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文檔簡介
1、 復(fù)習(xí)內(nèi)容提示 第一章網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)引論 本章全面地介紹了操作系統(tǒng)的基本概念、基本工作原理以及操作系統(tǒng)的各種類型,進(jìn)而引入了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的概念。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件層的第一次擴(kuò)充,在這一層實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)的全部功能,并提供了相應(yīng)的接口。操作系統(tǒng)的作用在于提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率,增強(qiáng)它的處理能力和方便用戶的使用。為提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率,本章引入了多道程序設(shè)計(jì)的概念,在此基礎(chǔ)上形成了虛擬處理機(jī)和虛擬計(jì)算機(jī)的思想。系統(tǒng)調(diào)用作為操作系統(tǒng)與用戶編程的接口被引入。大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都區(qū)分算態(tài)與管態(tài),目的是給予系統(tǒng)程序比用戶程序更高的特權(quán),這個(gè)特權(quán)就是能否使用特權(quán)指令。系統(tǒng)程序只有在管態(tài)下方可執(zhí)行特權(quán)指令,提供
2、操作系統(tǒng)的各項(xiàng)服務(wù)。用戶請求操作系統(tǒng)服務(wù)時(shí),使用訪管指令可從算態(tài)進(jìn)入管態(tài),由操作系統(tǒng)完成用戶的服務(wù)請求,并由管態(tài)回到算態(tài)。系統(tǒng)調(diào)用就是用戶程序請求操作系統(tǒng)為之服務(wù)的一種手段,因?yàn)樵谙到y(tǒng)調(diào)用命令中必然有一條訪管指令。操作系統(tǒng)的種類繁多,在單機(jī)運(yùn)行環(huán)境下多使用單用戶操作系統(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng);在多機(jī)環(huán)境下,可使用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)和多處理機(jī)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范圍的操作系統(tǒng),它具有一般計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本特征:網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要任務(wù)是用統(tǒng)一的方法管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中共享資源的使用和任務(wù)的處理??傊W(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是建立在主機(jī)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上用于管理網(wǎng)絡(luò)通信和共
3、享資源,協(xié)調(diào)各主機(jī)上任務(wù)的運(yùn)行,并向用戶提供統(tǒng)一的有效的網(wǎng)絡(luò)接口的軟件集合,它是用戶(或用戶程序)和主機(jī)操作系統(tǒng)之間的接口,網(wǎng)絡(luò)用戶只有通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)方能取得網(wǎng)絡(luò)所提供的各種服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第二章網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)本章講述網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),重點(diǎn)討論了客戶/服務(wù)器計(jì)算模式。它不僅是信息處理的基本模式,也是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模式。采用客戶/服務(wù)器計(jì)算模式,具有重要意義。它簡化了基本操作系統(tǒng),為用戶提供了多種應(yīng)用程序設(shè)計(jì)界面,縮小了內(nèi)核;它提高了系統(tǒng)的可靠性,由于服務(wù)器運(yùn)行在用戶態(tài),不能直接訪問硬件和侵犯內(nèi)核,同時(shí)它也不受其他進(jìn)程的影響??蛻?服務(wù)器模式的重要意義,還在于它非
