东北大学分布式操作系统课件0.ppt

分布式操作系统 东北大学软件研究所于戈2006年2月 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 2 主要参考书 DistributedSystems PrinciplesandParadigms AndrewS Tanenbaum MaartenvanSteen 清华大学出版社 2002年 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 3 其它参考书 ModernOperatingSystems 第2版 AndrewS Tanenbaum 机械工业出版社 2002 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 4 其它参考书 Solaries操作系统内核 Solaries编程指南 Linux操作系统内核 Linux编程指南 WindowsNT操作系统内核 WindowsNT编程指南 第0章操作系统回顾 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 6 0 1计算机系统结构0 2操作系统概念0 3操作系统历史0 4操作系统结构0 5操作系统调用 主要内容 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 7 0 1计算机系统结构 应用程序系统程序硬件 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 8 计算机系统结构 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 9 硬件结构 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 10 硬件结构 一台简单PC机的构件单总线结构 Monitor Bus 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 11 Pentium机系统结构 多总线结构 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 12 CPU 中央处理单元 a 三阶段流水线 管道 结构 b 超标量 superscalar CPU n 2n 1n 整形浮点逻辑 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 13 存储器 典型存储器层次结构数字为近似值 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 14 硬盘结构 扇区 磁头 柱面 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 15 内存 a 单地址空间 b 多地址空间 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 16 IO设备 I O设备分类块设备blockdevice 字符设备characterdevice特例 例如 时钟 存储映象显示器 I O设备通常由机械部件和电子部件组成电子部件称为设备控制器或适配器 Adaptor OS仅跟控制器 或通道 打交道 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 17 IO中断方式 a 启动I O设备和接受中断的步骤 b 中断处理步骤 a b 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 18 DMA方式 DMA控制器负责所有的读写操作 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 19 一台扩展的计算机隐藏了具体的硬件细节 高级的抽象为用户提供了一台容易使用的虚拟的计算机一个资源管理器每个程序分享时间每个程序分享空间 0 2操作系统概念 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 20 进程管理 进程树 processtree 进程A创建两个子进程 B和CB又创建三个子进程 D E 和F 进程 一个运行的程序 包含内核映像和上下文 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 21 进程调度与同步 a 潜在死锁 b 实际的死锁 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 22 进程间通信 IPC 连接两个进程的管道 pipe 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 23 文件管理 计算机系的文件系统结构 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 24 文件目录 a 在安装 mount floppy之前 不能访问Floppy上的文件 b 将floppy安装到b之后 Floppy上的文件成为文件系统的一部分 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 25 0 3操作系统发展历史 第一代1945 1955电子管 插件板第二代1955 1965晶体管 批处理系统第三代1965 1980集成电路 IC 和多道程序设计第四代1980 现在VLSI 个人计算机 网络操作系统 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 26 50年代计算机 CPU 控制台 打印机 纸带机 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 27 80年代计算机 日本富士通公司技术展示室 并行服务器 64个CPU 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 28 90年代计算机 美国LANL实验室6000节点的MPP计算机 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 29 TOP500List 2005 1 http www top500 org lists 2005 11 basic 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 30 性能发展趋势 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 31 操作系统的分布 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 32 早期批处理系统 第2代 将卡片装入1401机的读卡机将卡片中的程序读入磁带将磁带装入7094机 完成计算将磁带装入1401机 打印结果 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 33 FMS的JOB结构 FortranMonitorSystem 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 34 多道程序系统 第3代 内存中的三个作业 job 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 35 操作系统家族 大型机操作系统 e gIBMOS 390 服务器操作系统 e g UNIX WindowsXP 多处理机 并行计算机 操作系统分布式操作系统PC机操作系统 e gWidows 实时操作系统 e gVxWorks 嵌入式操作系统 e gWindowsCE Smartcard操作系统 e gJVM 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 36 0 4操作系统结构 单体式 monlithic 系统的结构模型主过程 处理服务过程请求服务过程 执行系统调用实用过程 支持服务过程 MainProceduresServiceProceduresUtilityProcedures 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 37 单体式结构 例 UNIX系统 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 38 层次式结构 THE操作系统结构 荷兰 E Dijkstra 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 39 虚拟机结构 VM 370系统 IBM 多道程序 CMS conversationalmonitorsystem 扩展界面计算机 virtualmachinemonitor JVM JAVA虚拟机 SUN 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 40 客户 服务器结构 微内核结构IPC机制内存管理 低级的进程管理和调度低级的IO 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 41 微内核结构 例 Windows2000 低级的进程管理和调度低级的IO 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 42 分布式客户 服务器结构 分布式系统中的客户 服务器 client server 模型位置透明性 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 43 0 5操作系统的系统调用 POSIX操作系统进程管理 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 44 文件操作 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 45 目录管理 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 46 其它的系统调用 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 47 系统调用步骤 SystemCall 共11步 完成系统调用read fd buffer nbytes 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 48 进程管理 shell语言编写的命令执行器 while TRUE 永远重复执行 type prompt 显示提示符 read command command parameters 从终端接受命令 if fork 0 fork子进程 父进程代码 waitpid 1 执行命令 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 49 内存管理 进程的三种内存段 text data stack 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 50 文件管理 在连接之前的两个目录在执行连接调用link usr jim memo usr ast note 之后的两个目录 I node 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 51 文件管理 mount之前的文件系统mount dev fd0 mnt 0 b mount之后的文件系统 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 52 Win32API调用 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 53 操作系统研究 ACMhttp www acm orgIEEEComputerSocietyputer orgUSENIXhttp www usenix org 2006 2 28东北大学软件所于戈 第0章操作系统回顾 5