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1、今日提纲o 简要回顾上节课o1.3 操作系统的种类n实时操作系统n网络操作系统n操作系统的结构设计1复习n计算机发展历史n操作系统历史n操作系统的种类2复习o操作系统发展第一阶段：手工操作(45-55)oCPU和输入输出之间利用效率低o操作系统其次阶段：单道批处理系统(55-65)o单路性 独占性 自动性 封闭性o操作系统第三阶段：多道批处理系统（65-75）o多路性 共享性 自动性 封闭性o分时系统(70年头至今)o多路性 交互性 “独占性”刚好性3实时操作系统o实时：是指能刚好响应随机发生的外部事务、并对事务做出快速处理的实力。o外部事务：是指与计算机相连接的设备向计算机发出的各种服务恳求
2、（随机）。o实时操作系统：是能对来自外部的恳求和信号在限定的时间范围内做出刚好响应的一种操作系统。1.3 操作系统的种类4实时操作系统的分类o实时系统按其运用方式不同可以分为两类：o实时限制系统(特定时间触发某个事务)o 用于限制飞机飞行、导弹放射以及冶炼轧钢等生产过程o实时信息处理系统(保持数据的同步)o 用于飞机订票、银行业务部门1.3 操作系统的种类5实时限制系统o实时限制指微型计算机在实时过程限制和供应实时限制指微型计算机在实时过程限制和供应环境监督中的应用。环境监督中的应用。o过程限制是指从传感器获得输入的数字或模拟过程限制是指从传感器获得输入的数字或模拟信息进行分析处理后，激发一个
3、活动信号，从信息进行分析处理后，激发一个活动信号，从而变更可控过程，以达到限制的目的。而变更可控过程，以达到限制的目的。1.3 操作系统的种类6实时限制系统例子：化学生产反应堆限制传感装置传感装置ABC反应堆反应堆阀门阀门阀门阀门计算机系统计算机系统记录仪记录仪图图 例：例：控制信号控制信号测量信号测量信号1.3 操作系统的种类7实时系统的特点o高刚好性：对外部事务信号的接收、分析处理、高刚好性：对外部事务信号的接收、分析处理、以及给出反馈信号进行限制，都必需在严格的以及给出反馈信号进行限制，都必需在严格的时间限度内完成。否则可能会引起爆炸、火灾时间限度内完成。否则可能会引起爆炸、火灾等事故，
4、给人身平安和国家财产造成无法挽回等事故，给人身平安和国家财产造成无法挽回的损失。的损失。o 高牢靠性：无论是实时限制系统还是实时信息高牢靠性：无论是实时限制系统还是实时信息处理系统，都必需有高牢靠性。处理系统，都必需有高牢靠性。1.3 操作系统的种类8网络操作系统o计算机网络：是指把地理上分散的、具有独立计算机网络：是指把地理上分散的、具有独立功能的多个计算机和终端设备，经通信线路加功能的多个计算机和终端设备，经通信线路加以连接，达到数据通信和资源共享目的的计算以连接，达到数据通信和资源共享目的的计算机系统。机系统。o网络操作系统：在网络范围内，用于管理网络网络操作系统：在网络范围内，用于管理
5、网络通信和共享资源，协调各计算机上任务的运行，通信和共享资源，协调各计算机上任务的运行，并向用户供应统一的、有效便利的网络接口的并向用户供应统一的、有效便利的网络接口的程序集合。程序集合。1.3 操作系统的种类9网络操作系统的基本功能o网络通信：为通信双方建立和拆除通信信路，网络通信：为通信双方建立和拆除通信信路，实施数据传输，对传输过程中的数据进行检实施数据传输，对传输过程中的数据进行检查和校正。查和校正。o资源管理：接受统一、有效的策略，协调诸资源管理：接受统一、有效的策略，协调诸用户对共享资源的运用，使得用户运用远地用户对共享资源的运用，使得用户运用远地资源犹如运用本地资源似的。资源犹如
6、运用本地资源似的。1.3 操作系统的种类10网络操作系统的基本功能o向用户供应多项网络服务：o电子邮件服务：它为各用户间发送与接收信息，供应快捷、简便、廉价的现代化通信手段；o远程登录服务：它使一台计算机能登录到另一台计算机上，使自己的计算机就像一台与远程计算机干脆相连的终端一样进行工作，获得与共享所须要的各种信息；o文件传输服务：他允许用户把自己的计算机连接到远程计算机上，查看那里有哪些文件，然后将所需文件从远程计算机复制到本地计算机，或将本地计算机中的文件复制到远程计算机中。1.3 操作系统的种类11网络操作系统的基本功能o供应网络接口：向网络用户供应统一的网络运供应网络接口：向网络用户供