4、常適合分布式計(jì)算環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與用戶有兩級(jí)接口:級(jí)為操作命令級(jí)接口,另一級(jí)為用戶的編程接口。本章重點(diǎn)介紹網(wǎng)絡(luò)命令接口,包括常用命令、Shell程序設(shè)計(jì)以及圖形用戶接口GUI。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與普通操作系統(tǒng)一樣,一般采用四個(gè)層次。這四層是:硬件層,內(nèi)核,外殼和應(yīng)用程序。其中的內(nèi)核在操作系統(tǒng)中占有極為重要的地位,它是操作系統(tǒng)的核心。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有兩種內(nèi)核組織方式:強(qiáng)內(nèi)核和微內(nèi)核。強(qiáng)內(nèi)核是基于傳統(tǒng)的集中式操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu),而微內(nèi)核是一種新型內(nèi)核結(jié)構(gòu),它體現(xiàn)了操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新思想。它的基本思想是內(nèi)核要盡可能地小,使其他所有的操作系統(tǒng)服務(wù)都放在核外用戶級(jí)完成。微內(nèi)核與客戶/服務(wù)器計(jì)算模式的有機(jī)結(jié)合
5、是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新方向、新形式。第三章網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的通信本章全面系統(tǒng)地介紹了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中的通信。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中有兩種類型的通信方式:基于共享存儲(chǔ)器的通信方式和基于消息傳遞的通信方式。前者適用于網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)機(jī)內(nèi)部諸進(jìn)程之間的通信,而后者適用于網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)機(jī)之間的進(jìn)程通信。節(jié)點(diǎn)機(jī)內(nèi)部諸進(jìn)程之間的通信與傳統(tǒng)的單機(jī)操作系統(tǒng)中的通信完全相同。由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)都有一個(gè)可供各進(jìn)程共享的存儲(chǔ)器,所以可采用共享變量的方式進(jìn)行通信。信號(hào)量和P、V操作是實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間同步和互斥的有效工具,但由于P、V操作不能傳送大量信息,所以它是一種低級(jí)通信原語。為了實(shí)現(xiàn)在進(jìn)程之間傳送大量的信息,提出了進(jìn)程通信的
6、高級(jí)原語。采用高級(jí)通信原語進(jìn)行通信主要有消息緩沖通信和信箱通信兩種方式。一個(gè)傳統(tǒng)的單機(jī)操作系統(tǒng)與一個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的重大區(qū)別是,網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的通信問題更為重要,更為復(fù)雜。因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間包括該進(jìn)程的計(jì)算時(shí)間和通信時(shí)間,而通信時(shí)間的增大可能導(dǎo)致系統(tǒng)效率的下降,甚至?xí)咕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的效益完全喪失。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,提出了各種通信方式且都已實(shí)現(xiàn)并取得了廣泛的應(yīng)用?;趶V域網(wǎng)的系統(tǒng),雖然可以使用像TCP/IP和OSI這樣的面向連接的分層協(xié)議,但是存在的主要問題是,必須解決如何保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。對于基于局域網(wǎng)(LAM)系統(tǒng),卻很少使用分層協(xié)議。相反,在這樣的系統(tǒng)中,采用一種很簡單的客戶/服
