软件技术基础-os概论课件

第二章第二章 操作系统操作系统操作系统概述和基本原理操作系统概述和基本原理操作系统的管理功能操作系统的管理功能处理机管理处理机管理存储器管理存储器管理设备管理设备管理文件管理文件管理2.1 2.1 操作系统概论操作系统概论操作系统概论操作系统概论1.OS1.OS是配置在计算机硬件上的第是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对计算机硬件的首次一层软件，是对计算机硬件的首次扩充。扩充。用户程序用户程序系统应用程序系统应用程序操作系统操作系统操作系统操作系统裸机裸机2.2.所有的计算机软件都必须在所有的计算机软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统的支持下才能运行。操作系统操作系统操作系统操作系统 操作系统操作系统OS（Operating System）是最重是最重要的系统软要的系统软 件，在计算机系统中占据了件，在计算机系统中占据了特殊重特殊重要的地位要的地位。操作系统的目标操作系统的目标1方便性方便性-更方便地使用计算机。更方便地使用计算机。未未配配置置OS的的计计算算机机只只能能识识别别0和和1（机机器器代代码码），用用户户只只能能编编写写机机器器代代码码。若若配配置置OS，用用户户可可用用高高级级语语言言编编写程序。写程序。对系统资源的控制方便。如对系统资源的控制方便。如WINDOWS图形界面。图形界面。2有有效效性性-有有效效地地利利用用CPU和和I/O设设备备，使使之之保保持持忙碌状态。忙碌状态。管管理理存存储储空空间间（存存储储数数据据有有序序）以以节节省省存存储储空空间间，提高系统吞吐率。提高系统吞吐率。3可可扩扩充充性性-模模块块化化结结构构，便便于于增增加加新新功功能能和和修修改老功能模块。改老功能模块。4开开放放性性-为为使使应应用用程程序序实实现现可可移移植植性性和和互互操操作作性，即可兼容性。性，即可兼容性。OS应具有开放性。应具有开放性。OS的作用的作用1OS是用户与计算机硬件系统之间的接口是用户与计算机硬件系统之间的接口 用用户户是是通通过过OS来来使使用用计计算算机机系系统统。OS是是一一个个系系统统软件，因此接口是软件接口。软件，因此接口是软件接口。用用户户一一般般可可以以通通过过以以下下几几种种方式使用计算机方式使用计算机 1）命命令令方方式式：OS提提供供一一组组联联机机命命令令，用用户户通通过过键键盘盘输输命命令，直接操纵计算机系统。令，直接操纵计算机系统。2）系系统统调调用用方方式式：用用户户在在应应用用程程序序中中通通过过调调用用相相应应的的系系统统调用来操纵。调用来操纵。3）图形界面方式）图形界面方式 计算机硬件计算机硬件系统调用系统调用 命令命令操作系统操作系统应用程序应用程序用户用户2.OS2.OS是计算机系统资源的管理者。是计算机系统资源的管理者。计计算算机机系系统统资资源源分分为为硬硬件件和和软软件件。归归纳纳起起来来可可分分为为：处理器、存储器、处理器、存储器、I/OI/O设备以及信息（数据、程序）。设备以及信息（数据、程序）。OSOS的主要功能也正是对这四类资源进行有效的管理：的主要功能也正是对这四类资源进行有效的管理：（1 1）处理机管理：用于分配和控制处理机。）处理机管理：用于分配和控制处理机。（2 2）存储器管理：负责内存的分配与回收。）存储器管理：负责内存的分配与回收。（3 3）I/OI/O设备管理：负责设备管理：负责I/OI/O设备的分配与操纵。设备的分配与操纵。（4 4）文件管理：负责文件的存取，共享和保护。）文件管理：负责文件的存取，共享和保护。n OS的层次模型的层次模型 一般大型软件都采用层次结构，逐步细分，模块化。一般大型软件都采用层次结构，逐步细分，模块化。OS分三个层次：分三个层次：1）最底层为）最底层为OS对象（处理机、存储器、设备、文件）。对象（处理机、存储器、设备、文件）。