7、应统一的网络运用接口，以便用户能便利地上网，便利地运用用接口，以便用户能便利地上网，便利地运用共享资源，便利地获得网络供应的各种服务。共享资源，便利地获得网络供应的各种服务。1.3 操作系统的种类12计算机网络系统的特点o自治性：在网络中的每台计算机都有自己的内存储器、自治性：在网络中的每台计算机都有自己的内存储器、I/OI/O设备，安装有自己的操作系统，因此具有很强的自设备，安装有自己的操作系统，因此具有很强的自治性，能独立担当支配给它的任务。治性，能独立担当支配给它的任务。o分散性：系统中的计算机分布在不同的地域，有各自的分散性：系统中的计算机分布在不同的地域，有各自的任务。任务。o互联性
8、：网络中分散的计算机及各种资源，通过通信线互联性：网络中分散的计算机及各种资源，通过通信线路实现物理上的连接，进行信息传输和资源共享。路实现物理上的连接，进行信息传输和资源共享。o统一性：网络中的诸计算机，运用统一的网络叮嘱。统一性：网络中的诸计算机，运用统一的网络叮嘱。1.3 操作系统的种类13实例：一波三折的微软Windows操作系统o1983年10月，PC机竞争厂家的图形界面相关产品上市o面对市场压力，比尔.盖茨在1983年11月10日宣布推出Windows操作系统o然而宣布简洁，交货就不简洁了，Windows交货期的灾难，成了当年计算机界的笑柄oWindows在当时微软历史上创了几个记
9、录：延迟交货次数最多，投入开发人员最多，开发时间最长，更换主管人员最多o直到1985年11月20日，Windows 1.0才正式上市o不过几年之后，Windows最终创建了销售成果最佳的历史记录1.3 操作系统的种类14Windows的历史记录o1987年12月，Windows 20正式供货。o1990年5月22日，微软推出Windows 3.0，该版本对内存管理、图形界面做了重大改进，使图形界面更加美观并支持虚拟内存。o1992年4月，推出了略加改进的 Windows 3.1。o1995年推出了Windows95，它可以独立运行而无需DOS支持。oWindows ME，Windows 98，
10、Windows 2000，Windows XPo个人计算机接受Windows占90以上，微软公司成了垄断PC行业的同义词1.3 操作系统的种类15基于微内核的Mach操作系统oRIG 操作系统（Rochester高校，1975年开发）设计者之一Richard Rashid 移居到CMU后，在DARPA支持下，1984年起先了Mach的开发o希望Mach能与UNIX兼容，运行线程，更好的进程通信机制，支持多处理机及好的虚拟存储系统。oMach第一个版本是1986年为VAX 11/784四CPU多处理机发布o1988年的Mach 2.5版包含了大量的BSD UNIX的代码，1989年Mach内核中
11、就去掉了全部的BSD UNIX的代码，剩下了一个纯的Mach微内核，这就是Mach 3.0版本1.3 操作系统的种类16oMach中接受了很多当代操作系统运用的技术,微内核、线程、进程间消息传递和面对对象的设计方法等等o在Mach的基础上，有不少用于微处理器、多处理器以及超级计算机的操作系统和实时嵌入式操作系统接连设计和开发出来，如OSF/1，DCE Unix,NeXT等等基于微内核的Mach操作系统1.3 操作系统的种类17IBM大型计算机操作系统OS/390o90年头末期，电子商务发展刺激对计算实力的要求，导致大型机市场的再度升温o三十年的改进，IBM S/390已成为有高牢靠性、可扩展性
12、、及平安可用性的现代大型计算机系统o支持UNIX 95标准，UNIX应用程序可在IBM OS/390上运行，同时还可接着运行S/390应用程序，包括S/370上开发的应用程序oOS/390包括TCP/IP的多种通信协议，具有高网络平安性1.3 操作系统的种类18IBM大型计算机操作系统OS/390oOS/390接受面对对象程序设计、并行处理、分布式处理以及客户机/服务器技术，具有较强的互操作性、可移植性与可扩展性o由于历史渊源，OS/390有不同的系统运行方式:o S/370本机模式，支持原先在S/370运行的程序o ESA/390模式，支持到10个240M处理器内存和256个通道o ESA/