7、務(wù)器模型。在該模型中,客戶向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)消息,由服務(wù)器向客戶返回一個(gè)應(yīng)答。由于減少了在各層的開銷,就可獲得較高的性能。在消息傳遞系統(tǒng)中,大多數(shù)的設(shè)計(jì)內(nèi)容都與通信原語有關(guān):阻塞與非阻塞原語、緩沖與非緩沖原語、可靠與非可靠原語。從概念上講,客戶/服務(wù)器模型中進(jìn)程間的通信是作為I/O來處理的,為了給用戶提供更強(qiáng)的透明性,廣泛使用遠(yuǎn)程過程調(diào)用進(jìn)行通信。有了遠(yuǎn)程過程調(diào)用,在一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行的客戶進(jìn)程就可以調(diào)用在另一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行的進(jìn)程。在客戶/服務(wù)器模型中,設(shè)計(jì)了一個(gè)客戶代理和一個(gè)服務(wù)器代理??蛻舸砗头?wù)器代理的主要功能是處理所收集的參數(shù),構(gòu)造消息以及實(shí)現(xiàn)與內(nèi)核的接口。雖然遠(yuǎn)程過程調(diào)用比消息傳遞通信原語
8、更進(jìn)了一步,但它也存在其固有的缺點(diǎn)。例如,服務(wù)器的尋址定位、指針和復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的傳送、全局變量的使用,這些都是很難處理的。由于客戶機(jī)和服務(wù)器機(jī)都可能發(fā)生故障,這也會(huì)影響系統(tǒng)的堅(jiān)定性。遠(yuǎn)程過程調(diào)用僅限于這樣的情況,即只有一個(gè)客戶機(jī)與一個(gè)服務(wù)器機(jī)之間進(jìn)行通信。當(dāng)有多個(gè)客戶機(jī)和多個(gè)服務(wù)器機(jī)時(shí),就需要提供組通信機(jī)制。第四章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的資源共享資源共享是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的功能之一,是對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的硬件和軟件資源實(shí)施有效的管理。其中比較常用的資源共享是:硬盤共享、打印機(jī)共享、文件共享和數(shù)據(jù)共享。本章主要介紹硬盤、打印機(jī)、文件和數(shù)據(jù)共享的基本功能、工作原理和使用方法。網(wǎng)絡(luò)中硬盤共享為網(wǎng)絡(luò)用戶提供了共享服
9、務(wù)器上或某個(gè)工作站上的大容量硬盤的功能,并在此基礎(chǔ)上提供了打印機(jī)的共享功能。在這里描述了硬盤共享的兩種實(shí)現(xiàn)方法:以虛擬軟盤方式實(shí)現(xiàn)硬盤共享;以文件服務(wù)方式實(shí)現(xiàn)硬盤共享。在目前的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中,采用兩種共享打印方式,一種是客戶/服務(wù)器方式;另一種是對等方式。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)主要有兩種實(shí)現(xiàn)方法:對等方式、客戶/服務(wù)器方式。分布式文件系統(tǒng)要解決的關(guān)鍵問題是文件的存儲(chǔ)位置對其他系統(tǒng)的透明性。在客戶/服務(wù)器方式中,本地文件的訪問和服務(wù)器上共享文件的訪問對用戶來說是一樣的,也就是說文件的物理位置對用戶是透明的。作為一個(gè)用戶,可以選擇自己的工作站上的資源共享或停止其共享。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,可以采用數(shù)據(jù)移動(dòng)和計(jì)算移動(dòng)
10、兩個(gè)方式實(shí)現(xiàn)文件和數(shù)據(jù)的共享。數(shù)據(jù)移動(dòng)文件共享方法適合于訪問傳送文件中較少部分內(nèi)容的情況。當(dāng)計(jì)算相對簡單,而計(jì)算需要的數(shù)據(jù)量較大,且計(jì)算所需數(shù)據(jù)在異地工作站上時(shí),采用計(jì)算移動(dòng)相對方便。第五章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的服務(wù)軟件本章以Internet網(wǎng)為例介紹了電子郵件E-mail、文件傳輸協(xié)議FTP和Web服務(wù)的基本功能、工作原理和使用方法。電子郵件是ElectronicMail的中文名,簡稱為E-mail,它是Internet網(wǎng)上使用最頻繁、應(yīng)用最廣泛的一種服務(wù),它實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上任何兩個(gè)主機(jī)之間的消息傳輸。電子郵件是一種軟件,它的功能是可以將消息從一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī),按一定的方式保證這些消息正確地到達(dá)