2）对对对对象象进进行行操操纵纵和和管管理理的的软软件件集集合合，（处处理理机机管管理理软软件件、存储器管理存储器管理 软件、设备管理软件、文件管理软件）。软件、设备管理软件、文件管理软件）。3）OS提提供供给给用用户户使使用用的的用用户户接接口口。（命命令令接接口口、程程序序接接口口、图形用户接口）。图形用户接口）。操作系统对象操作系统对象（处理机、存储器、设备、文件和作业）（处理机、存储器、设备、文件和作业）对对象操纵和管理的软件集合对对象操纵和管理的软件集合（处理机管理软件、存储器管理软件管理软件、（处理机管理软件、存储器管理软件管理软件、设备管理软件、文件和作业管理软件）设备管理软件、文件和作业管理软件）用户接口用户接口（命令接口、程序接口、图形用户接口）（命令接口、程序接口、图形用户接口）2.1.1 2.1.1 操作系统的形成与发展操作系统的形成与发展操作系统的形成与发展操作系统的形成与发展 50年代至今，操作系统经历了从简单到复杂，从年代至今，操作系统经历了从简单到复杂，从低级到高级的发展过程。低级到高级的发展过程。一、人工操作方式（一、人工操作方式（45年年 50年代中）年代中）1.无操作系统，人工直接使用计算机硬件系统无操作系统，人工直接使用计算机硬件系统.独占计算机资源独占计算机资源 CPU等待人工操作（等待人工操作（90%空闲）空闲）2.脱机脱机 I/O 方式方式(Off-Line I/O）I/O操作由外围机完成，通过中间介质（磁盘、带）将操作由外围机完成，通过中间介质（磁盘、带）将输入数据调入内存，输入数据调入内存，CPU将输出数据从内存送到磁盘。将输出数据从内存送到磁盘。二、早期批处理方式二、早期批处理方式（Batch Processing）早期批处理系统是操作系统的雏形，是将作业按早期批处理系统是操作系统的雏形，是将作业按照一定顺序组织起来，由监督程序（照一定顺序组织起来，由监督程序（Monitor）自自动、连续执行。提高动、连续执行。提高CPU利用率，减少用户作业的利用率，减少用户作业的转接时间。转接时间。由于内存中仅有一道作业，故又称为单道批处由于内存中仅有一道作业，故又称为单道批处理系统。理系统。1.联机批处理方式联机批处理方式 I/O设备与主机相联接，由监督程序控制作业的装入、运设备与主机相联接，由监督程序控制作业的装入、运行与转接。行与转接。2.脱机批处理方式脱机批处理方式 在外围机上作慢在外围机上作慢 I/O，I/O数据存放于中间媒体。数据存放于中间媒体。脱机批处理方式脱机批处理方式 批处理方式实现了作业的自动过渡，改善了批处理方式实现了作业的自动过渡，改善了CPU与与 I/O设备速度不匹配的矛盾。设备速度不匹配的矛盾。监督程序监督程序 操作系统的雏型。操作系统的雏型。为了减少人工操作的时间，利用常驻内存的监督程序为了减少人工操作的时间，利用常驻内存的监督程序管理控制作业的装入、运行和转接。管理控制作业的装入、运行和转接。输入输入磁带磁带输出输出磁带磁带输入输入带带输出输出带带三、管理程序阶段三、管理程序阶段 60年代初，计算机硬件由于年代初，计算机硬件由于通道通道（Channel）技术的引技术的引入和入和中断中断（Interrupt）技术的发展而取得突破新性的进展。技术的发展而取得突破新性的进展。操作系统在该管理程序阶段也逐渐形成。操作系统在该管理程序阶段也逐渐形成。通道通道 硬件机制，专用于硬件机制，专用于I/OI/O的小型处理机，又称的小型处理机，又称I/OI/O处处理机理机 ，通道一旦启动，能与通道一旦启动，能与CPUCPU并行操作。并行操作。中断中断 当主机接到外部信号时（如当主机接到外部信号时（如 I/OI/O完成信号）即停完成信号）即停止原来的工作，转去处理这一事件，处理完后，主机又回止原来的工作，转去处理这一事件，处理完后，主机又回到原来的断点继续工作。到原来的断点继续工作。中断处理过程：中断处理过程：管程管程不仅负责作业运行的自动调度，还要提供不仅负责作业运行的自动调度，还要提供I/O控制控制功能。即管程是扩展的监督程序，常驻内存，亦称为执行功能。