第四章 网络操作系

单机操作系统
1、定义：操作系统是计算机系统的重要组成部分，它是用 户与计算机之间的接口。一般来说，单机操作系统可以定 义为这样一个系统软件，它管理着一台计算机的四个主要 操作： 进程 内存分配 文件输入输出 设备输入输出 一个操作系统为应用进程提供了一个运行环境。它通常包括 数十个、甚至上千个内置的称为函数的子程序，应用程序 通过调用这些子程序来完成基本的任务。操作系统必须为 用户提供各种简便有效的访问本机资源的手段；并且合理 地组织系统的工作流程，以便有效的管理系统。为实现这 些基本功能，需要在操作系统中建立各种进程，编写不同 的功能模块，并按层次结构的思想，将这些功能模块有机 的组织起来，以完成处理器管理、内存管理、文件系统管 理、设备管理与作业控制等主要功能。
5、设备I/O是操作系统的又一个重要角色。所谓设备是指键 设备I/O是操作系统的又一个重要角色 是操作系统的又一个重要角色。 鼠标以及显示卡等硬件。为了能与一个设备对话， 盘、鼠标以及显示卡等硬件。为了能与一个设备对话，程序 必须会说该设备能理解的“语言” 这些语言是由1 必须会说该设备能理解的“语言”。这些语言是由1和0组成 的数据命令。有多少设备就有多少这种命令。DOS使用的设 的数据命令。有多少设备就有多少这种命令。DOS使用的设 备驱动程序都是非常基本的，如屏幕、 备驱动程序都是非常基本的，如屏幕、硬盘和打印机的驱动 程序。这些低级子程序，通常都放在计算机BLOS的ROM中 程序。这些低级子程序，通常都放在计算机BLOS的ROM中， BLOS是所谓的基本输入输出系统 Windows和OS/2使用特 BLOS是所谓的基本输入输出系统。 Windows和OS/2使用特 是所谓的基本输入输出系统。 殊的设备驱动程序去把输入输出请求翻译成命令传给特定的 硬件设备。例如：为了在屏幕上画一条线，Windows应用程 硬件设备。例如：为了在屏幕上画一条线，Windows应用程 序在操作系统的GDI（图形设备接口） 序在操作系统的GDI（图形设备接口）中调用一个叫做 Lineto的函数 同时GDI把请求传给显示器驱动程序 Lineto的函数，同时GDI把请求传给显示器驱动程序，显示 的函数， 把请求传给显示器驱动程序， 驱动程序再把该行扫描转化1 来代表象素色彩， 驱动程序再把该行扫描转化1和0来代表象素色彩，然后把色 彩值放入显示卡的缓存中。 彩值放入显示卡的缓存中。至于如何把象素色彩放入显示卡 的缓存中，随显示卡的不同而不同，应用程序不必考虑， 的缓存中，随显示卡的不同而不同，应用程序不必考虑，因 为显示驱动程序会处理这些细节。 为显示驱动程序会处理这些细节。
第四章 网络操作系统 当我们初步了解局域网的概念和特点，并准备 把多台计算机连接起来组成网络，实现多机协 同工作、资源共享的目的时，我们就需要把目 光投向网络操作系统了。 目前比较常见的网络操作系统主要包括著名的 Unix、Novell公司的netware、microsoft公司 Unix、Novell公司的netware、microsoft公司 的windows NT server、windows for server、 workgroups,还有发展势头强劲的Linux等。 workgroups,还有发展势头强劲的Linux等。
4、文件I/O 文件I/O 文件系统是操作系统最重要的组成部分之一， 文件系统是操作系统最重要的组成部分之一，它负责管理在硬盘和其他 大容量存储设备中存储中存储文件，操作系统提供高级函数， 大容量存储设备中存储中存储文件，操作系统提供高级函数，以便应用 程序调用来生成文件，打开文件进行读写， 程序调用来生成文件，打开文件进行读写，以及完成一些文件管理的琐 例如重命名和删除等。 事，例如重命名和删除等。 从应用程序的角度看，文件I/O是一个简单的任务 是一个简单的任务。 从应用程序的角度看，文件I/O是一个简单的任务。要从一个文件读数 应用程序首先要调用操作系统函数并传送文件名， 据，应用程序首先要调用操作系统函数并传送文件名，并选一个到该文 件的路径来打开文件。