操作系统原理专家讲座.pptx

Applied Operating System Concepts操操 作作 系系 统统 原原 理理Operating System Principle操作系统原理操作系统原理第第1页页Applied Operating System Concepts参考教材&1.AppliedOperatingSystemConceptAbrahanSilberschatz,etc2.计算机操作系统计算机操作系统汤子瀛等汤子瀛等西安电子科技大学出版西安电子科技大学出版社社3.操作系统教程操作系统教程陆丽娜陆丽娜齐勇等齐勇等西安交通大学大学出版西安交通大学大学出版社社4.ModernOperatingSystemAndrewS.Tanenbaum5.当代操作系统当代操作系统陈向群等译陈向群等译机械工业出版机械工业出版社社6.计算机操作系统教程计算机操作系统教程张尧学张尧学史美林史美林清华大学出版清华大学出版社社操作系统原理操作系统原理第第2页页Applied Operating System ConceptsApplied Operating System Concepts(AOSC)介绍介绍 作者：作者：AbrrahamSilberschatzPeterGalvinGregGagne第一版第一版操作系统原理操作系统原理第第3页页Applied Operating System ConceptsOneofthefollowingthreebookswouldbesufficienttopreparefortheOperatingSystemscomponentoftheexam.AppliedOperatingSystemConceptsA.Silberschatz,P.Galvin,andG.Gagne.JohnWiley&Sons,Inc.,.ModernoperatingsystemsTanenbaum1WhatisanOperatingSystem?2Processes3-3.6MemoryManagement4FilesSystems5-5.2Input/Output6Deadlock7CaseStudy:UNIX(Thisisanalternative.)OperatingSystems,DesignandImplementationTanenbaum(Thisisanalternative.)耶鲁大学耶鲁大学 OSOS考试参考书考试参考书操作系统原理操作系统原理第第4页页Applied Operating System Conceptsn为何要有操作系统为何要有操作系统计算机硬件（裸机）难于使用计算机硬件（裸机）难于使用。What is an Operating System?操作系统原理操作系统原理第第5页页Applied Operating System Conceptsn预测计算机计算速度和存放密度“摩尔定律”在前依然有效。n普适计算是二十一世纪计算模式。微电子与计算技术创新与成长继续按指数率发展微电子与计算技术创新与成长继续按指数率发展操作系统原理操作系统原理第第6页页Applied Operating System Concepts微电子与计算技术创新与成长继续按指数率发展微电子与计算技术创新与成长继续按指数率发展操作系统原理操作系统原理第第7页页Applied Operating System Concepts计算在哪里起作用？计算在哪里起作用？年年进行复杂计算进行复杂计算数据存放数据存放 交互式生产交互式生产操作系统原理操作系统原理第第8页页Applied Operating System Concepts大型主机时代很多人共享一台计算机Internet 广泛分布计算时代过渡 普适计算时代每人拥有很多计算机PC 时代一人一台计算机Internet Internet 和和 Web Web 不但仅是到下一代计算过渡，更是计算和服不但仅是到下一代计算过渡，更是计算和服务使用方式彻底转变。务使用方式彻底转变。计算模式发展趋势计算模式发展趋势操作系统原理操作系统原理第第9页页Applied Operating System Concepts普适计算：任何时间、任何地点、任何设备、任何数据n在普适计算时代，任何一个在信息高速公路上行进人都能够经过无线连接装置在计算机（多媒体设备）上定位，让计算机准确给予你帮助信息。同时可让人们在任何时间、任何地点、以任意方式利用身边全部可获取信息。普适计算普适计算操作系统原理操作系统原理第第10页页1.11虚拟网络时代：虚拟网络时代：每个人排队等候同一台计算机处理每个人排队等候同一台计算机处理普适计算时代：普适计算时代：计算机程序已嵌入各个设备，主动为每个人服务计算机程序已嵌入各个设备，主动为每个人服务普适计算普适计算操作系统原理操作系统原理第第11页页Applied Operating System Concepts新计算模式新应用新计算模式新应用操作系统原理操作系统原理第第12页页Applied Operating System Concepts操作系统原理、实现技术操作系统原理、实现技术虚拟计算机：虚拟计算机：用户使用计算机工作平台。