即管程是扩展的监督程序，常驻内存，亦称为执行程序。程序。向向CPU保护保护CPU现场现场识别中断源识别中断源恢复恢复CPU现场现场单道程序系统的工作情况单道程序系统的工作情况用户程序用户程序监督程序监督程序I/O 操作操作I/O中断请求中断请求启动启动I/O I/O完成完成结束中断结束中断I/O中断请求中断请求启动启动I/OI/O完成完成结束中断结束中断t1t2t3t4t5t6t7t8显然，单显然，单道程序系统道程序系统CPU的利用率低，的利用率低，四、多道程序系统四、多道程序系统虽然管程方式下，借助通道、中断技术，主机和通道、虽然管程方式下，借助通道、中断技术，主机和通道、I/O设备都可以并行工作，进一步提高了设备都可以并行工作，进一步提高了CPU的利用率，的利用率，但是由于内存中仅存放一道程序但是由于内存中仅存放一道程序,当程序在运行过程发出当程序在运行过程发出I/O请求后，请求后，CPU空闲，直到空闲，直到I/O完成后才继续运行。完成后才继续运行。程序程序 A 程序程序 B 程序程序 C 程序程序 D调度程序调度程序程序程序A I/O请求请求程序程序B I/O请求请求程序程序C I/O请求请求程序程序D I/O请求请求程序程序A I/O完成完成程序程序B I/O完成完成程序程序A再次被调度再次被调度程序程序C I/O完成完成t多道程序系统的工作情况多道程序系统的工作情况为了进一步提高为了进一步提高CPU的利用率，形成了多道程序系统，的利用率，形成了多道程序系统，观察下面多道程序系统的工作情况：观察下面多道程序系统的工作情况：由于多道程序系统的发展，逐渐形成了现代操作系统。由于多道程序系统的发展，逐渐形成了现代操作系统。操作系统操作系统:是一组控制和管理计算是一组控制和管理计算机软件和硬件资源，合理地对各类作机软件和硬件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户的程序的业进行调度，以及方便用户的程序的集合。集合。操作系统的定义操作系统的定义2.1.22.1.2 OSOS的功能的功能从资源管理角度看：OS的功能是协调、管理计算机的软硬件资源，提高它们的利用率。从用户角度看：OS的功能是为用户提供使用计算机的环境和服务。具体功能：一一.处理机管理处理机管理 处理机管理的处理机管理的基本任务基本任务基本任务基本任务是：按照一定策略，对处理机进是：按照一定策略，对处理机进行分配及进行资源回收。行分配及进行资源回收。由于在多道程序系统中，处理机的分配和运行都是以进由于在多道程序系统中，处理机的分配和运行都是以进程为单位的，故处理机管理又归结为程为单位的，故处理机管理又归结为进程管理进程管理。进程控制进程控制 进程的创建、撤消、状态转换等控制进程的创建、撤消、状态转换等控制。进程同步进程同步 协调、控制系统中进程的并发执行。协调、控制系统中进程的并发执行。互斥方式互斥方式 同步方式同步方式进程通信进程通信 进程之间交换信息进程之间交换信息 高级通信方式。高级通信方式。进程调度进程调度 按照某种调度策略，实现对按照某种调度策略，实现对CPUCPU的分配。的分配。二二、存储器管理、存储器管理 主要涉及内存管理，任务是为多道程序的执行提供必主要涉及内存管理，任务是为多道程序的执行提供必要、良好的环境。为用户提供足够大的存储空间。要、良好的环境。为用户提供足够大的存储空间。内存分配与回收内存分配与回收存储保护存储保护地址映射地址映射内存扩充内存扩充2、存储保护、存储保护 保证各道程序在各自的内存空间运行，互不干扰，保保证各道程序在各自的内存空间运行，互不干扰，保 护程序和数据的安全。护程序和数据的安全。1、内存分配与回收、内存分配与回收 为多道程序分配内存空间。内存分配方式分为：为多道程序分配内存空间。内存分配方式分为：静态分配静态分配 程序一次装入，执行过程中不能动态程序一次装入，执行过程中不能动态 申请。申请。动态分配动态分配 程序执行过程中，位置可移动，可动程序执行过程中，位置可移动，可动 态申请内存。态申请内存。