第七章操作系统的发展和安全
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① 非技术用户偶然探听 ② 内部人员窥探 ③ 窃取钱财 ④ 商业或军事间谍
■另一类安全灾害是病毒（Virus）
病毒是一段程序，它可以复制自身，通常都具有破坏性。
3．偶然数据丢失
■造成数据丢失的原因有如下三类：
①自然灾害 ②硬件或软件出错 ③人为故障
7.2.2 一般性安全机制
1. 安全措施
从安全的角度出发，计算机系统有三个总目标，也恰好对应三 种威胁。这三个总目标是:
① 数据保密所关注的问题是为保密数据保守秘密。 ② 数据完整性表示在未经主人许可的情况下，未授权用户不
能修改任何数据。 ③ 系统可用性意味着任何人不能干扰系统的正常工作。
安全环境
2．对安全的攻击
■非法入侵包括两种类型：被动入侵者和主动入侵者。 ■入侵者通常分为以下4种类型：
▲可扩充性
⑷四种多机系统的比较
• 多机系统包括四种类型：多处理器系统（Multiprocessor Systems），多计
算机系统（Multicomputer Systems），网络系统（Network Systems），
分布式系统（Distributed Systems）。
7. 云计算（Cloud computing）系统
• 未来操作系统大致应具有以下新的特征：
①更强的分布式处理能力 ②更高的安全性和可靠性 ③符合开放式模型 ④更方便的用户界面
7.2 系统安全性
7.2.1 信息安全问题
• 信息安全涉及众多方面，主要包括计算机安全和网络安全。 • “安全性（Security）”和“保护（Protection）”
1．对安全的威胁
2．应用需求扩大
应用需求促进了计算机技术的发展，也促进了操作系统的不断更新升 级。
7.1.2 现代操作系统的发展
1. 个人机操作系统
现在流行的个人机运行着两类个人机操作系统——单用户操作系统和 多用户操作系统。
⑴单用户操作系统 这类系统具有以下4个特征：
●个人使用 ●界面友好 ●管理方便 ●适于普及
▲网络操作系统的任务（或功能）应有以下四个方面：
① 网络通信 ② 资源管理 ③ 网络服务 ④ 网络管理
3.嵌入式操作Leabharlann Baidu统
⑴嵌入式系统概念
●它不以独立的物理设备的形态出现，即它没有一个统一的外观，它的 部件根据主体设备及应用的需要嵌入在该设备的内部，发挥着运算、 处理、存储及控制等作用。
●从体系结构上看，嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入 式软件组成。
第7章 操作系统的发展和安全
本章内容提要
• 操作系统发展的动力 • 现代操作系统的发展 • 系统的安全性 • 系统性能评价
7.1 现代操作系统发展概述
7.1.1 推动操作系统发展的动力
1．硬件技术更新
• 伴随计算机器件的更新换代——从电子管到晶体管、集成电路、大规 模集成电路，直至当今的超大规模集成电路，计算机系统的性能得到 快速提高，也促使操作系统的性能和结构有了显著提高。
⑵多处理器操作系统
多处理器系统中并行性是核心问题
★并行处理带来的新问题
各处理器任务的分派和调度； 处理器间的通信管理； 处理器失效的检测、诊断和校正； 并行进程对共享数据存取时的保护等。 多处理器操作系统可以有多种组织形式，但基本上有三种结构，即主从结构、对称结构和非对称结构。
5. 分布式系统
⑴分布式系统的特征
●分布性
●自治性
●并行性
●全局性
⑵分布式操作系统
分布式操作系统是配置在分布式系统上的共用操作系统。
分布式操作系统实施系统整体控制，对分布在各节点上的资源进行统 一管理，并且支持对远程进程的通信协议。
它有如下三个基本功能:
▲进程管理
▲通信管理
▲资源管理
⑶分布式操作系统的特点
▲透明性 ▲灵活性 ▲可靠性 ▲高性能
• 云计算具有以下特点：
(1) 超大规模 (2) 虚拟化 (3) 高可靠性 (4) 通用性 (5) 高可扩展性 (6) 按需服务 (7) 极其廉价
▲更多人却抱以观望的态度。这种谨慎来自于对安全问题的 考虑。
8.操作系统发展展望
• 设计一个操作系统比设计一个应用程序要困难得多，其主要原因有以 下几方面：程序量庞大、复杂；必须处理并发；既要阻止怀有敌意的 用户，又要与伙伴共享信息和资源；必须预测未来硬件和应用程序的 变化；提供系统的通用性；系统的可移植性和向后兼容性等。
★可以从不同的角度对它们进行分类
从应用领域角度 从应用范围角度 从实时性角度
4. 多处理器系统
⑴多处理器系统概念
对称多处理系统结构
●最常用的多处理器系统是对称多处理（SMP）系统