当代操作系统当代操作系统What is an Operating System?操作系统原理操作系统原理第第13页页Applied Operating System Concepts1:Introduction引论nWhatisanoperatingsystem?什么是操作系统？什么是操作系统？nSimpleBatchSystems简单批处理系统简单批处理系统nMultiprogrammingBatchedSystems多道程序批处理系统多道程序批处理系统nTime-SharingSystems分时系统分时系统nPersonal-ComputerSystems个人计算机系统个人计算机系统nReal-TimeSystems实时系统实时系统nEmbeddedSystemS嵌入式系统嵌入式系统nParallelSystems并行系统并行系统nDistributedSystems分布式系统分布式系统操作系统原理操作系统原理第第14页页Applied Operating System Concepts操作系统作用操作系统作用(1)计算机硬件、软件资源管理者计算机硬件、软件资源管理者(2)用户使用计算机硬件、软件接口用户使用计算机硬件、软件接口(3)扩展机扩展机(extendedmachine)/虚拟机虚拟机(virtualmachine)What is an Operating System?什么是操作系统？什么是操作系统？操作系统原理操作系统原理第第15页页Applied Operating System ConceptsWhatisanOperatingSystem?什么是操作系统？nAprogramthatactsasanintermediarybetweenauserofacomputerandthecomputerhardware.在计算机用户和计算机硬件之间起媒介作用一个程序。在计算机用户和计算机硬件之间起媒介作用一个程序。nOperatingsystemgoals:操作系统目标操作系统目标nExecuteuserprogramsandmakesolvinguserproblemseasier.执行用户程序并使用户问题更易处理。执行用户程序并使用户问题更易处理。nMakethecomputersystemconvenienttouse.使计算机系统更易使用。使计算机系统更易使用。nUsethecomputerhardwareinanefficientmanner.以一个效率方式使用硬件。以一个效率方式使用硬件。操作系统原理操作系统原理第第16页页Applied Operating System ConceptsComputerSystemComponents计算机系统部件1.Hardware硬件硬件providesbasiccomputingresources(CPU,memory,I/Odevices).提供基本运算资源提供基本运算资源2.Operatingsystem操作系统操作系统controlsandcoordinatestheuseofthehardwareamongthevariousapplicationprogramsforthevarioususers.在各种应用程序和用户之在各种应用程序和用户之间控制与协调对硬件使用间控制与协调对硬件使用3.Applicationsprograms应用程序应用程序definethewaysinwhichthesystemresourcesareusedtosolvethecomputingproblemsoftheusers(compilers,databasesystems,videogames,businessprograms).定义处理用定义处理用户问题资源使用方式（编译、数据库、视频游戏、事务程序等）户问题资源使用方式（编译、数据库、视频游戏、事务程序等）4.Users(people,machines,othercomputers)用户（人、用户（人、机、其它计算机）机、其它计算机）.操作系统原理操作系统原理第第17页页Applied Operating System ConceptsAbstract View of System Components系统部件抽象观点操作系统原理操作系统原理第第18页页Applied Operating System ConceptsOperatingSystemDefinitions操作系统定义nResourceallocator资源分配者资源分配者managesandallocatesresources.管理和分配资源管理和分配资源nControlprogram控制程序控制程序controlstheexecutionofuserprogramsandoperationsofI/Odevices.控控制用户程序运行和制用户程序运行和I/O设备操作设备操作nKernel内核内核theoneprogramrunningatalltimes(allelsebeingapplicationprograms).