操作系統(tǒng)原理－操作系統(tǒng)概述-文庫吧資料
2024-10-08 18:00本頁面
【正文】 UNIX(SCO UNIX, Solaris x86, Linux, FreeBSD) 針對 單用戶使用 的個人計算機(jī)進(jìn)行 優(yōu)化 的操作系統(tǒng)。 ? 透明性 ：用戶是否知道或指定資源在哪個機(jī)器上（如 CPU、內(nèi)存或外設(shè)）。 分布式操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的比較 ? 耦合程度 ： – 分布式系統(tǒng)是緊密耦合系統(tǒng)：分布式 OS是在各機(jī)上統(tǒng)一建立的 OS同質(zhì) ，直接管理 CPU、存儲器和外設(shè)；統(tǒng)一進(jìn)行全系統(tǒng)的管理； – 網(wǎng)絡(luò)通常容許 異種 OS互連 ，各機(jī)上各種服務(wù)程序需按不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 協(xié)議同質(zhì) 。 ?所有 CPU上運行 同樣的內(nèi) 核，統(tǒng)一的管理和控制機(jī)制。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的功能 ? 通常操作系統(tǒng)的功能 ：處理機(jī)管理、存儲器管理、設(shè)備管理、文件管理等； ? 網(wǎng)絡(luò)通信功能 ：通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸； ? 網(wǎng)絡(luò)資源管理 ：協(xié)調(diào)各用戶使用； ? 網(wǎng)絡(luò)服務(wù) ：文件和設(shè)備共享，信息發(fā)布； ? 網(wǎng)絡(luò)管理 ：安全管理、故障管理、性能管理等； ? 例： UNIX， Windows NT, Linux等 分布式操作系統(tǒng) 分布式系統(tǒng) ：處理和控制的分散（相對于集中式系統(tǒng)） ?其定義為 “運行在不具共享內(nèi)存的多臺計算機(jī)上 ，但在用戶眼里卻像一臺計算機(jī) ” ? 分布式系統(tǒng)是以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為 基礎(chǔ) 的，它的基本特征是 處理上的分布 ，即功能和任務(wù)的分布。早期的作法是通常操作系統(tǒng) 附加網(wǎng)絡(luò)軟件 ，過渡到網(wǎng)絡(luò)功能成為操作系統(tǒng)的 有機(jī)組成部分 。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)為網(wǎng)上計算機(jī)進(jìn)行方便而有效的 網(wǎng)絡(luò)資源共享 ，提供網(wǎng)絡(luò)用戶所需各種服務(wù)的 軟件和相關(guān)規(guī)程的集合 。 ? 對稱式 多處理 (Symmetric Multiprocessing, SMP)： OS交替 在各個處理器上執(zhí)行。管理整個系統(tǒng)的資源，為從處理器分配任務(wù)； – 從處理器 ：可有多個，執(zhí)行應(yīng)用程序或 I/O處理。 P1 M1 I/O1 P2 M2 I/O2 Pn Mn I/On 公用總線 多處理操作系統(tǒng)的類型 (續(xù) ) ? 非對稱式 多處理 (Asymmetric Multiprocessing, ASMP)：又稱主從模式 (Masterslave mode)。 高速交叉開關(guān) P1 P2 P3 Pn M1 M2 M3 Mm I/O1 I/O2 ?緊密耦合和 松散耦合 多處理機(jī)系統(tǒng)的類型 (2) ? 松散耦合 (looselycoupled)： 各處理機(jī)帶有 各自的 存儲器 、 I/O設(shè)備 和 操作系統(tǒng) ，通過通道或通信線路相連。每個處理機(jī)上 獨立運行 OS。 多處理機(jī)系統(tǒng)的類型 ? 