13、390 LPAR模式，系统可分成最多十个部分，每个部分有自己的CPU，存储器和通道，且分别运行不同的操作系统，如S/370,ESA/370 和ESA/390等1.3 操作系统的种类19o在PC机时代，人们曾经估计大型计算机会衰亡。oIBM S/390是大型计算机复活的一个典型。那么，在21世纪的Internet和后PC的时代，大型机还会有什么演化，只有让时间来说明1.3 操作系统的种类20嵌入式操作系统的代表VxWorksoVxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。oVxWorks良好的持续发展实
14、力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。oVxWorks支持各种工业标准，包括POSIX,ANSI C和TCP/IP网络协议。oVxWorks运行系统的核心是一高效率的微内核,支持各种实时功能，包括快速多任务处理，中断支持，抢占式和轮转式调度。微内核设计减轻了系统负载并可快速响应外部事务1.3 操作系统的种类21嵌入式操作系统的代表VxWorksoVxWorks以其良好的牢靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。o在美国的 F-16、FA-18 战斗机、B-2
15、隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器上也运用到了VxWorks。oVxWorks负责火星探测器全部飞行限制，包括飞行订正、载体自旋和着陆时的高度限制等，而且还负责数据收集和与地球的通信工作o目前在国内也占据嵌入式开发系统市场主要份额1.3 操作系统的种类22 Internet时代与Linuxo19901990年秋天，年秋天，LinusLinus在芬兰首都赫尔辛基高校学习操作系统在芬兰首都赫尔辛基高校学习操作系统课程，因为上机须要排队等待，课程，因为上机须要排队等待，LinusLinus买了台买了台PCPC机，开发了机，开发了第一个程序，程序包括两个进程，向屏
16、幕上写字母，然后用第一个程序，程序包括两个进程，向屏幕上写字母，然后用定时器来切换进程定时器来切换进程oLinusLinus须要终端仿真程序来存取须要终端仿真程序来存取UsenetUsenet新闻组的内容，于是新闻组的内容，于是他写了从调制解调器上接发信息的程序以及显示器、键盘和他写了从调制解调器上接发信息的程序以及显示器、键盘和调制解调器的驱动程序调制解调器的驱动程序o然后写了磁盘驱动程序，文件系统，一旦有了进程切换、文然后写了磁盘驱动程序，文件系统，一旦有了进程切换、文件系统和设备驱动程序，当然就拥有了一个操作系统原型，件系统和设备驱动程序，当然就拥有了一个操作系统原型，或者至少是它的一个
17、内核或者至少是它的一个内核oLinuxLinux就以这样极其怪异但也极其自然式问世就以这样极其怪异但也极其自然式问世1.3 操作系统的种类23 Internet时代与LinuxoHello everybody out there using minix-Im doing a(free)operating systemo在1991年的八月，网络上出现了一篇以此为开篇话语的帖子，这是Linus 为自己写的类似minix，可运行在386上的操作系统找寻志同道合的合作伙伴。o1991年10月5日，Linus 在新闻组comp.os.minix发布了大约有一万行代码的Linux v0.01版本。o到了1
18、992年，大约有1000人在运用Linux，值得一提的是，他们基本上都属于真正意义上的hacker。o1993年，大约有100余名程序员参与了Linux内核代码编写/修改工作，其中核心组由5人组成，此时Linux 0.99的代码有大约有十万行，用户大约有10万左右。1.3 操作系统的种类24 Internet时代与Linuxo1994年3月，Linux1.0发布，代码量17万行，当时是依据完全自由免费的协议发布，随后正式接受GPL协议。至此，Linux的代码开发进入良性循环。很多系统管理员起先在自己的操作系统环境中尝试linux，并将修改的代码提交给核心小组。由于拥有了丰富的操作系统平台，因而