在全时运行一在全时运行一个程序（其它是应用）个程序（其它是应用）操作系统原理操作系统原理第第19页页Applied Operating System Concepts发展动力：发展动力：“需求推进发展需求推进发展”(1)设备角度：资源利用率和系统性能设备角度：资源利用率和系统性能(2)用户角度：方便用户用户角度：方便用户(3)技术角度：物理器件发展技术角度：物理器件发展操作系统发展过程操作系统原理操作系统原理第第20页页需求推进发展n提升资源利用率和系统性能：从集中到分布、从专用到泛在等n方便用户：用户上机、调试程序，分散计算时事务处理和非专业用户（商业和办公、家庭）n器件发展：CPU位宽度（指令和数据）、快速外存、光器件等n计算机体系结构不停发展：单处理机、多处理机、多核、计算机网络操作系统原理操作系统原理第第21页页OS发展和计算机硬件技术、体系结构相关n第一代(1946年-1955年)：真空管时代，无操作系统n第二代(1955年-1965年)：晶体管时代，批处理系统n第三代(1965年-1980年)：集成电路时代，多道程序设计n第四代(1980年-至今)：大规模和超大规模集成电路时代，分时系统。n当代计算机正向着巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几个方面发展。操作系统原理操作系统原理第第22页页Applied Operating System Concepts手工操作手工操作194650年代（电子管）集中计算（计算中心）计算机资源昂贵用户独占全机操作系统发展过程操作系统原理操作系统原理第第23页页Applied Operating System Concepts1.没有程序设计语言（甚至没有汇编），更谈不上操作系统。2.程序员提前预约一段时间，然后到机房将他插件板插到计算机里。3.期盼着在接下来时间中几万个真空管不会烧断，从而能够计算自己题目。ENIAC计算机运算速度：运算速度：10001000次次/每秒每秒,数万个真空管数万个真空管,占地占地100100平方米。平方米。操作系统原理操作系统原理第第24页页n工作方式：人工操作方式，用户是计算机专业人员；n编程语言：机器语言；nI/O：纸带或卡片；n缺点：n用户独占全机nCPU等候用户：手工装入/卸取纸带或卡片操作系统原理操作系统原理第第25页页n主要矛盾n人机矛盾：人工操作方式与机器利用率矛盾nCPU与I/O之速度不匹配矛盾n提升效率路径n批处理n脱机I/O操作系统原理操作系统原理第第26页页Applied Operating System Concepts2.单道批处理系统单道批处理系统(simplebatchprocessing)50年代末60年代中（晶体管）把一批作业以脱机输入方式输入到磁带/磁鼓利用磁带或磁盘把任务分类编成作业次序执行每个批作业由专门监督程序（Monitor）自动依次处理操作系统发展过程操作系统原理操作系统原理第第27页页Applied Operating System Concepts50年代早期出现了穿孔卡片程序写在卡片上然后读入计算机但计算过程则依然如旧早期计算机系统早期计算机系统操作系统原理操作系统原理第第28页页Applied Operating System Concepts卡片卡片早期批处理系统早期批处理系统IBM1401IBM7094IBM1401输入磁带输入磁带磁带机磁带机卡片阅读机卡片阅读机输出磁带输出磁带打印机打印机操作系统原理操作系统原理第第29页页Applied Operating System Concepts$END$RUNDataforprogram$LOADFortranprogram$FORTRAN$JOB,10,429754 Cherry Chen 经典经典FMS JOB FMS JOB 结构结构操作系统原理操作系统原理第第30页页n运行特征：n次序性：磁带上各道作业是次序地进入内存，各作业完成次序与他们进入内存次序相同n单道性:内存中仅有一道程序运行n自动性n优点：降低了CPU空闲时间，提升了主机CPU和I/O设备使用效率，提升了吞吐量。n缺点：CPU和I/O设备使用忙闲不均操作系统原理操作系统原理第第31页页Applied Operating System ConceptsSpoolingnOverlapI/Oofonejobwithcomputationofanotherjob.Whileexecutingonejob,theOS.一个作业一个作业I/O同另一个作业运算彼此重合。在执行一个作业时，同另一个作业运算彼此重合。在执行一个作业时，OS。nReadsnextjobfromcardreaderintoastorageareaonthedisk(jobqueue).从卡片上把下一个作业读入磁盘从卡片上把下一个作业读入磁盘存放区（作业队列）存放区（作业队列）nOutputsprintoutofpreviousjobfromdisktoprinter.