该函数取回一个顺序号，即文件句柄， 件的路径来打开文件。该函数取回一个顺序号，即文件句柄，该文件句 柄对于打开是唯一的识别依据。要从文件中读取一块数据， 柄对于打开是唯一的识别依据。要从文件中读取一块数据，应用程序需 readfile 要调用函数readfile， 要调用函数readfile，兵将文件句柄在内存中的地址和要拷贝的字节数传 送给操作系统。当完成任务后， 送给操作系统。当完成任务后，再通过调用另一个操作系统函数来关闭 文件。 文件。 文件I/O进程是非常复杂的 它必须确定文件在磁盘中的哪些扇区， 进程是非常复杂的， 文件I/O进程是非常复杂的，它必须确定文件在磁盘中的哪些扇区，让 驱动控制器获取这些信息，并一个扇区，一个扇区地进行。 驱动控制器获取这些信息，并一个扇区，一个扇区地进行。这就像让一 个秘书钻进一个大房间，房间里有成千上万的文件柜， 个秘书钻进一个大房间，房间里有成千上万的文件柜，要找出一个特殊 的文件，而该文件的每一页又可能分散在成百个抽屉中， 的文件，而该文件的每一页又可能分散在成百个抽屉中，秘书必须正确 地找到抽屉，并按正确的顺序把一页页纸排好， 地找到抽屉，并按正确的顺序把一页页纸排好，而这一切只能在几毫秒 内完成。 内完成。 操作系统所以能够找到磁盘上的文件， 操作系统所以能够找到磁盘上的文件，是因为有磁盘上的文件名与存储 位置的记录。 位置的记录。
网络操作系统 网络操作系统是指能使网络上各个计算机方便而有效地共享 网络资源，为用户提供所需的各种服务的操作系统软件。 网络资源，为用户提供所需的各种服务的操作系统软件。网 络操作系统除了具备单机操作系统所需的功能外， 络操作系统除了具备单机操作系统所需的功能外，如内存管 CPU管理 输入输出管理、文件管理等， 管理、 理、CPU管理、输入输出管理、文件管理等，还应有下列功 能： 1、提供高校可靠的网络通信能力 2、提供多项网络服务功能如远程管理、文件传输、电子邮 提供多项网络服务功能如远程管理、文件传输、 件、远程打印等。 远程打印等。 因此， 因此，网络操作系统是使连网计算机能够方便而有效地共享 网络资源， 网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件与协议的 集合。网络操作系统的任务是：屏蔽本地资源的差异性， 集合。网络操作系统的任务是：屏蔽本地资源的差异性，为 用户提供各种基本网络服务功能， 用户提供各种基本网络服务功能，完成网络共享系统资源的 管理，并提供网络系统的安全性服务。 管理，并提供网络系统的安全性服务。
3、内存管理 内存管理的目标是给每一个应用程序所必需的内存， 内存管理的目标是给每一个应用程序所必需的内存，而不占用其他应用 程序的内存。DOS的内存管理非常简单 只有1MB的内存可用来编址 的内存管理非常简单， 的内存可用来编址。 程序的内存。DOS的内存管理非常简单，只有1MB的内存可用来编址。 在这1MB内存中 内存中， 384KB留给视频 留给视频RAM、适配器ROM和其他硬件使用 和其他硬件使用， 在这1MB内存中，有384KB留给视频RAM、适配器ROM和其他硬件使用， 再减去DOS本身占用的部分 只有640KB供应用程序使用 Windows和 本身占用的部分， 供应用程序使用。 再减去DOS本身占用的部分，只有640KB供应用程序使用。 Windows和 OS/2在内存管理方面做得很好 它可以管理PC上安装的所有内存 OS/2在内存管理方面做得很好，它可以管理PC上安装的所有内存，当 在内存管理方面做得很好， 上安装的所有内存， 内存不够用时，还可以从硬盘的空闲空间生成虚拟内存以供使用。 内存不够用时，还可以从硬盘的空闲空间生成虚拟内存以供使用。 Windows和OS/2的内存管理复杂 因为它运行在保护模式下。 Windows和OS/2的内存管理复杂，因为它运行在保护模式下。在这种模 的内存管理复杂， 式下，1MB可寻址内存用完后 可使用扩展内存。