3.地址映射地址映射 在多道程序系统中，必须将程序的逻辑地址转换为内在多道程序系统中，必须将程序的逻辑地址转换为内存中的物理地址程序才能够运行。存中的物理地址程序才能够运行。4.内存扩充内存扩充 引入虚拟存储技术，对内存进行逻辑扩充，为用户提供引入虚拟存储技术，对内存进行逻辑扩充，为用户提供比实际内存大得多的虚拟内存。比实际内存大得多的虚拟内存。三三、设备管理设备管理 基本任务是为用户提供统一的与设备无关的接口。基本任务是为用户提供统一的与设备无关的接口。对各种外设进行调度、分配、实现设备的中断处理及错对各种外设进行调度、分配、实现设备的中断处理及错误处理等。误处理等。缓冲技术缓冲技术虚拟设备技术虚拟设备技术四四、文件管理、文件管理 即对计算机软件资源的管理。基本任务是：即对计算机软件资源的管理。基本任务是：1、负责文件的物理存储空间的组织分配与回收。负责文件的物理存储空间的组织分配与回收。2、实现文件的按名存取。实现文件的按名存取。3、实现文件与目录的创建、读、写、及修改、实现文件与目录的创建、读、写、及修改、删除等基删除等基 本操作。本操作。4、文件的保护与保密。文件的保护与保密。五、五、作业管理作业管理 基本任务是为用户提供一个使用系统的良好环境。基本任务是为用户提供一个使用系统的良好环境。作业控制作业控制作业调度作业调度提供用户接口提供用户接口 1、命令接口、命令接口（联机、脱机）联机、脱机）2、程序接口、程序接口（系统调用）是为用户程序在执行（系统调用）是为用户程序在执行 过程中访问系统资源而设置的一组广义指令，过程中访问系统资源而设置的一组广义指令，以函数的形式提供。以函数的形式提供。3、图形接口、图形接口 是一种全新的人机界面，提供图形是一种全新的人机界面，提供图形 用户界面用户界面（GUI）和符号操作。和符号操作。2.1.3 操作系统的特征 为了实现以上功能，操作系统应该具有以下基本为了实现以上功能，操作系统应该具有以下基本特征：特征：并发性（并发性（Concurrence）共享性（共享性（Sharing）虚拟性（虚拟性（Virtual）异步性（异步性（Asynchronism）一、并发性（一、并发性（Concurrence）在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内，宏观在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内，宏观上有多道上有多道“程序程序”同时运行。同时运行。显然，在微观上，多道程序只能交替执行。显然，在微观上，多道程序只能交替执行。必须指出，多个程序是不能并发执行的，只有建立必须指出，多个程序是不能并发执行的，只有建立进程。进程。进程是操作系统中一个极其重要而抽象的概念。进程是操作系统中一个极其重要而抽象的概念。并发性有效地改善了系统资源的利用率，提高系统的吞吐并发性有效地改善了系统资源的利用率，提高系统的吞吐量。当然，也使操作系统的实现变得复杂。量。当然，也使操作系统的实现变得复杂。注意并行与并发的注意并行与并发的区别区别：并行：两个或多个事件同一时刻发生。是微观上的概念。并行：两个或多个事件同一时刻发生。是微观上的概念。并发：两个或多个事件同一段时间内发生。是宏观概念。并发：两个或多个事件同一段时间内发生。是宏观概念。进程进程 二、共享性（二、共享性（Sharing）是指多个进程共同使用有限的资源。分为两种方式：是指多个进程共同使用有限的资源。分为两种方式：互斥访问互斥访问 一段时间内只允许一个进程访问该资一段时间内只允许一个进程访问该资源。只有该进程释放资源后，其他进程才能访问。源。只有该进程释放资源后，其他进程才能访问。该资源称为临界资源。该资源称为临界资源。同时访问同时访问 在宏观上，允许多个进程在宏观上，允许多个进程“同时同时”访问某个访问某个资源。资源。磁盘磁盘打印机打印机三、虚拟性（三、虚拟性（Virtual）虚拟是操作系统的奇妙的功能，是指通过某种虚拟是操作系统的奇妙的功能，是指通过某种技术把一个物理设备变成逻辑上的多个。