19、 Linux的代码中也充溢了对不同硬件系统的支持，大大的提高了跨平台移植性。o1995年，此时的Linux 可在Intel、Digital 以及Sun SPARC处理器上运行了，用户量也超过了50万，相关介绍Linux的Linux Journal杂志也发行了超过10万册之多。1.3 操作系统的种类25 Internet时代与Linuxo1996年6月，Linux 2.0内核发布，此内核有大约40万行代码，并可以支持多个处理器。此时的Linux 已经进入了好用阶段，全球大约有350万人运用。o1997年夏，大片泰坦尼克号在制作特效中运用的160台Alpha图形工作站中，有105台接受了Linux
20、操作系统。1.3 操作系统的种类26 Internet时代与Linuxo1998年是Linux迅猛发展的一年。1月，小红帽高级研发试验室成立，同年RedHat 5.0获得了InfoWorld的操作系统奖项。o4月Mozilla 代码发布，成为linux图形界面上的王牌阅读器。Redhat 宣布商业支持支配，网络了多名优秀技术人员起先商业运作。o王牌搜寻引擎“Google”现身，接受的也是Linux服务器。o值得一提的是，Oracle 和Informix 两家数据库厂商明确表示不支持Linux，这个确定赐予了Mysql数据库充分的发展机会。o同年10月，Intel和Netscape宣布小额投资红
21、帽软件，这被业界视作Linux获得商业认同的信号。同月，微软在法国发布了反Linux公开信，这表明微软公司起先将Linux视作了一个对手来对待。1.3 操作系统的种类27 Internet时代与Linuxo十二月，IBM发布了适用于Linux的文件系统AFS 3.5以及Jikes Java 编辑器和Secure Mailer及DB2测试版，IBM的此番行为，可以看作是与Linux羞答答地第一次亲密接触。o迫于Windows和Linux的压力，Sun渐渐开放了Java协议，并且在UltraSparc上支持Linux操作系统。o1998年可说是Linux与商业接触的一年。1.3 操作系统的种类28
22、 Internet时代与Linuxo1999年，IBM宣布与Redhat公司建立伙伴关系，以确保Redhat在IBM机器上正确运行。o三月，第一届 LinuxWorld 大会的召开，象征Linux时代的来临。IBM、Compaq和Novell宣布投资Redhat公司，以前始终对Linux持否定看法的Oracle公司也宣布投资。o五月，SGI公司宣布向Linux移植其先进的XFS文件系统。对于服务器来说，高效牢靠的文件系统是不行或缺的，SGI的慷慨移植再一次帮助了Linux确立在服务器市场的专业性。o7月IBM启动对Linux的支持服务和发布了Linux DB2，从今结束了Linux得不到支持服
23、务的历史，这可以视作Linux真正成为服务器操作系统一员的重要里程碑。1.3 操作系统的种类29 Internet时代与Linuxo2000年，Linux在嵌入式行业的潜力渐渐被发掘出来o伴随着国际上的Linux热潮，国内的联想和联邦推出了“华蜜Linux家用版”，同年7月中科院与新华科技合作发展红旗Linux,此举让更多的国内个人用户相识到了存在着Linux这个操作系统。o11月，Intel 与 Xteam合作，推出基于Linux的网络专用服务器，此举结束了在Linux单向顺应硬件商硬件开发驱动的历史。o2001年，8月红色代码爆发，引得很多站点纷纷从windows操作系统转向linux操作
24、系统。o12月Red Hat 为IBM s/390大型计算机供应了Linux解决方案。1.3 操作系统的种类30 Internet时代与Linuxo2002年3月，内核开发者宣布新的Linux系统支持64位的计算机。o2003年1月，NEC宣布将在其手机中运用Linux操作系统，代表着Linux成功进军手机领域o2004年6月的统计报告显示在世界500强超级计算机系统中，运用Linux操作系统的已经占到了280席，抢占了原本属于各种Unix的份额。9月HP起先网罗Linux内核代码人员，以影响新版本的内核朝对HP有利的方式发展，而IBM则准备推出OpenPower服务器，仅运行Linux系统。