从磁盘到打印机输出先前作业从磁盘到打印机输出先前作业nJob pool作业池作业池datastructurethatallowstheOStoselectwhichjobtorunnextinordertoincreaseCPUutilization.一个允许操作系统选择运行作业数据结构，用以提一个允许操作系统选择运行作业数据结构，用以提升升CPU利用率利用率操作系统原理操作系统原理第第32页页Applied Operating System Concepts3.多道批处理系统多道批处理系统(multiprogrammingsystem)60年代中70年代中（集成电路）多道：内存中同时存放几个作业多个作业共享CPU、内存、外设等资源利用多道批处理提升资源利用率MultiprogrammedBatchSystems多道程序批处理系统多道程序批处理系统操作系统原理操作系统原理第第33页页Applied Operating System Concepts6060年代通道和中止技术出现年代通道和中止技术出现 处理了输入输出等候计算问题n通道通道:是一个专用部件，负责外部设备与内存之间信息传输。n中止：指主机接到外界信号（来自CPU外部或内部）时，马上中止原来工作，转去处理这一外来事件，处理完后，主机又回到原来工作点继续工作。MultiprogrammedBatchSystems多道程序批处理系统多道程序批处理系统操作系统原理操作系统原理第第34页页操作系统原理操作系统原理第第35页页Applied Operating System ConceptsMultiprogrammedBatchSystems多道程序批处理系统多道程序批处理系统Several jobs are kept in main memory at the same time,and the CPU is multiplexed among them.在主存中同时有若干个作业，在主存中同时有若干个作业，CPU在其中多重切换。在其中多重切换。操作系统原理操作系统原理第第36页页多道程序批处理系统多道程序批处理系统n运行特征：n多道性：内存中同时驻留多道程序并发执行，从而有效地提升了资源利用率和系统吞吐量n无序性：作业完成次序与它进入内存次序之间无严格对应关系n调度性：作业调度、进程调度操作系统原理操作系统原理第第37页页Applied Operating System ConceptsOSFeaturesNeededforMultiprogramming多道程序对OS特点要求nI/Oroutinesuppliedbythesystem.系统提供系统提供I/O程序程序nMemorymanagement存放管理存放管理thesystemmustallocatethememorytoseveraljobs.系统必须为若干作业分配空间系统必须为若干作业分配空间nCPUschedulingCPU调度调度thesystemmustchooseamongseveraljobsreadytorun.系统必须在就绪作业中挑选系统必须在就绪作业中挑选nAllocationofdevices.设备分配设备分配操作系统原理操作系统原理第第38页页多道程序批处理系统多道程序批处理系统n多道批处理系统所用技术：n作业调度：作业现场保留和恢复上下文切换n资源共享：资源竞争和同时互斥(exclusion)和同时(synchronization)机制；n内存使用：提升内存使用效率（为当前由CPU执行程序提供足够内存）覆盖(overlap)，交换(swap)和虚拟存放(virtual memory)；n内存保护:系统存放区和各应用程序存放区不可冲突；n文件非次序存放、随机存取。操作系统原理操作系统原理第第39页页多道程序批处理系统多道程序批处理系统n优点n资源利用率高:CPU,内存,I/O设备n系统吞吐量大n缺点n无交互能力，用户响应时间长n作业平均周转时间长操作系统原理操作系统原理第第40页页Applied Operating System Concepts操作系统重大进步操作系统重大进步 1 1、多任务处理（多用户）多任务处理（多用户）2 2、交互服务、交互服务操作系统发展过程操作系统原理操作系统原理第第41页页Applied Operating System Concepts4.分时系统分时系统(time-sharingsystem)70年代中期至今分时是指多个用户分享使用同一台计算机(1)多个用户分时(2)前台和后台程序(foreground&background)分时分时系统操作系统原理操作系统原理第第42页页Applied Operating System ConceptsTime-SharingSystemsInteractiveComputing分时系统-交互式计算n分时是指多个用户分享使用同一台计算机。多个程序分时共享硬件和分时是指多个用户分享使用同一台计算机。多个程序分时共享硬件和软件资源（注意区分：硬件各部分分时，如软件资源（注意区分：硬件各部分分时，如CPU和和DMA使用总线和使用总线和内存）。