技术把一个物理设备变成逻辑上的多个。例如：例如：分时系统中，将一个物理分时系统中，将一个物理CPU虚拟为多个。虚拟为多个。虚拟存储管理，将一个统一编址的物理存储器变为多个虚拟存储管理，将一个统一编址的物理存储器变为多个逻辑上独立编址的存储器等。逻辑上独立编址的存储器等。虚拟虚拟四、异步性（四、异步性（Asynchronism）也称为不确定性（也称为不确定性（Nondeterministic），），指在多道程指在多道程序环境下，各进程交错执行，序环境下，各进程交错执行，“走走停停走走停停”，各进程的，各进程的执行时间和执行顺序是不确定的。执行时间和执行顺序是不确定的。即进程是以异步方式执行的。即进程是以异步方式执行的。2.1.4 操作系统的分类 由于多道程序系统的发展，逐渐形成了现代操作系统。由于多道程序系统的发展，逐渐形成了现代操作系统。通常分为：通常分为：批处理操作系统批处理操作系统分时操作系统分时操作系统实时操作系统实时操作系统网络操作系统网络操作系统分布式操作系统分布式操作系统一、一、单道批处理系统单道批处理系统作业作业成批成批进入系统后备队列进入系统后备队列按照一定的策略调度一个作业在系统中运行按照一定的策略调度一个作业在系统中运行*联机单道批处理没有解决联机单道批处理没有解决I/O与与CPU速度不匹配问题速度不匹配问题*脱机单道批处理可以使脱机单道批处理可以使CPU与与I/O并行工作，提高效率并行工作，提高效率单道批处理系统特征：单道批处理系统特征：内存中只保持一道作业运行内存中只保持一道作业运行作业完成顺序与其进入内存的顺序直接相关作业完成顺序与其进入内存的顺序直接相关其它作业成批进入输入井输出井其它传统方式传统方式单道批处理系统低速高速二、二、多道批处理系统多道批处理系统作业作业成批成批进入系统后备队列进入系统后备队列按照一定的策略调度多个作业在系统中运行按照一定的策略调度多个作业在系统中运行进一步提高系统利用率进一步提高系统利用率其它其它作业作业成批进入成批进入输入井输入井输出井输出井单道批处理系统单道批处理系统高速高速其它其它作业作业成批进入成批进入输出井输出井多道批处理系统多道批处理系统多道并发执行多道并发执行输入井输入井。提高提高CPU的利用率的利用率多道批处理对资源利用率的提高：多道批处理对资源利用率的提高：提高内存利用率提高内存利用率提高提高I/O设备的利用率设备的利用率多道批处理系统的特征：多道批处理系统的特征：多道性多道性无序性无序性需要进行两级调度需要进行两级调度作业进入内存的顺序与作业作业进入内存的顺序与作业完成的顺序不直接相关。完成的顺序不直接相关。选取多个作业进入内存选取多个作业进入内存在在内存中的多个作业之间完成处理机使用权内存中的多个作业之间完成处理机使用权的切换的切换低级调度低级调度高级调度高级调度批处理系统的特征：批处理系统的特征：资源利用率高，吞吐量大资源利用率高，吞吐量大周转时间长，无交互能力周转时间长，无交互能力批处理系统批处理系统其其它它输出井输出井三三.分时操作系统分时操作系统 所谓所谓“分时分时”是指多个用户对系统资源进行时间上的分享。是指多个用户对系统资源进行时间上的分享。是通过分配是通过分配“时间片时间片”（Time Slice）来实现的。来实现的。1.主要特点主要特点 多路性多路性 一台主机同时连接多台终端，系统支持多个终一台主机同时连接多台终端，系统支持多个终 端用户同时工作，按照分时原则为用户服务。端用户同时工作，按照分时原则为用户服务。独立性独立性 各用户终端相互独立工作，互不干扰。各用户终端相互独立工作，互不干扰。及时性及时性 用户请求能得到及时响应。用户请求能得到及时响应。交互性交互性 提供人机对话功能。提供人机对话功能。分时操作系统是一个联机的（分时操作系统是一个联机的（On-line）、）、多用户多用户（Multiuser）、）、交互式（交互式（Interactive）操作系统。操作系统。2、分时系统的实现、分时系统的实现按按“时间片轮转时间片轮转”的调度策略的调度策略响应时间响应时间 分时系统是否成功的关键。