第一章 网络操作系统引论
①操作系统的定义操作系统是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源合理地组织工作流程以及方便用户的程序集合②现代操作系统的基本特征并发性共享性虚拟性不确定性
操作系统在计算机系统中处于何种地位是硬件层的第一次扩充是计算机系统软件的重要组成部分计算机系统的层次结构硬件层—操作系统层—语言处理程序层—应用程序层操作系统的作用提高计算机系统的效率增强系统的处理能力充分发挥系统资源的利用率方便用户使用
多道程序设计的硬件基础①中断系统②通道技术③CPU与通道的通信
①多道程序设计的基本原理多道程序设计的主要目的是充分利用系统中所有资源且尽可能地让它们并行操作采用通道技术后使CPU从繁琐的I/O操作中解放出来它不仅能实现CPU与通道并行工作而且也能实现通道与通道之间各通道与外设之间的并行
②多道程序设计的主要特点①多道②宏观上并行③微观上串行
实现多道程序设计要解决的几个问题①存储保护和地址重定位(几道程序共享同一主存)②处理机的管理和调度(共享同一处理机)③资源的管理与分配(共享系统资源)
虚拟处理机逻辑上的处理机称为虚拟处理机虚拟计算机在一台计算机上配置操作系统后比原来的计算机的功能增强了这种是概念上的逻辑上的计算机而不是真正的物理计算机这样的计算机称为虚拟计算机
处理机的运行现场就是指处理机在执行程序过程中任一时刻的状态信息的集合处理机运行现场包括的内容①指令计数器(程序计数器)②程序状态寄存器③通用寄存器④特殊控制寄存器处理机的运行状态有两种核心态()和用户态()程序分为系统程序和用户程序程序状态分为三种①就绪②运行③阻塞程序状态的作用程序状态可以互相转换便于处理机按照某种规则进行调度
访管指令特权指令系统调用之间的区别和联系
①系统调用用户在程序中能用访管指令调用的由操作系统提供的子功能集合其中每一个子功能称为一个系统调用命令②用户程序使用系统调用后为什么能从算态进入管态返回用户程序后又从管态回到算态(系统调用的实现原理)系统调用中的访管指令的地址码可作为系统调用的功能号它对应一个操作系统为用户提供的子功能或函数当用户程序需要调用系统功能时就在其程序的适当位置安排一条系统调用命令当执行到该指令时便产生访管中断中断的硬件装置开始响应中断保存原来的PSW到内存的固定单元再从内存的另一个固定单元中取出新的PSW送入PSW寄存器由于新PSW中已事先设置了系统状态为管态从而使处理机进入管态在管态下执行中断处理程序由于在管态下可以使用特权指令所以用户要求操作系统提供的服务就很容易地被完成中断处理程序结束后通过恢复旧的PSW到PSW寄存器于是又可返回到被中断的用户程序即从管态又回到算态
UNIX的系统调用的两种方式①直接系统调用②间接系统调用它们各是怎样处理①直接系统调用除可使寄存器传递参数外其它参数都跟在trap指令的后面②间接系统调用跟随trap指令的是一个指向程序数据区的指针该程序数据区内有一个直接系统调用trap指令其后跟以除r外的参数
①分时两个或两个以上的事件按时间划分轮流地使用计算机系统中的某一资源 ②分时系统(又称交互作用系统)在一个系统中如果多个用户通过自己的终端分时地使用同一个计算机这样的系统就称为分时系统其上的操作系统统称为分时操作系统UNIX属分时系统
③分时系统的特点①同时性(可同时操作共同使用该系统)②独立性(独占感)③及时性(及时响应)④交互性(人机对话)
调进/调出是实现分时系统的一种主要方式(分时系统实现原理)(多流调进调出方式)
实时系统分为两类①实时控制系统(导弹发射)②实时处理系统(预订飞机票)
设计实时系统要考虑的问题①实时时钟管理(实时任务延迟任务)②连续人机对话③过载的防护(任务的随机性)④高可靠性和保证(故障引起的严重后果)
分布式计算机系统是一个由多台计算机组成的系统在用户看来他所拥有的计算机是一台单独的计算机而这台计算机是一台功能扩大了的虚拟机分布式系统的三个基本功能①通信②资源共享③并行计算分布式系统最为突出的特点是透明性
分布式计算机系统具有以下主要特点
①任意两台计算机之间可以利用通信交换信息②各计算机具有相对的自主性或自治性③具有透明性④具有整体性或协同性⑤具有坚定性(任一台故障不会使系统瘫痪)
分布式计算机系统与集中式计算机系统的主要区别:
①利用消息传递进行通信(没有共享存储器)
②系统中各台计算机是自治的(没有主从之分没有分级控制没有公用时钟)
③透明性(系统中所有资源为所有用户共享用户无需知道资源位于何处)
④协同性(可相互协作完成任务或作业可实现并行计算)
分布式系统对资源的管理与集中式系统有何不同?
