分布式OS讲稿-1.ppt

分布式操作系统Distributed OS 武汉大学计算机学院 何炎祥 yxhe@whu.edu.cn 上课时间：周3， 7-10节 上课地点：1区计-204 教学参考书 1.《Distributed Operating Systems》, Andrew S. Tanenbaum 著， Prentice Hall 清华大学出版社（英文版），2007. 陆丽娜等译， 电子工业出版社（中译本），2008 2.《Distributed operating Systems: Concepts and practice》, Doreen L. Galli, Prentice Hall 人民邮电出版社（英文版），2008 3.《分布计算系统》，徐高潮，胡亮，鞠九滨，高等教育出版社，2004 4.《分布式操作系统》，何炎祥，高等教育出版社，2005 5.《网络分布计算和软件工程》，冯玉琳，黄涛等，科学出版社，2011 6. Papers 课程主要内容 OS的功能及分类 分布式计算机系统 分布式操作系统概论 分布式系统典型的拓扑结构 分布式进程及其管理 时间戳机制及事件定序方法 分布式通信机制 解决分布式互斥问题的典型方法 分布式资源管理方法 分布式死锁处理方法 任务调度及负载平衡策略 分布式系统的透明性 分布式系统的容错及可靠性技术 分布式OS的安全性 90年代 两个 O，两个M，一个N： Object-Oriented (OO) Open System Multimedia Massively Parallel Processing Network 如今 嵌入式技术 分布对象技术 虚拟现实技术 集群技术 软构件网构软件技术 网格计算、移动计算 服务计算 语义计算 可信计算 云计算、透明计算、社会计算、自然计算 物联网、智慧地球 OS的功能 五大功能：存储，设备，进程，作业和信息管理 是系统软件的基础 负责组织和管理整个计算机系统的软硬件资源、协调各部分的关系，控制整个系统高效的运行，并为使用者提供一个方便、友好的用机环境 是现代计算机系统极为关键的组成部分，计算机系统越复杂，OS就显得越重要 OS 的分类 单用户OS 批处理OS 分时OS（多用户OS）：多路性、交互性和独占性 实时OS：及时响应外部事件的请求，在规定时间完成对外部事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协同可靠的运行。强调“及时”和“可靠” 网络OS：主要实现网络中节点间的通信及各种软硬件资源的共享。网络中各台计算机配有各自的OS，而网络OS把他们有机地联系起来，因此，除了常规OS所应具备的五大管理功能外，还应具有网络管理功能： 网络通信能力：支持网络中各节点和各用户间的通信并保证通信可靠无误 多种网络服务功能： 远程作业录入 文件传输服务 分时系统服务 分布式OS 新一代OS 1）一般认为是智能OS（New generation OS/ Intelligent OS）， 即，引入知识处理技术 2）提供部分具有人类感官功能的智能化多媒体人机界面 3）建立新型人机通信模式，它能指导或辅助用户做出正确或明智的决策，并在软件开发和研制的整个周期中支持用户 几个术语 原语（primitive）：一段不可分割或不可中断执行的指令/语句序列 进程同步（ process synchronization）：彼此合作的进程在共享资源上协调其操作顺序的机制 进程互斥（ process exclusion）：彼此竞争的进程严格按次序使用资源的机制 临界段 （critical section）：把一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源，把访问临界资源的那段程序称为临界段,即必须互斥执行的程序段 分布式计算机系统 distributed computer systems 定义 是由多个分散的计算机经互连网络连接而成的统一计算机系统，其中各个（物理/ 逻辑）资源单元既相互协同又高度自治，能在全系统范围内实现资源管理，动态地进行任务分配或功能分配且能并行地运行分布式程序 任务分配：将一个任务分解成多个可并行执行的子任务，分散给各个站点协同完成 功能分配：将子系统的总功能划分成若干子功能，分配给各站点分别承担 特点 结构模块性 资源分散性 协同自治性 工作并行性 系统透明性 整体强健性 多机系统分类 多机系统: 即由多台计算机组成的系统，通常分为两类： SIMD 和 MIMD 多处理机系统：具有共享存储器，共享统一的虚拟存储器 多计算机系统：无共享存储器，各自有自己的私有存储器 指令流（I）：计算机执行的指令序列 数据流（D）：由指令流引用的数据