分时系统是否成功的关键。时间片中断处理时间片中断处理t作业作业123123按时间片轮转按时间片轮转时间片的选择：时间片的选择：太大：及时交互性效果不明显太大：及时交互性效果不明显太小：作业频繁切换，增加系统开销太小：作业频繁切换，增加系统开销几十到几百毫秒之间。几十到几百毫秒之间。分时操作系统实现中的关键问题：分时操作系统实现中的关键问题：最最关关键键的的问问题题使使如如何何使使用用户户能能与与自自己己的的作作业业交交互互，即即当当用用户户在在自自己己的的终终端端上上键键入入命命令令时时系系统统应应能能及及时时接接收收和和及及时时处处理理，并将处理结果返回给用户。并将处理结果返回给用户。1.1.及时接收及时接收 设设置置多多路路输输入入，能能同同时时接接收收多多个个用用户户的的数数据据。在在每每路路终终端端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令。配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令。2.2.及时处理及时处理 各各个个用用户户的的作作业业都都必必须须在在内内存存中中，否否则则用用户户键键入入的的命命令令无无法作用到自己的作业上。因此，要做到：法作用到自己的作业上。因此，要做到：所有的用户作业都直接进入内存。所有的用户作业都直接进入内存。在较短时间内，使每个作业都运行一次，以便及时处理。在较短时间内，使每个作业都运行一次，以便及时处理。四、实时系统四、实时系统*实时系统的提出：实时系统的提出：分时系统的响应往往要等待一个循环周期。分时系统的响应往往要等待一个循环周期。实时实时操作系统操作系统是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。实时采集现场数据，完实时采集现场数据，完成自动化控制成自动化控制导弹导航导弹导航根据用户要求进行信息根据用户要求进行信息检索和处理检索和处理远程订票系统远程订票系统特点：特点：响应速度足够快响应速度足够快 可靠性高可靠性高特点：特点：强大的文件系统或数据库强大的文件系统或数据库 操作简便、安全、查询快速操作简便、安全、查询快速实时控制实时控制实时信息查询实时信息查询 实时操作系统的特征实时操作系统的特征 及时性及时性 对响应时间有较高要求。对响应时间有较高要求。可靠性可靠性 实时系统的处理对象多为重要的经济或实时系统的处理对象多为重要的经济或 军事目标，要求系统具有高可靠性。军事目标，要求系统具有高可靠性。容错管理功能（过载保护、故障检测、系统重构）容错管理功能（过载保护、故障检测、系统重构）硬件的冗余措施（多处理机、系统前后台工作）硬件的冗余措施（多处理机、系统前后台工作）多路性多路性对多路现场信息进行采集对多路现场信息进行采集 ，对多个对象或执对多个对象或执行机制进行控制。行机制进行控制。对信息的采集及对对象的控制相互独立，互对信息的采集及对对象的控制相互独立，互不干扰。不干扰。人与系统的交互，仅限于对某些专用服务程人与系统的交互，仅限于对某些专用服务程序的访问。序的访问。独立性独立性交互性交互性网络操作系统基本功能：网络操作系统基本功能：（1）提供高效、可靠的网络通信功能：按一定通信协议或规程。提供高效、可靠的网络通信功能：按一定通信协议或规程。包包括括：建建立立和和拆拆除除通通信信链链路路；传传输输控控制制；差差错错控控制制；流流量控制；路由选择等。量控制；路由选择等。（2）提供各种网络服务功能：各种应用服务：如电子邮件，）提供各种网络服务功能：各种应用服务：如电子邮件，远程访问、文件传输、共享硬盘，共享打印服务等功能。远程访问、文件传输、共享硬盘，共享打印服务等功能。（3）资源管理：对共享资源实行有效的管理。）资源管理：对共享资源实行有效的管理。（4）互操作能力：客户机之间，客户机与服务器之间透明通）互操作能力：客户机之间，客户机与服务器之间透明通 信。信。