高级操作系统课件-第一章分布式系统概述.ppt

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1、课程主要内容分布式系统概述体系结构进程管理通信命名系统同步一致性和复制容错性分布式安全分布式文件系统第一章分布式系统概述什么是操作系统?什么是分布式系统?分布式系统的目标分布式系统的类型什么是操作系统?操作系统概念：操作系统是一种管理计算机系统资源，控制系统工作流程，方便用户使用计算机的系统软件。操作系统的作用(1)作为用户与计算机硬件系统之间的接口OS作为接口的层状示意图计算机硬件操作系统系统程序应用程序操作系统设计者程序员一般用户命令系统调用操作系统的作用(2)作为计算机系统资源的管理者处理

2、机管理：分配和控制处理机存储器管理：分配及回收内存I/O(Input/Output)设备管理：I/O设备分配与操作文件管理：文件存取、共享和保护操作系统的发展历史手工操作批处理系统(batchprocessing)分时系统(time-sharingsystem)实时系统(real-timesystem)个人计算机操作系统（personalcomputersystem）手工操作的计算机世界上第一台数字式电子计算机ENIAC，运算速度：5000次/每秒,18000个真空管,占地182平方米，重量13

3、0吨，功耗140kW卡片批处理系统IBM1401IBM7094IBM1401输入磁带磁带机卡片阅读机输出磁带打印机主机终端分时系统实时操作系统硬实时：实时过程控制工业控制，军事控制，...软实时：实时通信（信息）处理虚拟现实、银行、飞机订票、股市行情实时操作系统主要追求目标：对外部请求在严格时间范围内作出反应高可靠性安全性实时系统必须和先进的技术装备相结合个人计算机操作系统(单用户多任务)计算机在某一时间内为单用户服务,其追求目标是界面友好，使用方便，丰富的应用软件操作系统发展方向两大发展方向-

4、宏观应用和微观应用微型系统：嵌入式操作系统大型系统：分布式操作系统嵌入式操作系统美国加州伯克利大学研制：微型智能传感器，安装TinyOS嵌入式操作系统的应用智能卡移动通信计算机外设机顶盒零售设备印刷机复印机互联网服务器电话交换设备常见的操作系统MSOS:MSDOS,Windows95,WindowsNT,Windows2000,WindowsXP,Windows2003UNIX:BSD,SRV4,OSF1,SCOUNIX,AIX,Solaris,Linux嵌入式OS:Linux、VxWorks、

5、WindowsCE.net、SmartPhone、PocketPC、Symbian分布式操作系统：Amoeba、Mach、Chorus和DCE分布式系统的定义(1)技术领域的两项进步高性能微处理器的开发高速计算机网络的发明定义：分布式系统是若干独立计算机的集合，它们对于用户来说就像一个系统。分布式系统的定义(2)作为中间件存在的分布式系统分布式系统屏蔽系统中种类各异的计算机和网络，常常通过一个软件层（中间件）组织起来。分布式系统实例大学或公司的工作站网络用户工作站处理器池单一的文件系统命令的分布

6、式处理支持订单自动处理的工作流系统订单处理流程对用户透明万维网：分布式文档模型分布式系统的优缺点优点：与高性能的大型主机(MainFrame)系统相比经济——较高的性能价格比对固有分布性问题求解的适应性可扩充性——比较松散的构成，使得节点的增减很容易可靠性——自动降级运行保障，故障时不停机与分散系统（每人一台微机或者工作站）相比共享资源、加强通信、通过负载平衡提高系统的效率扩充了系统能力缺点：控制比较复杂，尤其是在资源管理上要附加许多协调操作——资源属于局部工作站性能、可靠性对网络的依赖性强分布

7、式系统的关键目标让用户连接到资源共享资源：降低经济成本方便协作和信息交换：互联网、群件、电子商务透明性开放性可扩展性分布式系统的透明性分布式系统的重要目标之一是透明性，即将它的进程和资源实际上分布在多台计算机上这一事实隐藏起来。透明性描述访问隐藏数据表示形式以及访问方式的不同位置隐藏数据所在位置迁移隐藏资源是否已移动到另一个位置重定位隐藏资源是否在使用中已移动到另一个位置复制隐藏资源是否已被复制并发隐藏资源是否由若干相互竞争的用户共享故障隐藏资源的故障和恢复持久性隐藏资源（软件）位于内存里或在磁

8、盘上透明度透明性受到限制位置透明性必须将透明性与其他因素（如性能）结合起来考虑。分布式系统的开放性开放性定义：根据一系列准则来提供服务，这些准则描述了所提供服务的语法和语义分布式系统中，服务通常通过接口指定，接口定义了可用函数的名称、参数类型、返回值以及可能出现的异常，良好的接口规范说明应具有：完整性中立性互操作性：不同厂商组件的共存和协同工作程度可移植性灵活性：方便的组合不同组件，添加、替换组件灵活性的关键：策略与机制分离分布式系统的可扩展性规模上的扩展：更多的用户和资源地域上的扩展：用户和资