第7章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)發(fā)展.ppt

1、第七章現(xiàn)代操作系統(tǒng)的發(fā)展，本章內(nèi)容，7.1現(xiàn)代操作系統(tǒng)發(fā)展概述，7.2嵌入式操作系統(tǒng)，7.3分布式操作系統(tǒng)，7.1現(xiàn)代操作系統(tǒng)發(fā)展概述，7.1.1操作系統(tǒng)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力，7.1.2操作系統(tǒng)發(fā)展前景，7.1.1操作系統(tǒng)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)操作系統(tǒng)發(fā)展的因素主要可歸結(jié)為硬件技術(shù)更新和應(yīng)用需求擴(kuò)展。硬件技術(shù)更新計(jì)算機(jī)設(shè)備更新；計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展；硬件成本的降低。2.擴(kuò)大應(yīng)用需求促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了操作系統(tǒng)的不斷更新和升級。7.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展前景，未來的操作系統(tǒng)應(yīng)具有以下新特點(diǎn)：更強(qiáng)的分布式處理能力；安全性和可靠性更高；符合開放式模式；更方便的用戶界面。本章，7.1現(xiàn)代操作系統(tǒng)發(fā)展概述7.

2、2嵌入式操作系統(tǒng)7.3分布式操作系統(tǒng)，7.2嵌入式操作系統(tǒng)，7.2.1嵌入式操作系統(tǒng)概述7.2.2嵌入式操作系統(tǒng)，7.2.1嵌入式系統(tǒng)概述，7 . 2 . 1嵌入式系統(tǒng)定義：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以定制軟硬件，并能適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本的要求，嵌入式系統(tǒng)是先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各行業(yè)具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。它包含的計(jì)算機(jī)不是通用計(jì)算機(jī)。組成：嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、支持硬件和嵌入式軟件組成。嵌入式處理器通常是單片機(jī)或微控制器；支持硬件主要包括存儲(chǔ)介質(zhì)、通信組件和顯示組件。嵌入式軟件包括支持硬件的驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)、支持軟件和應(yīng)用中間件。這些

3、軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，形成系統(tǒng)專用的集成軟件。嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在外觀、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行模式、開發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用方面既有聯(lián)系又有區(qū)別。嵌入式操作系統(tǒng)，嵌入式軟件系統(tǒng)架構(gòu)，2。嵌入式操作系統(tǒng)仍然是一個(gè)操作系統(tǒng)，所以它也具有操作系統(tǒng)的基本功能。嵌入式操作系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是定制化，可以提供配置或定制內(nèi)核等功能，并可以根據(jù)應(yīng)用需求有選擇地提供或不提供某些功能，從而降低系統(tǒng)開銷。嵌入式操作系統(tǒng)與應(yīng)用環(huán)境密切相關(guān)，因此可以從不同的角度對其進(jìn)行分類。例如，從應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用范圍和實(shí)時(shí)性的角度對其進(jìn)行分類。在本章中，7.1現(xiàn)代操作系統(tǒng)開發(fā)概述7.2嵌入式操作系統(tǒng)7.3分布式操作系統(tǒng)7.3分布式操作系統(tǒng)7.3.1分布

4、式系統(tǒng)概述7.3.2分布式操作系統(tǒng)簡介7.3.3四個(gè)多機(jī)系統(tǒng)的比較7.3.1分布式系統(tǒng)概述分布式系統(tǒng)的特征定義：分布式系統(tǒng)是由通過通信線路互連的多個(gè)處理器組成的松耦合系統(tǒng)。特點(diǎn)：分布；自主權(quán)；平行度；總的來說。分布式系統(tǒng)資源共享的優(yōu)勢幾個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)通過通信網(wǎng)絡(luò)相互連接，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的用戶可以使用其他節(jié)點(diǎn)上的資源；加快計(jì)算速度：計(jì)算任務(wù)可以分成幾個(gè)并行運(yùn)行的子任務(wù)，并分配到系統(tǒng)的不同節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行；高可靠性：如果系統(tǒng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，其他節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)或幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障而崩潰。并且具有良好的容錯(cuò)性能。方便快捷的通信：系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)通過通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的遠(yuǎn)程通信

