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现代操作系统发展 现代操作系统发展 发展的基本概念 嵌入式操作系统 分布式操作系统 推动操作系统发展的动力 硬件技术更新: 计算机体系结构的发展：从单处理器系统到多处理器系统，从指令串 行结构到流水线结构、超级标量结构，从单总线到多总线应用等 操作系统的发展：从单CPU操作系统发展到对称多处理器系统(SMP) ，从主机系统发 展到个人机系统，从单独自治系统到网络操作系统以及分布式系统 应用需求扩大 操作系统的发展 更强的分布式处理能力 更高的安全性和可靠性 符合开放式模型 更方便的用户界面 嵌入式操作系统 嵌入式系统： 嵌入式系统不以独立的物理设备的形态出现，即它没有一个统一的外观，它的部件根 据主体设备及应用的需要嵌入在该设备的内部，发挥着运算、处理、存储及控制等作用 嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成。 嵌入式处理器通常是单片机或微控制器; 支撑硬件主要包括存储介质、通信部件和显示 部件等; 嵌入式软件则包括支撑硬件的驱动程序、操作系统、支撑软件及应用中间件等。 嵌入式操作系统 嵌入式软件系统的体系结构： 操作系统层包括嵌入式内核、嵌入式TCP/IP网络系统、嵌入式文件 系统、嵌入式GUI系统和电源管理等部分。其中，嵌入式内核是操作系统的核心基础 嵌入式操作系统的特点： 可定制性：能够提供对内核进行配置或剪裁等功能可以根据应用需要有选择地提供或不提供某些功能，以减少系统开销。 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统的分类： 应用领域： 面向信息家电 面向智能手机 面向汽车电子 面向工业控制 应用范围： 通用型 专用型 实时性： 嵌入式实时操作系统 非实时嵌入式操作系统 分布式操作系统 分布式系统的特征： 分布式系统是多个处理机通过通信线路互联而构成的松散耦合的系统。 ①分布性。分布式系统由多台计算机组成，它们在地域上是分散的， ②自治性。分布式系统中的各个节点都包含自己的处理机和内存，各自具有独立的处 理数据的功能。 ③并行性。一项大的任务可以划分为若干子任务，分别在不同的主机上执行 ④全局性。分布式系统中必须存在一个单一的、全局的进程通信机制，使得任何一个 进程都能与其他进程通信，并且不区分本地通信与远程通信，还应当有全局的保护机制 分布式操作系统 分布式系统的优点： 资源共享 加快计算速度 可靠性高 方便快捷的通信 缺点： 主要是可用软件不足，系统软件、编程语言、应用程序以及开发工具都相对很少; 还存在通信网络饱和或信息丢失和网络安全问题，方便的数据共享同时意味着机密数据容易被窃取。 分布式操作系统 分布式操作系统实施系统整体控制。对分布在各节点上的资源进行统一管理，并且支持对远程进程的通信协议。 基本功能： 进程管理：为了均衡整个系统中各节点上的负载，加速计算任务的完成，分布式操 作系统应能实现进程或计算的迁移。 通信管理：系统应该提供某些通信机制，使不同节点上的用户或进程可以方便地进 行信息交换，实现对网络协议的支持。 资源管理：系统中的各种资源都由分布式操作系统进行统一管理和调度 四种多机系统 多处理器系统 多计算机系统：集群计算机 网络系统：各节点通过共享文件实现彼此通信。由于各节点都是一个自治系统， 所以各自有自己的运行队列。在网络系统中不具备进程迁移的功能 分布式系统： 分布式系统有很多特征与网络系统相同，如各节点是自治系统，通过 网络松散地耦合在一起，没有共享内存等。 但分布式系统与网络系统有显著的区别，如在用 户看来，分布式系统是虚拟的单机系统，通常各节点上运行统一的操作系统，利用消息机制 实现通信，具备数据迁移、计算迁移和进程迁移等功能。 网络操作系统和分布式操作系统的区别 （1）分布性。分布式操作系统的处理和控制功能均为分布式的；而网络操作系统虽具分布处理功能，但其控制功能却是集中在某个或某些主机或网络服务器中，即集中式控制方式。 （2）并行性。分布式操作系统具有任务分配功能，可将多个任务分配到多个处理单元上，使这些任务并行执行，从而加速了任务的执行；而网络操作系统通常无任务分配功能，网络中每个用户的一个或多个任务通常都在本地计算机上处理。 （3）透明性。分布式操作系统通常能很好地隐藏系统内部的实现细节。包括对象的物理位置、并发控制和系统故障等对用户都是透明的。例如，当用户要访问某个文件时，只需提供文件名而无须知道（所要访问的对象）它是驻留在那个站点上，即可对它进行访问，以即具有物理位置的透明性。网络操作系统的透明性则主要指操作实现上的透明性。例如，当用户要访问服务器上的文件时，只需发出相应的文件存取命令，而无需了解对该文件的存取是如何实现的。 （4）共享性。分布式操作系统支持系统中所有用户对分布在各个站点上的软硬件资源的共享和透明方式访问。而网络操作系统所提供的资源共享功能仅局