第九讲 操作系统.ppt

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1、第八章分布式操作系统§8.1集中式操作系统与分布式操作系统操作系统OS（OperationSystem)是对计算机的各种资源进行管理的系统软件。监控程序是OS的雏形或原始阶段一一、一、、集中式、集中式OS1.单用户OS:WIN95、WIN982.批处理器OS（（多用户（多用户、、分批处理、分批处理）3.分时OS4.实时OS分前台与后台作业二二、二、、多机操作系统、多机操作系统1.主从式OS：：主机以多道程序方式管理从机及其他内容：主机以多道程序方式管理从机及其他内容。2.独立工作方式OS：：多机独立工作：多机独立工作，，分别管理其资源，分别管理其资源,但是需要互相通信协调,通

2、过附加在OS上的公用管理程序来实现。3.分布式操作系统：：多机同时执行整个系统的管理程序：多机同时执行整个系统的管理程序。。“。““主机“主机”是浮动的，，使整个系统资源处于最佳的运行状，使整个系统资源处于最佳的运行状态，系统有容错与动态重构的能力。三三、三、、分布式、分布式OS的结构应用进程1.进程管理服务层服务支持层分布式操作系统进程通信层2.内内核内核低层通信协议3.硬件§8.2分布式OS的任务一一、一、、进程管理、进程管理进程是在动态的意义下的具有独立功能的程序模块。。实现多进程。实现多进程在微观上的并发管理。（（一（一一）一））进程状态）进程状态1.运行状态：正执行

3、其指令。2.等待状态：：等待：等待I/O条件，，等待与其他进程同步，等待与其他进程同步，，短时间暂停工，短时间暂停工作作。作。3.挂起状态：：较长时间的等待：较长时间的等待，，一般应释放其占有的资源，一般应释放其占有的资源。4.就绪状态：：具有运行条件：具有运行条件，，但需排队等待，但需排队等待。（二二二）二））进程同步）进程同步采用多种机制使多进程同步，例例生产者例生产者—消费者模型（（生产者（生产者）P1…..C1（消费者）…..计算进程）Pn仓库（存储器）Cn（打印进程）调度原则：：满后不能入：满后不能入，，空后不能出，空后不能出。优化目标：：仓储处于：仓储处于““半饱

4、和状态“半饱和状态””。”。可用“信号灯””技术”技术。。将其共享资源设置成一个特殊的公共变量。将其共享资源设置成一个特殊的公共变量-信号灯。。由。由P(S)、V(S)操作对其减1或加1的运算。。当。当S≥0才能占有该资源P（S）:S-1,S0≥继续,S<0进入等待状态V（S）:S+1,S0≥继续,S<0进入就绪状态例例：例：：某工业控制例子：某工业控制例子采集进程1控制计算机输出进程2打印与显示进程3（三三）三））进程通信）进程通信：一般通过设置邮箱，，以信件方式进行通信，以信件方式进行通信，，实现多机多进程间，实现多机多进程间的信息交换。（（四（四四）四））进程调度）进程

5、调度：使进程完成时间尽可能短，，资源利用率尽可能高，资源利用率尽可能高，，系统开销尽，系统开销尽可能小，，是多目标优化问题，是多目标优化问题。1运行3等待就绪241.分配到处理机挂起2.时间片到或处理机被夺53.等待某外部条件且传送未结束4.传送结束5.等待的外部条件满足二二、二、、处理机管理、处理机管理（（一（一一）一））处理机状态）处理机状态••运行状态：：正执行任务：正执行任务。••等待状态：：暂停运行：暂停运行，，等待某一外部条件，等待某一外部条件。••空闲状态：：条件具备：条件具备，，随时可执行任务，随时可执行任务。（二）处理机通信在OS内核中处理机间通信，，按通信

6、规约处理，按通信规约处理，，语法通信规则，语法通信规则。语义：：通信的内容：通信的内容。语法:通信交流的方式变换规则：：通信应答关系：通信应答关系。（（三（三三）三））处理机的分配与调度）处理机的分配与调度：：有多种优化算法：有多种优化算法。原则:.就近处理——节省通信开销.空闲者优先——节省时间1.负荷均衡2.任务的并行性3.时间优化原则三、存储器管理四四、四、I/O管理五五、五、、文件管理、文件管理例1234单机4进程（时间最长）12双机4进程（时间较长）3414双机4进程（时间较短）2312三机4进程（时间很短）34（若有相互时间限制，则不能用此调度方法）§8.3分布式

7、系统的死锁及防止一一、一、、死锁的产生、死锁的产生：两组以上的进程都占用了部分资源，，并等待对方释放其资源后，并等待对方释放其资源后，进程才能进行下去，，这种持局面即称为死锁，这种持局面即称为死锁。死锁条件：1.进程排它性地占有某些资源。2.进程挂起时，，不释放某些资源，不释放某些资源。3.资源占有情况出现死循环。二二、二、、解决方法、解决方法：1.死锁预防：：系统设计中采取冗余措施：系统设计中采取冗余措施，，使资源始终得到满足，使资源始终得到满足。（（针对（针对1，，不经济，不经济）2.死锁免除：：限