11、目的地。這些消息可以是數(shù)據(jù),也可以是文本、程序文件,還可以是圖片,這些消息稱為郵件。利用E-mail可以實(shí)現(xiàn)郵件的發(fā)送和接收。文件傳輸協(xié)議FTP實(shí)現(xiàn)了Internet網(wǎng)上兩個(gè)主機(jī)之間的文件傳輸,即文件拷貝,它為用戶獲取Internet網(wǎng)上資源,提供了方便。FTP是Internet上除E-mail外最基本、最常用的文件傳送工具之一,是一個(gè)客戶/服務(wù)器系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)Internet上軟件共享的基本方法。在Internet上,有大量的FTP節(jié)點(diǎn)分布在世界各地。在這些節(jié)點(diǎn)上,有大量的有用信息,例如:免費(fèi)使用的軟件、圖像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)等。Web采用客戶/服務(wù)器模式它是由分布在Internet上的成千上萬個(gè)
12、Web服務(wù)器和Web瀏覽器構(gòu)成的。WWW是Internet網(wǎng)上發(fā)展最快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),它是信息檢索和超文本技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。Web上的信息主要是以超文本信息方式組織的。在Internet中有一種專門用來描述Web超文本信息組織方式的語言,稱為超文本標(biāo)注語言,即HTML。只要按照HTML規(guī)范組織信息,這些信息就是超文本信息,就可以放在一服務(wù)器上供其他Web工作站用瀏覽器瀏覽和閱讀。第六章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用程序接口本章介紹了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序編程接口。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中應(yīng)用程序編程接口稱為網(wǎng)絡(luò)API(ApplicationProgrammingInterface)。從開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(OSI/RM)來看,API所
13、采用的基本構(gòu)造技術(shù)就是分層。雖然各種網(wǎng)絡(luò)(如Novell、WindowsNT、DECnet等)的分層與OSI/RM不盡相同,但在各種網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)層次都提供了一些相同或不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和協(xié)議,這些網(wǎng)絡(luò)一般都具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和相當(dāng)復(fù)雜的協(xié)議。這些服務(wù)和協(xié)議的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)通常都隱蔽在各層之內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中應(yīng)用程序編程接口即網(wǎng)絡(luò)API(ApplicationProgrammingInterface)的作用是便于用戶使用網(wǎng)絡(luò)和開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序,在各種網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層次上為用戶和第三方開發(fā)者提供了方便靈活的編程接口。這些接口統(tǒng)稱為應(yīng)用程序編程接口API。從原則上講,各種網(wǎng)絡(luò)提供的API可以分布在各個(gè)層次上,即在
14、應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。一般的網(wǎng)絡(luò)只在應(yīng)用層、會(huì)話層、傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層提供接口API,本章重點(diǎn)討論網(wǎng)絡(luò)傳輸層接口。本章以UNIX網(wǎng)絡(luò)為背景,討論了兩種編程接口。傳輸層接口TLI和管套接口WinSock,而WinSock則是管套接口Socket的一個(gè)擴(kuò)展,它是Windows環(huán)境下的Socket。所有這些接口都提供了一組函數(shù)供應(yīng)用程序調(diào)用,函數(shù)也并不復(fù)雜,但每個(gè)函數(shù)都帶有若干參數(shù)。這些參數(shù)所涉及的范圍甚廣。本章的目的在于使讀者對編程接口有一個(gè)基本了解,掌握編寫網(wǎng)絡(luò)通信程序的基本框架,為下一步網(wǎng)絡(luò)編程打下基礎(chǔ)。第七章 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)實(shí)例一:NetWare本章講述了No