所以， 可寻址内存用完后， 式下，1MB可寻址内存用完后，可使用扩展内存。所以，应用程序可以 调用操作系统的内存分配函数。 调用操作系统的内存分配函数。如果系统不能提供足够的实内存来满足 一个应用程序的需要，虚拟内存管理就会介入来弥补不足。 一个应用程序的需要，虚拟内存管理就会介入来弥补不足。 Windows和OS/2内存管理的另一个方面是采取某些步骤以阻止应用程序 Windows和OS/2内存管理的另一个方面是采取某些步骤以阻止应用程序 访问不属于它的内存。 DOS中 访问不属于它的内存。在DOS中，一个应用程序可能偶然地或者有人故 意地写到其他内存中，甚至写到属于操作系统的内存中， 意地写到其他内存中，甚至写到属于操作系统的内存中，并导致系统崩 Windows和OS/2通过把应用程序限制在自己的地址空间来避免冲突 通过把应用程序限制在自己的地址空间来避免冲突， 溃。 Windows和OS/2通过把应用程序限制在自己的地址空间来避免冲突， 这些地址在逻辑上是彼此隔离的。 这些地址在逻辑上是彼此隔离的。
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4.1 网络操作系统的基本概念 网络操作系统也是由硬件和软件两部分组成，如果 用户的计算机已从物理上连接到一个局域网中， 但是没有安装网络操作系统，即网络只有系统硬 件，而没有系统软件，那么这台计算机也不可能 提供任何网络服务功能。 所谓网络操作系统，就是能利用局域网低层提供的 数据传输功能，为高层网络用户提供共享资源管 理服务，提供各种网络服务功能的局域网系统软 件。
2、进程管理 首先，操作系统必须提供一种启动进程的机制。 DOS中 首先，操作系统必须提供一种启动进程的机制。在DOS中， 该机制就是EXEC函数 函数。 Windows和OS/2中启动进程的函 该机制就是EXEC函数。在Windows和OS/2中启动进程的函 数是CreateProcess,它的代码存储在操作系统的内核里 它的代码存储在操作系统的内核里， 数是CreateProcess,它的代码存储在操作系统的内核里，当 CreateProcess在调用后几乎能立即返回 CreateProcess在调用后几乎能立即返回，以便更多的程序可 在调用后几乎能立即返回， 以被启动。因为Windows和OS/2是多任务操作系统 是多任务操作系统， 以被启动。因为Windows和OS/2是多任务操作系统，它们允 许多个程序同时运行。（并发，轮流时间片） 。（并发 许多个程序同时运行。（并发，轮流时间片） 在单任务环境中，处理器没有分时机制。当一个程序有CPU 在单任务环境中，处理器没有分时机制。当一个程序有CPU 控制权时才能运行，运行完就又交回了CPU的控制权 的控制权。 控制权时才能运行，运行完就又交回了CPU的控制权。在多 任务环境中，就不是如此简单了。 任务环境中，就不是如此简单了。操作系统必须把一大块处 理器时间轮流地分配给激活的应用程序，并使分配尽量合理， 理器时间轮流地分配给激活的应用程序，并使分配尽量合理， 以便效率更高，保证激活的应用程序都能同时运行。 以便效率更高，保证激活的应用程序都能同时运行。 Windows和OS/2的内核含有分时器 Windows和OS/2的内核含有分时器，它在激活的应用程序 的内核含有分时器， 中分配处理器时间。 Windows和OS/2进程包含一个或多个 中分配处理器时间。 Windows和OS/2进程包含一个或多个 执行线程。每隔几毫秒， 执行线程。每隔几毫秒，分时器便从当前正在执行的线程接 CPU的控制权 的控制权， 过CPU的控制权，用一种复杂的时间分配优先机制决定下一 个要执行的线程， 个要执行的线程，然后再在上次被打断的地方开始执行原来 的线程。所以，用户可以在将数据键入电子表格的同时，从 的线程。所以，用户可以在将数据键入电子表格的同时， 字处理程序打印文档或从网上下载文件。 字处理程序打印文档或从网上下载文件。