智能操作系统中存在的若干问题探讨.doc

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1、智能操作系统中存在的若干问题探讨摘要：新一代操作系统智能操作系统实现并已开始投入应用。本文以KZ3为例看智能操作系统。简耍介绍了智能操作系统KZ3,其主要功能包括大规模并行处理系统屮资源管理、友善人机接口、支持知识处理和并行处理能力等。关键词：智能操作系统KZ3功能操作系统自50年代末已经形成，一般说来，它已经历了三个世代山：批处理操作系统，分时操作系统和分布式操作系统。近年来，曲对新一代计算机的提出和研制，许多操作系统设计者为发展一代新型的操作系统进行了探素，一些新型的操作系统逐步被提出并付诸实施。一、有关智能操作系统1•功能智能操作系统的功能可

2、能包括：（1）适应不同用户要求和习惯的能力;（2）提供一种统一的接口使用户能使用多种操作系统而无需考虑它们之间的差异；（3）提供多种形式的信息的输人、输岀与处理的管理；（4）提供学习功能；（5）提供智能化的对象管理。2.结构一个智能操作系统的结构由3层组成：专家系统，知识库管理系统和分布式操作系统。专家系统用于解决各种特定领域内的向题，并提供具有专家水平的解决办法。同时，通过不断从专家那里获取所需知识以便为适应新的需要而做重组织工作。在一个智能操作系统中，可以有多个专家系统，每个分别对应某个向题领域。知识库管理系统负责管理各类领域知识,并提供存取、

3、修改、维护、推理与解释功能。二、以KZ3为例看智能操作系统智能操作系统是一个新的研究领域。随着大规模并行处理(MPP)及工作站机群(NOW)的发展，传统的操作系统越来越不能适应新的挑战。这种不适应性主要表现在：人机接口不尽友善；资源管理在处理器数冃庞大及各种资源数量巨大情况下不能高效工作；系统缺乏对知识处理和并行处理的支持等方面。为解决上述问题，人们提出了许多新型操作系统。例如：Fleisch和Blair等分别提出了“智能操作系统”和“基于知识的操作系统”，口本的五代机计划则为PIM开发了PIMOS等，但所有这些系统都是针对某一特定应用领域以解决某

4、一特定的问题，因此缺乏一般性及通用性。有人提出了这样一个智能操作系统KZ3。它是一个提供资源有效管理、良好人机接口和支持知识处理和并行处理的新型操作系统，其功能主要表现在：(1)KZ3支持知识处理，特别是不确定知识的有效管理；(2)KZ3可通过其口身学习功能以增强系统能力及改善系统性能。在智能操作系统KZ3的研究屮，侧重进行了以下几个方面的研究：(1)操作系统知识表示;(2)支持大规模并行处理的基本机制；(3)基于知识的资源管理方法；(4)并行程序设计环境；(5)操作系统对多媒体应用的支持等。1.系统结构KZ3运行于一个基于客户/服务器模型的分布并

5、行处理环境。该环境由智能工作站IW）及智能服务器（IS）通过通信系统互连而组成（图1）。IW为系统中基本处理单元，IS是一组用于复合推理、复杂计算或图象识别等特殊目的的专用并行处理服务器。该坏境是一个无共享内存的异构型分布/并行处理系统。它提供2层并行性。首先，多个任务可分布于不同的IW上并行执行，其次，某些常用的特殊功能可在具有多个处理器的IS上并行实现。KZ3主要包括一个有效的处理器调度器：一个易于使用的用户接口系统；一个支持Prolog程序并行执行的并行推理机制和一个C++自动并行编译器。调度器和用户接口均是以知识处理及推理为基础，为提高其性

6、能，我们设计了并行推理机制，它可自动开发知识处理和推理中的并行性并支持其并行执行。该机制不仅可服务于KZ3内部需求，同时亦可满足用户应用系统有关要求。通信系统主要提供不同计算机或处理器之间通信的一个统一的一致的通信接口。这些操作系统的服务可与用户应用系统的组成部分任意组合连接，从而可使应用系统与操作系统紧密集成以达到充分发挥操作系统能力的目的。另外，服务系统亦是可扩充的，新的服务，例如，多媒体处理服务，可以在需要时方便地加入。KZ3的核心之一为知识，目前，在KZ3中我们实现了一个简单的知识管理系统KBMSo2.系统概述KZ3主要由一个接口系统、一个

7、任务调度器、一个并行推理机制和一个自动并行编译器组成。下面，我们简要介绍一下这几部分。开放模型人机接口KJMo人机接口是智能操作系统的一个重要组成部分。在KZ3接口的研究设计过程中，我们针对人机交互的一般特点，提出了一个人机接口开放模型,并以此为基础,实现了KZ3的人机接口部分KJMo智能实时分布式任务调度系统RZJo任务调度是操作系统的核心之一。传统的分布式系统任务调度，已不能适应大规模并行处理的需要，其原因主要在于：系统信息不能及时获得；调度系统不能得到所有有关调度的全局状态信息；调度算法的性能取决于任务通信结构与硬件配置的是否一致等。为解决上

8、述问题，我们在KZ3中，采用一种基于知识的方法构作了一个智能的分布式系统任务调度系统RZJo它利用不确定的全局系统状态，不