15、vell網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)NetWare,以它作為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例,全面研究了它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本章首先討論了Novell網(wǎng)的基本組成。它的硬件組成包括網(wǎng)卡媒體、網(wǎng)絡(luò)工作站、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和網(wǎng)間連接器。它的軟件組成包括服務(wù)器操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件、工作站重定向軟件以及傳輸協(xié)議軟件四個(gè)部分。在回顧了NetWare形成和發(fā)展的歷史的同時(shí),我們以NetWare386作為分析網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本對象。NetWare是Novell公司開發(fā)的高性能開放環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),是Novell網(wǎng)絡(luò)的核心。利用NetWare可以將分散的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、主機(jī)(HOST)和小型機(jī)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)軟件、硬件資源共享
16、;NetWare提供了通訊服務(wù)、打印服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)和報(bào)文服務(wù)等功能,允許同一網(wǎng)絡(luò)中不同類型的計(jì)算機(jī)共享這些服務(wù)和應(yīng)用程序;NetWare網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)非常靈活,具有可擴(kuò)展性、高性能、高可靠性等特點(diǎn);NetWare管理的數(shù)據(jù)容量可以與小型機(jī)相比擬,并且以較低的價(jià)格提供了較高的數(shù)據(jù)輸入/輸出性能。NetWare是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),與網(wǎng)絡(luò)的功能和技術(shù)特性密切相關(guān)。本章從局域網(wǎng)的觀點(diǎn)來分析NetWare的功能。為此,從OSI/RM的層次結(jié)構(gòu)出發(fā),討論了NetWare在各個(gè)層次上的服務(wù)和協(xié)議,其中重點(diǎn)介紹了SPX/IPX協(xié)議。從NetWare的開放性來看,它是一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器平臺(tái),具有開放的體系結(jié)構(gòu),并
17、分析NetWare的內(nèi)部結(jié)構(gòu),介紹了NetWare的邏輯結(jié)構(gòu)及NetWare的工作原理。第八章網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)實(shí)例二:WindowsNT作為一個(gè)操作系統(tǒng),在結(jié)構(gòu)上,WindowsNT分為兩部分:系統(tǒng)用戶態(tài)部分和系統(tǒng)核心態(tài)部分。前者指保護(hù)子系統(tǒng),它支持多操作系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境,保護(hù)子系統(tǒng)由若干客戶進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程組成,其結(jié)構(gòu)關(guān)系為客戶/服務(wù)器模型,WindowsNT有兩類保護(hù)子系統(tǒng):環(huán)境子系統(tǒng)和集成子系統(tǒng);后者指NT執(zhí)行體,NT執(zhí)行體是WindowsNT的核心態(tài)部分。NT執(zhí)行體本身就是一個(gè)完整的操作系統(tǒng)。 NT執(zhí)行體的結(jié)構(gòu)采用層次式和微內(nèi)核相結(jié)合的結(jié)構(gòu),它分為四個(gè)層次:系統(tǒng)服務(wù)、執(zhí)行體組成部件、內(nèi)核和硬