内存）。n实现方式实现方式:(1)多个用户分时：单个用户使用计算机效率低，因而允许多个应用多个用户分时：单个用户使用计算机效率低，因而允许多个应用程序同时在内存中，分别服务于不一样用户。有用户输入时由程序同时在内存中，分别服务于不一样用户。有用户输入时由CPU执执行，处理完一次用户输入后程序暂停，等候下一次用户输入时走行，处理完一次用户输入后程序暂停，等候下一次用户输入时走时停时停 (2)前台和后台程序前台和后台程序(foreground&background)分时：后台程序不占分时：后台程序不占用终端输入输出，不与用户交互现在图形用户界面用终端输入输出，不与用户交互现在图形用户界面(GUI)，除当，除当前交互程序前交互程序(输入焦点输入焦点)之外，其它程序均作为后台之外，其它程序均作为后台n通常按时间片通常按时间片(timeslice)分配：各个程序在分配：各个程序在CPU上执行轮换时间上执行轮换时间操作系统原理操作系统原理第第43页页Applied Operating System Concepts主机主机终终端端操作系统原理操作系统原理第第44页页n分时技术：把CPU响应时间分成若干个大小相等（或不等）时间单位，称为时间片（如100毫秒），每个终端用户取得CPU（取得一个时间片）后开始运行，当初间片到，该用户程序暂停运行，等候下一次运行。操作系统原理操作系统原理第第45页页Applied Operating System Concepts分时系统特点分时系统特点(1)人机交互性好(2)共享主机：多个用户同时使用分时系统操作系统原理操作系统原理第第46页页Applied Operating System ConceptsTime-SharingSystemsInteractiveComputing分时系统-交互式计算nTheCPUismultiplexedamongseveraljobsthatarekeptinmemoryandondisk(theCPUisallocatedtoajobonlyifthejobisinmemory).对保留在内存和磁盘上若干作业之间多路（对保留在内存和磁盘上若干作业之间多路（CPU被分配给某个被分配给某个作业仅当该作业在内存）作业仅当该作业在内存）nAjobisswappedinandoutofmemorytothedisk.作业在内存和磁盘作业在内存和磁盘之间被对换之间被对换nOn-linecommunicationbetweentheuserandthesystemisprovided;whentheoperatingsystemfinishestheexecutionofonecommand,itseeksthenext“controlstatement”notfromacardreader,butratherfromtheuserskeyboard.提供用户和系统之提供用户和系统之间在线通信；操作系统完成了一条命令执行后，它不从卡片阅读机上而是从间在线通信；操作系统完成了一条命令执行后，它不从卡片阅读机上而是从用户键盘上寻找下一条控制语句用户键盘上寻找下一条控制语句nOn-linesystemmustbeavailableforuserstoaccessdataandcode.在线系统必须使用户能够访问数据和代码在线系统必须使用户能够访问数据和代码操作系统原理操作系统原理第第47页页Applied Operating System Concepts在分时系统基础上，操作系统发展开始分化，如实时系统、通用（桌面）系统、网络系统、个人系统等。操作系统发展过程操作系统原理操作系统原理第第48页页Applied Operating System ConceptsReal-TimeSystems实时系统nOftenusedasacontroldeviceinadedicatedapplicationsuchascontrollingscientificexperiments,medicalimagingsystems,industrialcontrolsystems,andsomedisplaysystems.通常作为控制设备在诸如控制通常作为控制设备在诸如控制科学试验、医学影象系统、工业控制系统以及一些显示系统中应用科学试验、医学影象系统、工业控制系统以及一些显示系统中应用nWell-definedfixed-timeconstraints.严格确定时间限制严格确定时间限制nHard real-time system.硬实时系统硬实时系统nSecondarystoragelimitedorabsent,datastoredinshort-termmemory,orread-onlymemory(ROM)有限或没有次级存放器，数据存有限或没有次级存放器，数据存在短期存放器或只读存放器中在短期存放器或只读存放器中nConflictswithtime-sharingsystems,notsupportedbygeneral-purposeoperatingsystems.