5、。分布式系統(tǒng)的缺點(diǎn)可用軟件不足。系統(tǒng)軟件、編程語言、應(yīng)用程序和開發(fā)工具相對較少。存在通信網(wǎng)絡(luò)飽和或信息丟失以及網(wǎng)絡(luò)安全的問題。方便的數(shù)據(jù)共享也意味著機(jī)密數(shù)據(jù)很容易被竊取。盡管這些潛在的問題存在于分布式系統(tǒng)中，但是它們的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)大于缺點(diǎn)，并且這些缺點(diǎn)正在被克服。因此，分布式系統(tǒng)仍然是研究、開發(fā)和應(yīng)用的方向。7.3.2分布式操作系統(tǒng)簡介，定義：分布式操作系統(tǒng)是在分布式系統(tǒng)上配置的通用操作系統(tǒng)。特點(diǎn)：分布式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)的全面控制，用戶可以像訪問本地資源一樣訪問遠(yuǎn)程資源。它可以實(shí)現(xiàn)從虛擬單處理器系統(tǒng)到特定分布式系統(tǒng)的映射。分布式操作系統(tǒng)的功能：進(jìn)程管理：應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程或計(jì)算的遷移，提供分布式互

6、斥和同步機(jī)制，并有處理死鎖的措施；通信管理：系統(tǒng)應(yīng)該提供一些通信機(jī)制，以便不同節(jié)點(diǎn)上的用戶或進(jìn)程可以方便地交換信息，支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。資源管理：系統(tǒng)中的各種資源由分布式操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理和調(diào)度，如文件系統(tǒng)和內(nèi)存管理。7.3.3四種多機(jī)系統(tǒng)的比較，多處理器系統(tǒng)，多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，分布式系統(tǒng)。多處理器系統(tǒng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)中央處理器，所有外部設(shè)備都是共享的。這些處理器被放置在一個(gè)機(jī)箱中，它們共享相同的存儲(chǔ)器，并且它們彼此緊密耦合以實(shí)現(xiàn)通信。整個(gè)系統(tǒng)共享同一個(gè)操作系統(tǒng)。從用戶的角度來看，它是一個(gè)虛擬的單處理器。整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)運(yùn)行隊(duì)列，共享同一個(gè)文件系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)在集中管理模式下運(yùn)行。多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也稱

7、為集群計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或COWS系統(tǒng)。除了中央處理器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有本地內(nèi)存、網(wǎng)卡，有時(shí)還有硬盤用于分頁。除磁盤外，外部設(shè)備是共享的。通常，整個(gè)系統(tǒng)放在一個(gè)房間里。每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過專用高速網(wǎng)絡(luò)相互連接。多臺(tái)計(jì)算機(jī)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行相同的操作系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的流程。不同節(jié)點(diǎn)上的進(jìn)程通過發(fā)送消息進(jìn)行通信。整個(gè)系統(tǒng)共享同一個(gè)文件系統(tǒng)，并以集中方式進(jìn)行管理。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)，不僅有中央處理器和內(nèi)存，還有一套完整的設(shè)備。系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可能分散在很廣的地理范圍內(nèi)，甚至是全球范圍內(nèi)。通過傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(如局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等。)，它們相互連接以實(shí)現(xiàn)松耦合。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的本地操作系統(tǒng)，可以是不同的；將網(wǎng)絡(luò)軟件添加到本地操作系統(tǒng)，形成網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的文件系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過共享文件相互通信。因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)自治系統(tǒng)，所以它有自己的運(yùn)行隊(duì)列。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中沒有進(jìn)程遷移功能。分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)有許多類似于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)，例如，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)自治系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)松散耦合，沒有共享內(nèi)存。分布式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有明顯的區(qū)別。例如，在用戶