18、件抽象層。本章重點(diǎn)介紹了內(nèi)核和NT執(zhí)行體的主要組成部件:對象管理程序、進(jìn)程管理程序、虛擬內(nèi)存管理程序和I/O管理程序。WindowsNT的內(nèi)核采用微內(nèi)核的形式。它提供了一組精心設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)原語和機(jī)制,通過使用這些原語和機(jī)制,執(zhí)行體可以構(gòu)造許多操作系統(tǒng)的高級(jí)功能。WindowsNT采用客戶/服務(wù)器模型,它把操作系統(tǒng)分成若干進(jìn)程,其中每個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的一套服務(wù),每一種服務(wù)對應(yīng)一個(gè)服務(wù)器,每個(gè)服務(wù)器運(yùn)行在用戶態(tài),并執(zhí)行一個(gè)循環(huán),以檢查是否有客戶對該項(xiàng)服務(wù)的請求。這樣,每個(gè)服務(wù)器的內(nèi)存受NT執(zhí)行體的虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的保護(hù),不受其他進(jìn)程的影響。在WindowsNT中引進(jìn)了線程的概念,引進(jìn)線程概念的主要目的
19、是為了方便而有效地實(shí)現(xiàn)并行性。WindowsNT的虛擬存儲(chǔ)管理系統(tǒng)為每一個(gè)進(jìn)程提供了一個(gè)很大的虛擬地址空間,并打破了分段模式下用戶程序所受的64KB內(nèi)存的限制,采用了請求分頁的虛擬存儲(chǔ)管理方案。WindowsNT在I/O管理上別具特色,它建立了統(tǒng)一、一致的高層界面I/O設(shè)備的虛擬界面,把所有的讀寫數(shù)據(jù)都看成是直接送往文件的字節(jié)流。WindowsNT網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),不像傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)那樣幾乎全都是在一個(gè)多任務(wù)的傳統(tǒng)操作系統(tǒng)上附加一個(gè)網(wǎng)絡(luò)軟件層而成。WindowsNT的網(wǎng)絡(luò)軟件不再作為操作系統(tǒng)的一個(gè)附加層來運(yùn)行,而是作為NT執(zhí)行體內(nèi)部的一個(gè)重要組成部分,即網(wǎng)絡(luò)功能包含于操作系統(tǒng)中。首先,Windo
20、wsNT的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是作為NT執(zhí)行體的I/O系統(tǒng)中的一個(gè)組件而嵌入系統(tǒng)內(nèi)部的。其次,在WindowsNT中的網(wǎng)絡(luò)組件將直接利用WindowsNT內(nèi)部的系統(tǒng)功能。在WindowsNT中,把內(nèi)裝網(wǎng)絡(luò)的組成部分(轉(zhuǎn)發(fā)程序和服務(wù)程序)設(shè)計(jì)成一個(gè)文件系統(tǒng)服務(wù)器,并運(yùn)行于核心態(tài),它可以直接調(diào)用NT執(zhí)行體的其他部件的功能。 1多道程序設(shè)計(jì)的硬件基礎(chǔ)是什么?答案:操作系統(tǒng)的作用在于提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率,增強(qiáng)系統(tǒng)的處理能力和方便用戶使用,多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)正是在單機(jī)系統(tǒng)中為達(dá)到“提高系統(tǒng)效率和增強(qiáng)系統(tǒng)處理能力”的目的而提出的。從操作系統(tǒng)的發(fā)展看,CPU速度的大大提高,各種I/O設(shè)備與CPU間速度不匹配矛盾日益突出,
21、所以,多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件。2簡述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通道的種類及作用和采用通道技術(shù)的好處是什么?答案:通道按信息交換方式和連接的設(shè)備類型不同分為三種類型:(1)字節(jié)多路通道。它是為連接大量慢速設(shè)備(如輸入機(jī),打印機(jī))而設(shè)置的,它以字節(jié)為單位交叉地工作;(2)選擇通道。它用于連接磁帶、磁盤、磁鼓等快速設(shè)備,以成組方式工作;(3)數(shù)組多路通道。它的實(shí)質(zhì)是對通道程序采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的硬件實(shí)現(xiàn)。通道作用:通道又稱I/O處理機(jī)它能完成主存儲(chǔ)器和外設(shè)之間的信息傳輸,并與中央處理器CPU并行操作,使CPU與I/O設(shè)備速度不匹配的矛盾得到一定的緩和。采用通道技術(shù)的好處:采用通道技術(shù)解決了I/