五、网络操作系统五、网络操作系统 计算机网络计算机网络计算机网络计算机网络是通过通信设施将地理上分散的具有自治是通过通信设施将地理上分散的具有自治功能的多个功能的多个 计算机系统互联，实现信息交换、资源共享、计算机系统互联，实现信息交换、资源共享、可互操作和协作处理的系统。可互操作和协作处理的系统。分类：分类：按网络地理范围分：按网络地理范围分：广域网操作系统：应用于广域网中。广域网操作系统：应用于广域网中。局域网操作系统：应用于局域网中。局域网操作系统：应用于局域网中。按提供的服务方式：按提供的服务方式：客户客户/服务器操作系统（服务器操作系统（Client/Server）：向用户提供一种或多种服务。向用户提供一种或多种服务。对等模式操作系统对等模式操作系统（PeertoPeer）：应用于对等网络中。无服务处理中心和控制中心。应用于对等网络中。无服务处理中心和控制中心。六、分布式操作系统六、分布式操作系统 与与 NOS(Network Operating System)一样也是通过一样也是通过通信网络，将物理上分散的具有自治功能的数据处理系通信网络，将物理上分散的具有自治功能的数据处理系统或计算机系统互联接在一起，实现信息交换，资源共统或计算机系统互联接在一起，实现信息交换，资源共享、协作完成任务。享、协作完成任务。分布式操作系统分布式操作系统强调的是分布处理强调的是分布处理、计算计算。1 1、系统的处理控制分散到系统各处理单元。系统中的所有、系统的处理控制分散到系统各处理单元。系统中的所有任务可动态分布到各处理单元。任务可动态分布到各处理单元。2 2、系统要求、系统要求“统一统一”的操作系统的操作系统 高级操作系统。高级操作系统。3 3、系统具有透明性，为用户提供统一界面，标准接口实现、系统具有透明性，为用户提供统一界面，标准接口实现互连计算机的协调工作。互连计算机的协调工作。4 4、系统以网络为基础，是逻辑上的紧密耦合，而不是物理、系统以网络为基础，是逻辑上的紧密耦合，而不是物理上的松散耦合。上的松散耦合。分布式操作系统的其主要特点问题：分布式操作系统与网络操作系统有什么相同与不同？问题：分布式操作系统与网络操作系统有什么相同与不同？网络操作系统网络操作系统 分布式操作系统分布式操作系统 网络支持网络支持 硬件连接，系统拓扑结构，通信控制基本相同。硬件连接，系统拓扑结构，通信控制基本相同。分布性分布性 OS的控制、处理功能的控制、处理功能 OS处理控制功能是分布式，处理控制功能是分布式，相对集中相对集中（C/S）。）。均匀分布在各站点。均匀分布在各站点。并行性并行性 无任务分配功能，按照无任务分配功能，按照 “统一的统一的”操作系统，多处理操作系统，多处理 “协议协议”开发。开发。单元，单元，将多个任务分配到各将多个任务分配到各 处理单元，并行执行。处理单元，并行执行。透明度透明度 一定的透明度一定的透明度 隐藏内部细节，如物理位置隐藏内部细节，如物理位置 并发控制，任务分配执行。并发控制，任务分配执行。共享性共享性 各站点资源主要独享。各站点资源主要独享。各站点资源全系统共享，集各站点资源全系统共享，集 共享资源一般在网络服共享资源一般在网络服 中管理。中管理。务器中务器中。健壮性健壮性 由于系统资源集中由于系统资源集中，健壮性强，可用性、可靠性健壮性强，可用性、可靠性 潜在的不可靠潜在的不可靠 。好，系统重建功能强。好，系统重建功能强。作业处理作业处理系统系统批处理系统批处理系统分时系统分时系统单道批处理系统单道批处理系统多道批处理系统多道批处理系统简单分时系统简单分时系统具具“前、后台前、后台”的的分时系统分时系统多道分时系统多道分时系统实时系统实时系统实时控制实时控制实时信息查询实时信息查询微机系统微机系统多处理机系统多处理机系统网络系统网络系统分布式系统分布式系统单用户、单任务单用户、单任务多用户、多任务多用户、多任务单用户、多任务单用户、多任务网络通信，网络资源管理、网络通信，网络资源管理、网络服务，客户网络服务，客户/服务器模式的互操作服务器模式的互操作