答分布式系统对资源的管理采用一类资源有多个管理者的分布式管理方式分布式管理方式又可分为集中分布管理和完全分布管理两种方式集中式系统对资源的管理采用一个管理者的方式
在分布式系统中建立逻辑时钟的原因在分布式系统中由于没有共享存储器和公用时钟虽然在分布式系统中每台计算机都有自己的时钟尽管每个时钟工作得都非常稳定但并不能保证它们的频率完全相同为了实现分布式系统中进程同步需要给系统中的每个事件指定一个时间值即打上时间戳用这一方法来确定系统全局的事件顺序
在对分布式系统中的所有事件赋予时间戳时应满足的条件是
① 在同一节点上若A→B则C(A) ② 若A和B分别是发送消息和接收消息的两个事件，则C(A) ③ 对任何事件A和B，必定C(A)≠C(B)。tw.wINgwiT.coM
16. 举例说明：对任何事件A和B，如果C(A) 答：设有相互通信的两个进程P1和P2，它们是位于两个节点机上的进程。假定P1发一消息给P2，称为事件B，且C(B)=200，而P2接收该消息，称为事件A，且C(A)=195。(因为P2的处理机比P1的处理机慢，所以P2的逻辑时钟信号也比P1的慢。)在这种情况下，C(A) 17. 紧耦合与松耦合多处理机系统有何区别?
答：主要区别在于有无共享存储器。①紧耦合多处理机系统有共享存储器，所以也称其为共享存储结构多处理机系统。
②松耦合处理机系统中没有共享存储器，每台处理机都有一个容量较大的局部存储器，所以也称其为分布存储结构多处理机系统。
18. 网络操作系统：就是在计算机网络系统中，管理一台或多台主机的硬软件资源，支持网络通信，提供网络服务的软件集合。
通用操作系统的基本功能：①处理机(进程)管理②存储管理③文件管理④设备管理。网络操作系统还具有的主要功能：①实现网络中各点机之间的通信。②实现网络中的资源共享③提供多种网络服务(硬盘共享;打印机共享;提供电文、语音、图像的加密和传输;文件的传递、存取和管理;作业的传输和操作服务)④提供网络用户的应用程序接口。
网络操作系统的主要特点：①复杂性(管理全网资源;机间通信与同步;网络文件管理)②并行性(多处理机实现真正并行)③节点机间的通信与同步(OSI/RM的七层协议中第四层(传输层)到第七层(应用层)进入了网络操作系统的领域，低三层(N、D、P)M则提供了网络传输的支持)④安全性(表现：网络操作的安全性，系统规定不同用户有不同的权限(系统管理员、高级用户、一般用户);用户身份验证;资源的存储控制;网络传输的安全。)
19. 在多处理机系统中①加速比定义：它表示一个作业在单机上的执行时间与花在多处理机上执行时间的比值。公式：SP=ET1/ET2 其中SP为作业J的加速比，ET1为作业J在单机上的执行时间，ET2为作业J在多处理机上的执行时间。作业J的加速比不能超过处理机数P，即0≤Sp≤P 。②处理机利用率的定义：它表示P台处理机实际执行时间(扣除空闲时间)与P台处理机被占用时间(空闲时间与P台处理机执行时间之和)的比值。0≤Up≤1 。
20. 多处理机系统中的通信方式：①基于共享变量的通信方式(主要适用于紧耦合多处理机)②基于消息传递的通信方式(主要适用于松耦合多处理机)
21. 中断的分类：①I/O中断②程序中断③硬件故障中断④外中断⑤访管中断
(其中①④称为中断，②③⑤称为“陷入”，又称捕俘。)
22. 计算机安全级从D级(最不严格)到A级(最严格)。Windows当前支持C2安全级。
23. UNIX强内核;Windows NT微内核。
第二章 网络操作系统的结构
13. 信息处理的基本模式：①对等模式②客户/服务器模式。
14. 网络操作系统结构设计的主要模式：①客户/服务器模式②对象模式③对称多处理模式
15. 客户/服务器模式的网络操作系统的结构组成：①客户机(工作站)操作系统②服务器操作系统。
16. 网络操作系统为用户提供的两类接口：①命令接口②编程接口。
17. 网络操作系统可分为四个层次：①硬件②内核③Shell(外壳)④应用程序
18. 操作系统从内部结构来分析，包括两部分：①内核②核外部分。
19. UNIX的内核可分为两部分：①进程控制子系统(包括进程控制、调度与通信以及存储的管理)②文件子系统
20. 内<