22、O操作的獨(dú)立性和各部件工作的并行性,把CPU從繁瑣的輸入輸出操作中解放出來,能實(shí)現(xiàn)CPU與通道的并行操作,而且通道與通道間也能實(shí)現(xiàn)并行操作,各通道上的外設(shè)也能實(shí)現(xiàn)并行操作,從而大大提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率。什么是對象?什么是對象類?對象的結(jié)構(gòu)如何?答案:對象是個(gè)抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),WindowsNT采用對象模型。在WindowsNT中用以表示所有資源。在對象模型中,對象是數(shù)據(jù)和相關(guān)操作的封裝體。它把數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的屬性以及施加于數(shù)據(jù)上的操作等三個(gè)成分組裝在一起成為一個(gè)對象。對象將數(shù)據(jù)和操作封裝起來,使外界無法了解其內(nèi)部細(xì)節(jié)以及是如何實(shí)現(xiàn)的,從而體現(xiàn)了很好的信息隱蔽性。因此無論是完善、擴(kuò)充對象的功能,還是修改
23、對象的實(shí)現(xiàn),其影響僅局限于對象的內(nèi)部,不會(huì)影響外界。這就大大增強(qiáng)了操作系統(tǒng)的易維護(hù)性。對象類是具有相同特性的一組對象;對象是對象類中的一個(gè)具體實(shí)例。在WindowsNT中,對象用來表示資源,而對象類是描述資源類型的。每個(gè)WindowsNT對象都屬于一個(gè)特定的對象類。對象類決定對象包含的數(shù)據(jù)和能應(yīng)用于對象的本機(jī)系統(tǒng)服務(wù)。每個(gè)對象的結(jié)構(gòu)分為兩部分:對象頭和對象體,對象管理程序控制對象頭,其他執(zhí)行體組成部分控制它們自己創(chuàng)建的對象。2.什么是線程?它由哪幾部分組成?WindowsNT引入線程的目的是什么?答案:關(guān)于線程有不同的定義。例如,“一個(gè)執(zhí)行單元”,“一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器”,“進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)可調(diào)度
24、實(shí)體”。正如進(jìn)程在邏輯上表示操作系統(tǒng)所必須做的作業(yè)一樣,線程表示為完成該作業(yè)的許多可能的子任務(wù)之一。一個(gè)線程的基本組成部分是:(1)一個(gè)惟一的標(biāo)識(shí)符,稱之為客戶ID。(2)描述處理器狀態(tài)的一組寄存器的內(nèi)容。(3)兩個(gè)棧,分別用于用戶態(tài)和核心態(tài)下執(zhí)行。(4)一個(gè)私用存儲(chǔ)區(qū)。WindowsNT引進(jìn)線程的主要目的是為了更有效地實(shí)現(xiàn)并行性。引入線程的概念為WindowsNT帶來了如下好處:(1)通過線程可方便而有效地實(shí)現(xiàn)并行性。進(jìn)程可創(chuàng)建多個(gè)線程來執(zhí)行同一程序的不同部分。(2)創(chuàng)建線程要比創(chuàng)建進(jìn)程更快,而且只需很小的開銷。因?yàn)樗芯€程除棧和寄存器內(nèi)容外共享同一主存,不需特殊的數(shù)據(jù)傳送機(jī)制(如發(fā)消息),
25、一個(gè)線程只需簡單地把輸出寫入主存,另一線程可以讀出作為輸入,而且進(jìn)程的資源對其線程均可用。(3)創(chuàng)建多線程的進(jìn)程,對多個(gè)客戶同時(shí)提出服務(wù)請求時(shí)的回答也十分有利。因?yàn)榉?wù)器程序只被裝入主存一次,就可使每個(gè)客戶的服務(wù)請求分別由一個(gè)獨(dú)立的服務(wù)器線程,通過執(zhí)行適當(dāng)?shù)姆?wù)器功能,并行地為客戶作出回答。1簡述一下WindowsNT中對象、進(jìn)程和線程之間的聯(lián)系與區(qū)別。答案:對象、進(jìn)程和線程是組織和構(gòu)造WindowsNT的三個(gè)基本元素,對象是一個(gè)抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),WindowsNT用它來描述資源。從這個(gè)意義來說,對象是構(gòu)造WindowsNT的三個(gè)基本元素中的一個(gè)非活動(dòng)部分。進(jìn)程和線程是構(gòu)造操作系統(tǒng)的兩個(gè)活動(dòng)部分
26、,兩者之間的關(guān)系如下:(1)線程是進(jìn)程的一個(gè)組成部分。每個(gè)WindowsNT進(jìn)程在創(chuàng)建時(shí)只有一個(gè)線程,需要時(shí)這個(gè)線程可以創(chuàng)建其他線程。(2)進(jìn)程的多線程都在進(jìn)程的地址空間活動(dòng)。(3)資源是分給進(jìn)程的,而不是分給線程的,并且系統(tǒng)還為分給進(jìn)程的資源規(guī)定了配額。(4)調(diào)度的基本單位是線程。線程之間競爭處理機(jī)。真正在處理機(jī)上執(zhí)行的是線程(從某種意義上來說,進(jìn)程不干活,它只讓線程工作),線程在執(zhí)行中需要資源時(shí),系統(tǒng)從進(jìn)程的配額中扣除并分配給它。(5)線程在執(zhí)行過程中,需要同步。在不同進(jìn)程的線程間的同步要用消息傳遞機(jī)制,消息傳遞中要用到進(jìn)程的資源端口(端口也是對象,端口中有消息隊(duì)列)。因此,通信的是線程,