25、1.3 操作系统的种类31 Internet时代与LinuxoLinux是爱好者们通过Internet协同开发出来的 o假如没有Intenet 网，没有遍布全世界的多数计算机骇客的无私奉献，那么Linux最多只能发展到0.13(0.95)版的水平 1.3 操作系统的种类32操作系统领域中新的操作系统o有线电视机顶盒领域，PowerTVo移动通信领域，EPOCo掌上计算机领域，Palm OSo数字影像领域，Digita1.3 操作系统的种类33国内操作系统的研制状况o60年头末至70年头初o 杨芙清院士主持o 我国第一台百万次集成电路计算机操作系统o 支持多道程序运行，在石油勘探领域成功应用o7
26、0年头中后期o 杨芙清院士主持o 我国第一个全部用高级语言书写的DJS240机操作系统DJS200/XT2o 层次管程结构模型，PCM设计方法，活跃管程结构模式1.3 操作系统的种类34国内操作系统的研制状况（续）oGX73多机实时操作系统（1978年）o 国防科技高校，1980年装在“远望”-I 号航天测量船上，完成了向太平洋放射运载火箭、潜水艇水下放射的测控任务；完成了我国第一颗同步地球卫星的测控、定轨、限制任务o“银河”-1 YHOS巨型操作系统（1983年）国防科技高校，用于YH-1、YH-2超级计算机，用于我国的石油勘探、天气预报和核物理探讨o COSIX v 1.X/2.0 国产U
27、NIX类操作系统（国家八五、九五重点科技攻关成果，以中软为首，联合国内18个单位共同完成）o 微内核结构，平安级别超过B1，中文界面1.3 操作系统的种类35o1996年，“银河麒麟”操作系统 o由自主研发的基本内核层和基于FreeBSD（一种Unix操作系统）改造的系统服务层组成 o目前我国通过认证的平安等级最高的操作系统 o1999年，嵌入式操作系统Hopen（女娲支配）o中科院软件研制中心推出“女娲支配”，其中的嵌入式操作系统Hopen可广泛用于机顶盒、袖珍电脑、掌上电脑、PDA、DVD、Internet接入设备等。oLinux类操作系统1.3 操作系统的种类国内操作系统的研制状况（续）
28、36思索和回顾o个人计算机的兴起，结束了IBM的霸主地位oInternet普及，Linux的成功，极大地推动了当代操作系统的探讨发展活动o据不完全统计，当前在Internet上，有超过100个操作系统的项目在14个国家中进行着o一批批的程序设计员们自愿通过互联网组织成为探讨小组，从事着各类操作系统的探讨开发工作1.3 操作系统的种类37o在一些影响全球的操作系统的诞生和发展过程中，大师们设计那些知名操作系统的初始动机真是各不相同的o一个操作系统成功的缘由，似乎也在于某种机遇，往往是有心裁花花不开，无心插柳柳成荫o在Internet时代，新概念、新思想、新原理和新技术层出不穷o谁又能预料，将来会
29、有什么样的新型操作系统在国际互联网上问世呢！思索和回顾（续1）1.3 操作系统的种类381.3 操作系统的种类o操作系统的结构设计操作系统的结构设计o传统的操作系统结构传统的操作系统结构o无结构操作系统无结构操作系统o模块化结构模块化结构o分层式分层式OS结构结构o现代操作系统结构现代操作系统结构o客户客户/服务器模式服务器模式(Client-Server Model)o面对对象的程序设计技术面对对象的程序设计技术o微内核技术微内核技术391.3 操作系统的种类o无结构操作系统无结构操作系统o在早期开发操作系统时，设计者只是把他的留意力放在早期开发操作系统时，设计者只是把他的留意力放在功能的实
30、现和获得高的效率上，缺乏首尾一样的设在功能的实现和获得高的效率上，缺乏首尾一样的设计思想。此时的计思想。此时的OS是为数众多的一组过程的集合，是为数众多的一组过程的集合，各过程之间可以相互调用，在操作系统内部不存在任各过程之间可以相互调用，在操作系统内部不存在任何结构，何结构，o此时程序设计的技巧，只是如何编制紧凑的程序，以此时程序设计的技巧，只是如何编制紧凑的程序，以便于有效地利用内存、对便于有效地利用内存、对GOTO语句的运用不加任何语句的运用不加任何限制，所设计出的操作系统既浩大又杂乱。这一方面限制，所设计出的操作系统既浩大又杂乱。这一方面程序错误很多，给调试工作带来很多困难；另一方面程
