Java操作标准系统andJavaStation

1、Java操作系统1引言Java操作系统(JavaOS)是一个优化运 行的Java新平台。JavaOS使Java应用程 序直接运行在硬件平台上，而不需要宿主 操作系统。JavaOS是运行Java applet和应用程序 的Java平台。不需要宿主姦作系统(Host Operation System)的支持，JavaOS 实现 了 Java虚拟机。2 Java宿主操作系统和JavaOS宿主操作系统必须提供下列功能：(1) 多线程支持。(2) 内存分配。(3) 抽象窗口工具(AWT)的窗口和图 形支持。(4) 标准网络协议。Java核包括Java虚拟机需要的低级功 能，这些功能分为下列几类：引导区；

2、例外处理；线程；(4)内存管理；(5)监控；(6)文件系统；(7)定时；(8)本地码库管理；(9)中断；(10)DMA o(11)调试；(12)多平台管理。Java平台提供的每一项主要性能,都 直接或间接地对宿主操作系统提岀相应要 求。许多语言和实用方面的类，都假设可以 从宿主操作系统得到所需的服务。为支持Java运行时的多线程，宿主 操作系统必须至少要提供基本的上下文切 换的支持。如果系统对线程支持较好，性能 会相应提高。虽然Java运行时自己管理存 储器中的堆，包括对无用存储单元的收集, 但它仍然需要其它机构分配供它管理的内 存。抽象窗口工具提供了一个抽象的图形用户接口，但它依赖于特定的宿

3、主操作系 统来实现基本的窗口和图形。网络方面的 类为在Internet和Intranet上编写程序 提供了便利，但也依赖宿主系统实现一组 标准网络协议。另外，和文件有关的输入输出的类要 假设有一个基础的文件系统；Java Applets也假设该计算机有键盘、鼠标、 显示器之类的设备驱动程序。有宿主操作系统的Sva结构图如下：HotJavaAWTClassesNet and 10ClassesSolarisJavaAPIFoundationClassesHardwareHost System (Windows MacOSI Java code图有宿主操作系统的JVHotJavaJavaAPIFo

4、undationClasses11 AWT |11 Classes INet and 10ClassesI NFS Client IJavaOS ! TCP :Windows 上UDPI Java OSGraphicsIPI Ethernet I iKeyboa rdii Mouse IJava Virtual MachineBooting, traps, interrupts. threadsi Java codeC and assembler codeHardware图无宿主操作系统Jam3 JavaOS与传统的操作系统JavaOS与传统操作系统的不同之处主要是：(1) 不需要文件系统；(

5、2) 不需要虚拟内存；(3) 不需要分离的地址空间；(4) 除Java语言外，不支持其它程序设 计语言；(5) 没有自己的系统调用集；JavaOS与传统操作系统的相同之处 主要是：(1) 是引导启动的；(2) 支持口令保护登录特性；(3) 次可安全运行几个applets；(4) 包括若干设备驱动程序；(5) 使用标准网络协议通讯；(6) 有它自己的窗口系统；(7) 有应用程序接口 (API)；(8) 能执行成千上万个已编写好的 applets和应用程序；(9) 支持同时执行多个Java线程。4 JavaOS 特性JavaOS的优点主要有：使用最小的内存。(2) 提供了简单、低价、快速的引导系

6、统。(3) 代码是易调试、可移植和动态可扩 展的。(4) 容易安装和维护。目前JavaOS是基于JDK1.0版(Java开发工 具集)。一些主要性能将被增加到未来的 JavaOS版本中。包括：(1) 新的Java平台应用程序接口 (API)；(2) 设备驱动接口；(3) 增强的窗口和图形构件；(4) 增强的网络协议；JavaOS适用于下列几种设备：(1) Intranet 计算机；(2) Internet 计算机;(3)嵌入式设备；JavaOS存在的问题主要是：性能、成 熟性、稳定性、国际化能力、字体支持， 以及缺乏设备驱动程序接口等方面。5结束语一种新的网络计算机一JavaStation 1