27、使用的資源卻是進(jìn)程的(服務(wù)器進(jìn)程可以創(chuàng)建多端口,以利于多線程通信)。2試說明WindowsNT的進(jìn)程管理程序的作用是什么?并舉例說明進(jìn)程和線程的創(chuàng)建過程。答案:WindowsNT的進(jìn)程管理程序的主要作用是:創(chuàng)建和終止進(jìn)程和線程,掛起線程的執(zhí)行,存儲(chǔ)和檢索進(jìn)程和線程的信息。在WindowsNT中進(jìn)程和線程的創(chuàng)建過程如下:(1)客戶進(jìn)程用創(chuàng)建原語創(chuàng)建進(jìn)程,例如Win32子系統(tǒng)用CreatProcess(),POSIX子系統(tǒng)用fork()。(2)客戶進(jìn)程通過發(fā)送消息給相應(yīng)的服務(wù)器進(jìn)程(某環(huán)境子系統(tǒng))。(3)服務(wù)器進(jìn)程調(diào)用NT執(zhí)行體的進(jìn)程管理程序?yàn)橹畡?chuàng)建一個(gè)NT本機(jī)進(jìn)程。在此過程中,進(jìn)程管理程序調(diào)用N
28、T執(zhí)行體的對象管理程序?yàn)樵撨M(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程對象。(4)進(jìn)程創(chuàng)建后,進(jìn)程管理程序返回一個(gè)句柄給進(jìn)程對象。(5)環(huán)境子系統(tǒng)取得該句柄,并生成客戶應(yīng)用程序所期望的適合本環(huán)境的返回值。(6)環(huán)境子系統(tǒng)又調(diào)用NT的進(jìn)程管理程序?yàn)橐褎?chuàng)建的新進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)線程??偟膩碚f,NT執(zhí)行體中的進(jìn)程只不過是對象管理程序所創(chuàng)建和刪除的對象。從這個(gè)意義上說,進(jìn)程管理程序的主要工作是定義了放在進(jìn)程對象體中的屬性,并提供檢索和改變這些屬性的系統(tǒng)服務(wù)。論述 (2004-3-25 15:14:00) 115.簡述進(jìn)程調(diào)度方式有哪兩種?答案:答案:所謂進(jìn)程調(diào)度方式,是指一個(gè)進(jìn)程正在處理機(jī)上運(yùn)行時(shí),若有某個(gè)更為緊迫或更為重要的進(jìn)程需要
29、進(jìn)行處理,或者說,如果有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列時(shí),系統(tǒng)如何分配處理機(jī)的問題。通常有兩種調(diào)度方式:(1)非搶占式:這種方式是讓原先正在運(yùn)行的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行,直至該進(jìn)程完成或發(fā)生某種事件(如I/O請求),才主動(dòng)放棄處理機(jī);(2)搶占式:現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程在運(yùn)行過程中,如果有重要或緊迫的進(jìn)程到達(dá)(其狀態(tài)必須為就緒),則現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程將被迫放棄處理機(jī),系統(tǒng)將處理機(jī)立即分配給新到達(dá)的進(jìn)程。2簡述進(jìn)程的三種基本調(diào)度狀態(tài)答案:進(jìn)程可經(jīng)歷三種基本調(diào)度狀態(tài),它們是:(1)運(yùn)行狀態(tài)(running)。進(jìn)程已獲得必要的資源,并占有一臺(tái)處理機(jī),處理機(jī)正在執(zhí)行該進(jìn)程的程序;(2)就緒狀態(tài)(ready)。如果進(jìn)程已具備了運(yùn)行條件,但由于處理機(jī)正被其他進(jìn)程占用,暫時(shí)還不能運(yùn)行而等待分配處理機(jī),則稱該進(jìn)程處于就緒狀態(tài),有時(shí)也稱為可運(yùn)行狀態(tài);(3)阻塞狀態(tài)(blocked)。進(jìn)程在運(yùn)行過程中,因等待某一事件(如I/O操作完成)而暫時(shí)不能運(yùn)行的狀態(tài),稱為阻塞狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,即使處理機(jī)空閑,也無法使用,故也稱為不可運(yùn)行狀態(tài)。進(jìn)程的各種調(diào)度狀態(tài),可以依據(jù)一定的條件而發(fā)生變化。處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程可能因等待某事件的發(fā)生而變成阻塞狀態(tài)(如等待輸入輸出操作結(jié)束);相應(yīng)事件發(fā)生后(如輸入輸出操
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