31、序错误很多，给调试工作带来很多困难；另一方面程序难以阅读和理解，增加了维护负担。程序难以阅读和理解，增加了维护负担。401.3 操作系统的种类o模块化结构o模块化程序设计技术，是最早(20世纪60年头)出现的一种程序设计技术。该技术是基于“分解”和“模块化”原则来限制大型软件的困难度的。为使OS具有较清晰的结构o每个模块具有某方面的管理功能，如进程管理模块、存储器管理模块、I/O设备管理模块和文件管理模块等，并规定好各模块间的接口，使各模块之间能通过该接口实现交互411.3 操作系统的种类图 1-5 模块化操作系统结构 421.3 操作系统的种类o模块化OS的优点o提高了OS设计的正确性、可理
32、解性和可维护性。o增加了OS的可适应性。o加速了OS的开发过程。o模块化OS的缺点o在起先设计OS时，对模块的划分及对接口的规定并不精确，而且还可能存在错误，因而很难保证按此规定所设计出的模块会完全正确，这将使在把这些模块装配成OS时发生困难o从功能观点来划分模块时，未能将共享资源和独占资源加以区分；由于管理上的差异，又会使模块间存在着困难的依靠关系使OS结构变得不清晰。431.3 操作系统的种类o分层式分层式OS结构结构n基本思想n层次的设置441.3 操作系统的种类o分层式结构基本思想分层式结构基本思想o从改进设计方式上说，应使每一步设计都是建立在从改进设计方式上说，应使每一步设计都是建立
33、在牢靠的基础上。牢靠的基础上。o从物理机器起先，从物理机器起先，在其上面先添加一层具有确定在其上面先添加一层具有确定功能的软件功能的软件A1,经过细心设计和几乎是穷尽无遗的经过细心设计和几乎是穷尽无遗的测试后，可以认为测试后，可以认为A1是正确的；然后再在是正确的；然后再在A1上添上添加一层新软件加一层新软件A2，如此一层一层地自底向上增，如此一层一层地自底向上增加软件层，最终总能构成一个能满足须要的加软件层，最终总能构成一个能满足须要的OS。o每一层都仅运用其底层所供应的功能和服务，这样每一层都仅运用其底层所供应的功能和服务，这样可使系统的调试和验证都变得简洁可使系统的调试和验证都变得简洁4
34、51.3 操作系统的种类o层次的设置n程序嵌套n运行频率n公用模块n用户接口461.3 操作系统的种类o层次的设置o程序嵌套o通常OS每个功能的实现，并非是只用一个程序便能完成的，而是要经由若干个软件层才有可能完成。因此在划分OS层次时，首先要考虑在实现OS 的每个功能时所形成的程序嵌套o例如，作业调度模块须调用进程限制模块；在为某作业创建一进程时，又须调用内存管理模块为新进程支配内存空间，可见，进程限制模块应在内存管理模块之上；而作业调度模块又应在更高层。471.3 操作系统的种类o层次的设置o运行频率o在分层结构中，各层次软件的运行速度是不同的，因为A1层软件能干脆在物理机器上运行，故它有
35、最高的运行速度。o随着层次的增高，其相应软件的运行速度就随之下降，因而An层软件的运行速度最低。o为了提高OS的运行效率，应当将那些常常活跃的模块放在最接近硬件的A1层，如时钟管理、进程调度，通常都放在A1层。481.3 操作系统的种类o层次的设置n公用模块p应把供多种资源管程程序调用的公用模块，公用模块，设置在最低层设置在最低层，不然，会使比它低的层次模块由于无法调用它而须另外配置相应功能的模块。p例如，用于对信号量进行操作的原语Signal和Wait。491.3 操作系统的种类o层次的设置o用户接口o为便利用户(程序)，OS向用户供应了“用户与OS的接口”o如叮嘱接口、程序接口以及图形用户
36、接口。o这些接口应设置在OS的最高层，干脆供应应用户运用。501.3 操作系统的种类o客户客户/服务器模式服务器模式(Client-Server Model)o为了提高为了提高OS的灵敏性和可扩充性而将的灵敏性和可扩充性而将OS划分为两部划分为两部分，服务器分，服务器(进程进程)和内核和内核o服务器服务器(进程进程)，都运行在用户态。，都运行在用户态。当有一用户进程当有一用户进程(现现在称为客户进程在称为客户进程)要求读文件的一个盘块时，该进程便要求读文件的一个盘块时，该进程便向文件服务器向文件服务器(进程进程)发出一个恳求；当服务器完成了发出一个恳求；当服务器完成了该客户的恳求后，便给该客户
