14:10:50 33 27 4 36 4.0015:10:50 29 14 3 28 4.0016:10:50 35 21 1 31 4.0017:10:49 38 29 2 39 4.0018:10:40 42 29 3 35 4.00

 

接下來，建立一個檔案以包含產生圖形所需的所有 gnuplot 命令。可以給這個檔案起任何名字；在本文中，我把它命名為 sarx.conf。

為了能夠產生映像，必須告訴 gnuplot 圖形檔案應該採用什麼格式以及應該如何顯示。清 單 2（sarx.conf）包含執行 set 操作的設定檔。以 # 字元開頭的行是注釋。我們仔細看看 清 單 2。

set terminal png truecolor

 

首先設定終端類型，這告訴 gnuplot 產生的映像應該採用什麼格式。本文使用 png (Portable Network Graphics) 格式。

set output "sarimage.png"

 

接下來，告訴 gnuplot 實際的輸出影像檔名。在這裡，檔案名稱為 sarimage.png。

set autoscale

 

在產生圖形時，需要指定資料的 x 和 y 軸範圍。這個樣本讓 gnuplot 自己計算範圍值。但是，可以修改這個選項（稍後示範）。

set xdata timeset timefmt "%H:%M:%S"

 

因為這個樣本使用日期值作為資料的參照點，需要告訴 gnuplot 日期資料的格式。在 清 單 1 sarx.txt 中，日期格式為：

Hour:Minute:Seconds

根據 UNIX 日期標記法，日期變數應該放在雙引號中。常用的其他格式包括：

%d - day of month 1 -31%m - month of year 1 -12%y - year 0-99%b - three character of month name , ie: jan ,feb%B - name of month

 

如果日期列採用 Hour-Minute 格式，就用 : set timefmt ″%H-%M″ 表示。

set style data lines

 

在顯示這個圖形時，繪製出的資料應該是一條平滑的資料線。常用的其他繪製格式包括：dots、boxes、errorbars、 candlesticks。

plot "sarx1.txt" using 1:2 title "%user", '' using 1:3 title "%sys"

 

接下來，使用 plot 命令實際繪製或產生圖形。首先，指定資料輸入檔案名稱，然後告訴 gnuplot 要繪製哪些列。在這個樣本中，使用第 1 列作為 x 軸，繪製第 2 列資料，標題為 “%user”；然後繪製第 3 列，標題為 “%sys”。標題（即標籤）顯示在圖形的右上方。在繪製時，第 2 列和第 3 列使用第 1 列作為 x 值。plot 命令中的每個 ‘using’ 語句由逗號分隔。下一節討論為什麼要使用兩個單引號。

產生影像檔的命令格式為：

cat < conf file> | gnuplot

 

對於本文，我使用：

$ cat sarx.conf | gnuplot

 

現在會產生 sarimage.png 檔案。為了查看這個映像，把這個檔案複製到 Web 服務器檔案系統中的 htdocs 目錄中。

圖 1（sarimage）顯示使用提供的樣本資料在 網頁瀏覽器中看到的輸出。

清單 2. sarx.conf

#sarx.confset terminal png truecolorset output "sarimage.png"set autoscaleset xdata timeset timefmt "%H:%M:%S"set style data linesplot "sarx.txt" using 1:2 title "%user", '' using 1:3 title "%sys"

圖 1. sarimage

繪圖 選項的表示

在 plot 命令中可以使用縮寫。例如，在最初的 plot 命令後面，其他 plot 命令選項都可以縮寫，用選項的第一個字母表示。但是，對於本文，我只用縮寫表示輸入檔案，即使用兩個單引號表示輸入檔案 (sarx1.txt)。下面詳細解釋一下。第一個樣本是本文中使用的標記法，第二個樣本是縮寫標記法，第三個樣本是不使用任何縮寫的完整命令語句。這三 個樣本產生相同的輸出。

plot "sarx1.txt" using 1:2 title "%user", '' using 1:3 title "%sys"plot "sarx1.txt" using 1:2 title "%user", '' u 1:3 t "%sys"plot "sarx1.txt" using 1:2 title "%user",\″sarx1.txt'' using 1:3 title "%sys"

 

在向其他使用者顯示圖形時，有時候應該包含明確的標籤和標題，以便使用者瞭解資料的意義。為了包含 x 和 y 標籤，應該使用 xlabel 和 ylabel 命令並把標籤文本放在引號中：

set ylabel " y line info here"set xlabel " x line info here"

 

使用 title 命令添加圖形的標題：

set title "main title info here"

 

在產生圖形時，gnuplot 使用自己的預設顏色。在預設情況下，在白色背景上產生圖形；這對於可能要列印的圖形是有意義的。但是，可以使用顏色編碼指定任何顏色，顏色編碼以字母 x 開頭，用十六進位表示。十六進位編碼的格式為：

xrrggbb

 

在 Google 上搜尋 ‘hex color codes’ 可以找到十六進位的顏色編碼錶。

覆蓋 gnuplot 預設顏色的次序為：

backgroundborder XYplotting lines

 

淺灰色的十六進位表示為：C9C9C9。

可以使用以下命令產生淺灰色背景的圖形：

set terminal png xC9C9C9

 

注意，在以上命令中必須替換終端類型 png 的 truecolor 選項，這會覆蓋 gnuplot 使用的預設顏色。因為我沒有指定其他顏色以覆蓋預設設定，所以對於圖形的其他顏色，gnuplot 仍然使用自己的預設顏色。

在查看圖形時，使用網格作為參照點也非常有用。下面的命令使用 grid 選項讓 gnuplot 在圖形上加上網格：

set grid

 

可以隱式地設定 x 和 y 座標；但是，要確保指定的範圍不小於資料的範圍，否則無法繪製圖形。對於 清 單 1 中的樣本資料，x 座標（時間）的範圍是從 14:10:50 到 18:10:40。

y 座標（第 2 列和第 3 列）的範圍是從 14 到 50。

可以根據這些資訊指定自己的範圍。下面的樣本使用的 x 範圍從 14:00 到 18:15，y 範圍從 10 到 50。

set xrange ["14:00:00" : "18:15:00"]set yrange ["10:00" : "50:00" ]

 

在 清 單 3 中使用這些修改，產生的圖形輸出見 圖 2。

清單 3. sarx2.conf

#sarx2.confset terminal png xC9C9C9set output "sarimage.png"set autoscaleset xdata timeset timefmt "%H:%M:%S"set ylabel "Performance"set xlabel "Time"set title "Sar Output Example"set xrange ["14:00:00":"18:15:00"]set yrange ["10:00" : "50:00" ]set gridset style data linesplot "sarx1.txt" using 1:2 title "%user", '' using 1:3 title "%sys"

圖 2. sarimage2

gnuplot 和柱狀圖

還可以使用柱狀圖或框圖表示資料，有時候這比使用待用資料更合適。清單 4 是從一台 AIX 機器獲得的使用者組使用者總數。第 1 列包含 AIX 組名，第 2 列包含成員總數。

清單 4. grpdata.txt

staff 54apps 22sybgrp 12db2grp1 29dasdm 8dstage 21dsgrp 8batch 28db2prd 1

 

要想使用柱狀圖，只需告訴 gnuplot 應該使用柱狀圖產生圖形：

set style data histograms