同分时系统冲突，通用操作系统同分时系统冲突，通用操作系统nSoft real-time system软实时系统软实时系统nLimitedutilityinindustrialcontrolorrobotics在工业控制或机器人中在工业控制或机器人中有部分应用有部分应用nUsefulinapplications(multimedia,virtualreality)requiringadvancedoperating-systemfeatures.在需要高级操作系统在需要高级操作系统功效应用功效应用（多媒体、虚拟现实）中应用（多媒体、虚拟现实）中应用操作系统原理操作系统原理第第49页页Applied Operating System ConceptsReal-TimeSystems实时系统n实时系统特征实时系统特征 (1)实时时钟管理：提供系统日期和时间、定时和延时等时实时时钟管理：提供系统日期和时间、定时和延时等时钟管理功效；钟管理功效；(2)过载保护：缓冲区排队，丢弃一些任务，动态调整任务过载保护：缓冲区排队，丢弃一些任务，动态调整任务周期；过载是指进入系统任务数目超出系统处理能力；周期；过载是指进入系统任务数目超出系统处理能力；(3)高度可靠性和安全性容错能力（如故障自动复位）高度可靠性和安全性容错能力（如故障自动复位）和冗余备份（双机，关键部件）。和冗余备份（双机，关键部件）。操作系统原理操作系统原理第第50页页Applied Operating System ConceptsReal-TimeSystems实时系统n实时系统与批处理系统和分时系统区分实时系统与批处理系统和分时系统区分n1)专用系统：许多实时系统是专用系统，而批处理与分时系统通常专用系统：许多实时系统是专用系统，而批处理与分时系统通常是通用系统。是通用系统。n2)实时控制：实时系统用于控制实时过程，要求对外部事件快速响实时控制：实时系统用于控制实时过程，要求对外部事件快速响应，含有较强中止处理机构。应，含有较强中止处理机构。n3)高可靠性：实时系统用于控制主要过程，要求高度可靠，含有较高可靠性：实时系统用于控制主要过程，要求高度可靠，含有较高冗余。如双机系统。高冗余。如双机系统。n4)事件驱动和队列驱动：实时系统工作方式：接收外部消息，分析事件驱动和队列驱动：实时系统工作方式：接收外部消息，分析消息，调用对应处理程序进行处理。消息，调用对应处理程序进行处理。n5)可与通用系统结合成通用实时系统：实时处理前台作业，批处理可与通用系统结合成通用实时系统：实时处理前台作业，批处理为后台作业。为后台作业。操作系统原理操作系统原理第第51页页Applied Operating System ConceptsParallelSystems并行系统nMultiprocessorsystemswithmorethanoneCPUinclosecommunication.有紧密通信、多于一个有紧密通信、多于一个CPU多处理器系统多处理器系统nTightly coupled systemprocessorssharememoryandaclock;communicationusuallytakesplacethroughthesharedmemory.紧偶合系统紧偶合系统-处理器共享内存和时钟；普通经过共享内存进行通信处理器共享内存和时钟；普通经过共享内存进行通信nAdvantagesofparallelsystem:并行系统优点并行系统优点nIncreasedthroughput增大吞吐量增大吞吐量nEconomical 经济经济nIncreasedreliability提升可靠性提升可靠性ngracefuldegradation（有故障时）优雅降低性能（有故障时）优雅降低性能nfail-softsystems（又称）软失效系统（又称）软失效系统操作系统原理操作系统原理第第52页页Applied Operating System ConceptsParallelSystems并行系统(Cont.)nSymmetricmultiprocessing(SMP)对称多处理对称多处理器器nEachprocessorrunsanidenticalcopyoftheoperatingsystem.每个处理器运行操作系统相同副本每个处理器运行操作系统相同副本nManyprocessescanrunatoncewithoutperformancedeterioration.