37、回送一个响应。该客户的恳求后，便给该客户回送一个响应。o内核，用来处理客户和服务器之间的通信，即由内核内核，用来处理客户和服务器之间的通信，即由内核来接收客户的恳求，再将该恳求送至相应的服务器；来接收客户的恳求，再将该恳求送至相应的服务器；同时它也接收服务器的应答，同时它也接收服务器的应答，并将此应答回送给恳求并将此应答回送给恳求客户。客户。此外，在内核中还应具有其它一些机构，用于此外，在内核中还应具有其它一些机构，用于实现与硬件紧密相关的和一些较基本的功能实现与硬件紧密相关的和一些较基本的功能511.3 操作系统的种类o客户客户/服务器模式服务器模式(Client-Server Model)
38、单机环境下的客户/服务器模式 521.3 操作系统的种类o客户/服务器模式的优点o提高了系统的灵敏性和可扩充性。o提高了OS的牢靠性。o可运行于分布式系统中。531.3 操作系统的种类o面对对象的程序设计技术面对对象的程序设计技术o面对对象技术是面对对象技术是20世纪世纪80年头初提出并很快流年头初提出并很快流行起来的。该技术是基于行起来的。该技术是基于“抽象抽象”和和“隐藏隐藏”原原则来限制大型软件的困难度的。则来限制大型软件的困难度的。o所谓对象，是指在现实世界中具有相同属性、听所谓对象，是指在现实世界中具有相同属性、听从相同规则的一系列事物的抽象，而把其中的具从相同规则的一系列事物的抽象
39、，而把其中的具体事物称为对象的实例。体事物称为对象的实例。oOS中的各类实体如进程、线程、消息、存储器中的各类实体如进程、线程、消息、存储器等，都运用了对象这一概念，相应地，便有进程等，都运用了对象这一概念，相应地，便有进程对象线程对象、对象线程对象、存储器对象等。存储器对象等。541.3 操作系统的种类一个对象的示意图 数据结构过程1过程2过程3551.3 操作系统的种类o面对对象的程序设计技术优点面对对象的程序设计技术优点o 可修改性和可扩充性。由于隐藏了表示实体的数据和可修改性和可扩充性。由于隐藏了表示实体的数据和操作，因而可以变更对象的表示而不会影响其它部分，操作，因而可以变更对象的表
40、示而不会影响其它部分，从而可以便利地变更老对象和增加新对象。从而可以便利地变更老对象和增加新对象。o继承性。继承性是面对对象技术所具有的重要特性。继承性。继承性是面对对象技术所具有的重要特性。继承性是指子对象可以继承父对象的属性，这样，在继承性是指子对象可以继承父对象的属性，这样，在创建一个新的对象时，创建一个新的对象时，便可削减大量的时空开销。便可削减大量的时空开销。o正确性和牢靠性。由于对象是构成操作系统的基本单正确性和牢靠性。由于对象是构成操作系统的基本单元，可以独立地对它进行测试，这样，比较易于保证元，可以独立地对它进行测试，这样，比较易于保证其正确性和牢靠性，从而比较简洁保证整个系统
41、的正其正确性和牢靠性，从而比较简洁保证整个系统的正确性和牢靠性确性和牢靠性561.3 操作系统的种类o微内核技术微内核技术o所谓微内核技术，是指细心设计的、能实现现代所谓微内核技术，是指细心设计的、能实现现代OS核心功能的小型内核。核心功能的小型内核。o与一般的与一般的OS(程序程序)不同，不同，它更小更精炼，它不仅运它更小更精炼，它不仅运行在核心态，而且开机后常驻内存，它不会因内存惊行在核心态，而且开机后常驻内存，它不会因内存惊惶而被换出内存。惶而被换出内存。o微内核并非是一个完整的微内核并非是一个完整的OS，而只是为构建通用而只是为构建通用OS供应一个重要基础。供应一个重要基础。o由于在微
42、内核由于在微内核OS结构中，通常都接受了客户结构中，通常都接受了客户/服务器服务器模式，因此模式，因此OS的大部分功能和服务，都是由若干服的大部分功能和服务，都是由若干服务器来供应的，务器来供应的，如文件服务器、作业服务器和网络如文件服务器、作业服务器和网络服务器等。服务器等。571.3 操作系统的种类o微内核基本功能微内核基本功能o硬件抽象层的软件层，将执行体、内核、硬件分别硬件抽象层的软件层，将执行体、内核、硬件分别开来开来o微内核所供应的功能，通常都是一些最基本的功能，微内核所供应的功能，通常都是一些最基本的功能，如进程管理、存储器管理、进程间通信、如进程管理、存储器管理、进程间通信、低级低级I/O功功能。能。58