7、引言Java是Internet上的世界语，是一种 跨平台的、适合于网络计算环境的面向对 象程序设计语言。Java语言具有简单性、 面向对象、分布性、编译和解释性、鲁棒 性、安全性、中性的体系结构、可移植性、 高性能、多线程性和动态性等特点。目前，在世界范围内，引起了一股Java和 网络计算机热。网络就是计算机。网络计算机是一整套基 于网络计算和通信方面开放标准的设备。 它为在商业企业、教育机构、消费者和发 展中国家中的范围广泛的用户，提供价格 低廉的InternetAVorld Wide Web访问和应 用。网络计算机能够通过网络，从服务器上自 动下载大部分或者全部所需软件。作为一 个网络计算

8、机用户,不必再担心磁盘备份， 或者文件恢复之类的问题，而且能够从任 何地点访问所需的信息一一而不仅仅是从 自己的PC上。数据加密技术被用于确保 保密性和安全性。由于软件和文件存储在 服务器上，而不是在单独的PC机上，故 可一直获得任何事物的最新版本从数 据到应用软件，实际上消除了复杂、昂贵 的软件获取、安装、管理和维护任务。JavaStation是美国Sun公司推出的一 种新的网络计算机，又称瘦客户机，代表 了计算机的主要变化，为软件开发者提供 了新的挑战和机遇。JavaStation仅仅运行 纯JV代码，包括操作系统，它是一个真 正的网络计算机。它为开发者提供唯一的 一个Java平台，用以完

9、成Intranet计算方 案。这种网络计算机价格低，在台式系统 上不需要进行管理，而且是为优化计算 Java的平台。JavaStation运行的操作系统是实现了 Java虚拟机的JavaOS,使用的浏览器是 Sun的HotJava,其桌面环境允许访问的内 容范围是很广的，包括终端仿真程序， Windows应用程序，当然还有Java应用程 序。JavaStation充分利用网络的优势，没 有硬盘、软盘和CD-ROM,它所运行的操 作系统及一切应用软件都通过网络下载到 本地机内存中执行。这对管理人员来说， 安装和管理均很简单。只要把JavaStation 连入网络上，软件就可以自动分配，不需 要进

10、行本机管理。引导、管理和数据存储 都是由支持大量JavaStation系统的服务器 完成的。Java语言内置安全性可确保安全 且无病毒的应用。由于整个设备都是现场 可更换的，因此不需要维护。仅仅懂得Java语言是不足于有效开发网 络计算软件。新的环境需要新的体系结构 和程序设计技术。2 JavaStation的硬件特性JavaStation是主要设计为Intranet(或 Internet)应用的网络计算机。它的主要硬件 特性是：(1) SPARC 高性能 CPU；(2) 加速图形卡(1MB VRAM, 8位彩 色)；(3)监视器14 800x600x75Hz或1024x768x60Hzo17

11、 800x600x75Hz或1024x768x75Hzo(4)内存可能的配置为：8, 16, 32, 40, 64MBo(5)硬件接口 一个串行I/O接口，一个网络接口，内置 声卡和耳机连接器；JavaStation第一版的硬件能力，主要 是基于目前市场的考虑。JavuOS在 JavaStation上实现Java的运行。JavaStation(第一代产品)没有硬盘、软 驱，只配有SPARC芯片和内存。通过服 务器引导并载入JavoOS之后，它就可以 成为独立运行的网络终端设备。 JavaStation可运行服务器上的JavaOS和 Java应用。它具有很强的处理性能，并架 构在3W基础之上。与

12、传统PC机相比， JavaStation更安全且易于管理。3 JavaStation 的优点q 1 倉辛枠降何目前软活开发很复杂，复杂性是由于开发 工程的大小、规模、特性、面向市场的考 虑等。JavaStation,特别是Java语言,可 在几个层次上帮助用户降低复杂性。(1) 传统的数据模型，要在客户机 (Client)和服务器(Server)之间划分数据，即 那些数据在客户机上，那些在服务器上。 JavaStation为企业应用提供了一条清楚的 划分线。“瘦客户机”模型简化了这种划 分，且使特性增加变得容易。(2) 因为Java字节码能被动态的装入 运行，应用程序能在服务器上被升级，而 不

