分的布式OS讲稿2011-1.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 提纲 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 分布式进程管理 HB关系 逻辑时钟的构造 解决分布式互斥问题的方法 分布式通信机制 分布式资源管理方法 分布式死锁处理方法 …… 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：强调“及时”和“可靠” 网络OS：主要是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： 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--必须互斥执行的程序段 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 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 功能分配 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: 由多台计算机组成的系统，通常分为两类： SIMD 和 MIMD 多处理机：具有共享存储器，共享统一的虚拟存储器 多计算机：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序列 SIMD系统（单指令多数据流系统）：各机器通过执行同一指令流而协同工作，通常说的并行计算机系统（ parallel computer systems） 就是指这种系统 MIMD系统（多指令多数据流系统）：各机器独立地执行各自的指令流来处理多个数据流，各台机器通过通信来协同工作，分布式系统和计算机网络都属于MIMD系统 分布式计算机系统可分为 按存储结构分 共享存储器： 每台机器可以直接访问所有的存储器 非共享存储器：每台机器只能直接访问相关的局部存贮器 按机间通信线路分 共享通路：每条通信线路连接多台计算机，这多台机器间通过共享该通信线路进行相互通信 非共享通路：每条通信线路只连接两台计算机，这两台机器通过该通信线路进行相互通信 按耦