緊密耦合 (tightlycoupled)： 各處理機(jī)之間通過快速總線或開關(guān)陣列相連， 共享內(nèi)存 ，整體系統(tǒng)由一個 統(tǒng)一的 OS管理（一個 OS核心）。提高性能有兩條途徑：提高各個組成部分的 速度 、增大處理的 并行 程度。 ? 可 與通用系統(tǒng)結(jié)合 成通用實時系統(tǒng)：實時處理前臺作業(yè)，批處理為后臺作業(yè)。如雙機(jī)系統(tǒng)。 ? 實時控制 ：實時系統(tǒng)用于控制實時過程，要求對外部事件的迅速響應(yīng)，具有較強(qiáng)的中斷處理機(jī)構(gòu)。 分類： 第一類：實時過程控制 工業(yè)控制，軍事控制， ... 第二類：實時通信（信息）處理 電訊（自動交換），銀行，飛機(jī)訂票 股市行情 設(shè)計實時操作系統(tǒng)要考慮的問題 ? 實時時鐘管理 ：提供系統(tǒng)日期和時間、定時和延時等時鐘管理功能； ? 過載保護(hù) ：緩沖區(qū)排隊，丟棄某些任務(wù)，動態(tài)調(diào)整任務(wù)周期； – 過載是指進(jìn)入系統(tǒng)的任務(wù)數(shù)目超出系統(tǒng)的處理能力，因為進(jìn)入系統(tǒng)的實時任務(wù)的時間和數(shù)目有很大的 隨意性。 ? 交互性 ：系統(tǒng)能及時對用戶的操作進(jìn)行響應(yīng)，顯著提高調(diào)試和修改程序的效率：加快調(diào)試過程，縮短了周轉(zhuǎn)時間。節(jié)省維護(hù)開支，可靠性高：促進(jìn)了計算機(jī)的普遍應(yīng)用，提高了資源利用率：遠(yuǎn)地用戶通過終端（較便宜）聯(lián)機(jī)使用。 分時系統(tǒng)的追求目標(biāo) 及時響應(yīng) :(依據(jù)指標(biāo)：響應(yīng)時間 ) 響應(yīng)時間：從終端發(fā)出命令到系統(tǒng)給予回答所經(jīng)歷的時間 t8 t7 t6 t5 t4 t3 t2 t1 t10 t9 用戶 2 用戶 1 分時系統(tǒng)的特征 ? 多路性： 多個用戶同時工作。 分時操作系統(tǒng) 分時的定義： 把計算機(jī)的系統(tǒng)資源（尤其是 CPU時間）進(jìn)行時間上的分割，每個時間段稱為一個時間片（ time slice），每個用戶依次輪流使用時間片，使一臺計算機(jī)為多個終端用戶服務(wù)。 ? 作業(yè)成批處理， 吞吐量大 ? 多道程序并行： 充分利用系統(tǒng)資源。 現(xiàn)在的許多操作系統(tǒng)都具有分時處理的功能，在分時系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，操作系統(tǒng)的發(fā)展開始分化，如實時系統(tǒng)、通用系統(tǒng)、個人系統(tǒng)等。 ? 共享主機(jī)： 多個用戶同時使用。 background)分時：后臺程序不占用終端輸入輸出，不與用戶交互－－現(xiàn)在的圖形用戶界面 (GUI)，除當(dāng)前交互的程序 (輸入焦點 )之外，其他程序均作為后臺 – 通常按時間片 (time slice)分配 ：各個程序在 CPU上執(zhí)行的輪換時間。 – 多個用戶分時 ：單個用戶使用計算機(jī)的效率低，因而允許多個應(yīng)用程序同時在內(nèi)存中，分別服務(wù)于不同的用戶。 多道批處理系統(tǒng)的特點 ? 優(yōu)點： – 資源利用率高： CPU和內(nèi)存利用率較高； – 作業(yè)吞吐量大：單位時間內(nèi)完成的工作總量大； ? 缺點： – 用戶交互性差：整個作業(yè)完成后或中間出錯時，才與用戶交互，不利于調(diào)試和修改； – 作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間長：短作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間顯著增長； 多道程序系
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