13、用考虑软件的版本。许多软件升级问题 不存在了。目前软件升级费用是很大的。(3) 容易扩充，易在网络环境中增加一 个工作站，即一个网络节点。3.2费用降低JavaStation性能价格比高。因Intranet 的“瘦客户机”模型，Java代码的运行费 用低。Java语言是一个发展的语言，易学 易用且强大，它降低了初始实现和集成到 服务器上的费用。Java语言面向对象的特 性，使Java程序本身易扩展，通过构件重用，易集成新的特性。3.3安全性提咼JavaStation利用和遵守Java语言的安 全性模型o JavaStation通过JqvqOS支持所 有的Java语言安全特性，包括字节码校 验，

14、严格的类型，垃圾回收等。这些内置的安全性使JavaStation用一个非 常安全的方式执行Java应用程序。3.4可靠性提高 软件版本问题变得简单了。因软件不匹配 等问题影响小了。可用的应用程序不必严 格限制在特定用户上。3.5 一次写成，到处可用4 JavaStation 设计、编写的应用程序将 能运行在任何其它Java平台上。3.6加速软件开发软件开发时间的减少主要有两个原因:(l)Java语言的特性，面向对象特性，强类型检查,自动内存管理，例外处理能力等。(2) JavaStation的动态装入字节码运 行。这允许开发者自由开发、发布代码。 最终结果是更加迅速，交互开发和发布新 特性给用

15、户。4 JavaStation系统结构问题4.1 Applet和应用程序Java applet和应用程序是Java程序的 两种基本类型。applet可以嵌入到一个 HTML页中，并且当这个页被一个Java兼 容的浏览器(如HotJava, Explorei等)调入 时开始执行。而一个应用程序并不需要在 浏览器中运行，它可以使用一个单独的解 释器从命令行中被执行。从系统结构的观点来看，Java applet和应 用程序是两种不同的启动执行方式。应用 设计者可选择支持两种启动方式的方案， 或是一个混合方案。4.2 纯 JavaJavaStation平台是一个纯Java执行环 境。其它语言(本地方法

16、)，DLLs, ActiveX 构件等，将不能在这个环境中执行。 JavaStation上的应用开发，仅能使用标准 的Java库和其它第三方提供的纯Java构 件。这些应用程序接口 (APFs)包括：(1) applet一Java applet 类；(2) awt一抽象窗口工具；(3) io输入/输出类；(4) lang一基本Java语言类；(5) net网络，URL 和 socket 类；(6) util一工具类，象时间日期，Vectors 类等；在JavaStation平台上运行的，设计良好的 Java应用程序，可保证能运行在其它Java 平台上。4.3内存限制JavaStation 最大

17、内存限制为 64MB, JavaOS 和HotJava浏览器环境需要约4MB,故约 60MB内存可为Java应用程序使用，并且, 所有在用的应用程序需要共享这块内存。 4.4非典型操作系统JavaOS是为一类网络设备设计的，象 JavaStation。这些网络设备不同于传统的 客户机系统结构，通过网络连接装入和运 行新程序。JavaOS在JavaStation上实现 Java运行。JavaOS运行的不仅可是用户级 的应用程序，也可是系统级的窗口、图形、 网络和驱动程序。传统操作系统中的许多接口，服务和支持 工具，在JavaOS中是不存在的。JavaOS 提供一个快速、简易的Java应用程序执行 环境。JawOS提供一些有用的特性，象自 动垃圾回收，内存、线程和进程监控。在JavaStation 开发应用程序，开发人员 需要考虑这些新特性及其比传统操作系统 少的服务类。4.5需要管理类的装入 类应保持小和简洁，能部分装入或按需装 入。4.6需要小的客户机构件 这不仅降低下载时间，还能提高整个应用 程序执行性能，通过给定应用需要的适当 资源。5结束语Java计算的硬件基础产品是Java客户 机（即网络计算机）和Java服务器。 JavaStation是完全为Java计算优化的，在 Java启动的网络中即