许多进程能够马上运行不会降低性能许多进程能够马上运行不会降低性能nMostmodernoperatingsystemssupportSMP多数当代操作系统多数当代操作系统支持支持SMPnAsymmetricmultiprocessing非对称多处理器非对称多处理器nEachprocessorisassignedaspecifictask;masterprocessorschedulesandallocatesworktoslaveprocessor每个处理器赋予每个处理器赋予一个特定任务；主处理器为从处理器调度和分配作业一个特定任务；主处理器为从处理器调度和分配作业nMorecommoninextremelylargesystems惯用在非常大系统中惯用在非常大系统中操作系统原理操作系统原理第第53页页Applied Operating System ConceptsSymmetricMultiprocessingArchitecture对称多处理器体系结构操作系统原理操作系统原理第第54页页Applied Operating System ConceptsDistributedSystems分布式系统nDistributethecomputationamongseveralphysicalprocessors.计计算分布在若干物理处理器上算分布在若干物理处理器上nLoosely coupled systemeachprocessorhasitsownlocalmemory;processorscommunicatewithoneanotherthroughvariouscommunicationslines,suchashigh-speedbusesortelephonelines.（从处理器管理角度看）涣散偶合系统（从处理器管理角度看）涣散偶合系统-每个处理器有本身当地存放器；经每个处理器有本身当地存放器；经过各种通信设施，如高速总线、电话线等进行处理器之间通信过各种通信设施，如高速总线、电话线等进行处理器之间通信nAdvantagesofdistributedsystems.分布式系统优点分布式系统优点nResourcesSharing资源共享资源共享nComputationspeeduploadsharing加紧计算加紧计算-共享装载共享装载nReliability可靠可靠nCommunications通信通信操作系统原理操作系统原理第第55页页Applied Operating System Conceptsn分布式系统：处理和控制分散（相对于集中式系统）n分布式系统是以计算机网络为基础，它基本特征是处理上分布，即功效和任务分布。分布式操作系统全部系统任务可在系统中任何处理机上运行，自动实现全系统范围内任务分配并自动调度各处理机工作负载。DistributedSystems分布式系统(Cont.)操作系统原理操作系统原理第第56页页Applied Operating System ConceptsDistributedSystems分布式系统(Cont.)nDistributedOperatingSystem分布式操作系统分布式操作系统nlessautonomybetweencomputers在计算机之间少了自治在计算机之间少了自治性性ngivestheimpressionthereisasingleoperatingsystemcontrollingthenetwork.给出一个印象，有一个操作系统控制给出一个印象，有一个操作系统控制网络网络nNetworkOperatingSystem网络操作系统网络操作系统nprovidesfilesharing提供文件共享提供文件共享nprovidescommunicationscheme提供通信机制提供通信机制nrunsindependentlyfromothercomputersonthenetwork运行独立于网络上其它计算机运行独立于网络上其它计算机操作系统原理操作系统原理第第57页页Applied Operating System Concepts网络操作系统(NOS,NetworkOperatingSystem)网络操作系统是在通常操作系统功效基础上提供网络通信和网络服务功效操作网络操作系统是在通常操作系统功效基础上提供网络通信和网络服务功效操作系统。网络操作系统为网上计算机进行方便而有效网络资源共享，提供网络用户系统。网络操作系统为网上计算机进行方便而有效网络资源共享，提供网络用户所需各种服务软件和相关规程集合。所需各种服务软件和相关规程集合。网络操作系统功效网络操作系统功效1)通常操作系统功效：处理机管理、存放器管理、设备管理、文件管理等；通常操作系统功效：处理机管理、存放器管理、设备管理、文件管理等；2)网络通信功效：经过网络协议进行高效、可靠数据传输；网络通信功效：经过网络协议进行高效、可靠数据传输；3)资源管理：协调各用户使用；资源管理：协调各用户使用；4)网络服务：文件和设备共享，信息公布；网络服务：文件和设备共享，信息公布；5)网络管理：安全管理、故障管理、性能管理等；网络管理：安全管理、故障管理、性能管理等；6)互操作：直接控制对方比交换数据更为困难；互操作：直接控制对方比交换数据更为困难；操作系统原理操作系统原理第第58页页Applied Operating System Concepts(1)耦合程度（从分布式任务管理和调度）：A.分布式系统是紧密耦合系统：分布式OS是在各机上统一建立“OS同质”，直接管理CPU、存放器和外设；统一进行全系统管理；B.网络通常允许异种OS互连，各机上各种服务程序需按不一样网络协议“协议同质”。(2)并行性：A.分布式OS能够