有些系统采用非对称多处理器（ASMP）系统 ▲多处理器系统的优点主要有如下三点：
◎增加吞吐量 ◎提高性能/价格比 ◎提高可靠性
• 它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，各种应用系统能够 根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务，从而使得超级计算 能力能通过互联网实现自由流通，这种资源池称为“云”。
云计算示意图
• 云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、 并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展， 或者说是这些计算机科学概念的商业实现。
⑵多用户操作系统
多用户系统除了具有界面友好、管理方便和适于普及（尤其对SCO UNIX和Linux）等特征外，还具有多用户使用、可移植性良好、功 能强大、通信能力强等优点。
2. 网络操作系统
⑴计算机网络的特征 计算机网络示意图
●分布性 ●自治性 ●互连性 ●可见性
⑵网络操作系统
计算机网络要有一个网络操作系统对整个网络实施管理，并为用户提 供统一的、方便的网络接口。 网络操作系统一般建立在各个主机的本地操作系统基础之上
• 嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件 硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 功耗严格要求的专用计算机系统。
⑵嵌入式软件系统的体系结构
⑶嵌入式操作系统
▲它同样具有操作系统在进程管理、存储管理、设备管理、处理器管理和 输入/输出管理等方面的基本功能。
▲其最大特点就是可定制性，即能够提供对内核进行配置或剪裁等功能， 可以根据应用需要有选择地提供或不提供某些功能，以减少系统开销。
■另一类安全灾害是病毒（Virus）
病毒是一段程序，它可以复制自身，通常都具有破坏性。
3．偶然数据丢失
■造成数据丢失的原因有如下三类：
①自然灾害 ②硬件或软件出错 ③人为故障
7.2.2 一般性安全机制
1. 安全措施
从安全的角度出发，计算机系统有三个总目标，也恰好对应三 种威胁。这三个总目标是:
① 数据保密所关注的问题是为保密数据保守秘密。 ② 数据完整性表示在未经主人许可的情况下，未授权用户不
能修改任何数据。 ③ 系统可用性意味着任何人不能干扰系统的正常工作。
安全环境
2．对安全的攻击
■非法入侵包括两种类型：被动入侵者和主动入侵者。 ■入侵者通常分为以下4种类型：
▲可扩充性
⑷四种多机系统的比较
• 多机系统包括四种类型：多处理器系统（Multiprocessor Systems），多计
算机系统（Multicomputer Systems），网络系统（Network Systems），
分布式系统（Distributed Systems）。
7. 云计算（Cloud computing）系统
• 未来操作系统大致应具有以下新的特征：
①更强的分布式处理能力 ②更高的安全性和可靠性 ③符合开放式模型 ④更方便的用户界面
7.2 系统安全性
7.2.1 信息安全问题
• 信息安全涉及众多方面，主要包括计算机安全和网络安全。 • “安全性（Security）”和“保护（Protection）”
1．对安全的威胁
2．应用需求扩大
应用需求促进了计算机技术的发展，也促进了操作系统的不断更新升 级。
7.1.2 现代操作系统的发展
1. 个人机操作系统
现在流行的个人机运行着两类个人机操作系统——单用户操作系统和 多用户操作系统。
⑴单用户操作系统 这类系统具有以下4个特征：
●个人使用 ●界面友好 ●管理方便 ●适于普及
▲网络操作系统的任务（或功能）应有以下四个方面：
① 网络通信 ② 资源管理 ③ 网络服务 ④ 网络管理
3.嵌入式操作Leabharlann Baidu统
⑴嵌入式系统概念
●它不以独立的物理设备的形态出现，即它没有一个统一的外观，它的 部件根据主体设备及应用的需要嵌入在该设备的内部，发挥着运算、 处理、存储及控制等作用。
●从体系结构上看，嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入 式软件组成。
第7章 操作系统的发展和安全
本章内容提要
• 操作系统发展的动力 • 现代操作系统的发展 • 系统的安全性 • 系统性能评价
7.1 现代操作系统发展概述
7.1.1 推动操作系统发展的动力
1．硬件技术更新
• 伴随计算机器件的更新换代——从电子管到晶体管、集成电路、大规 模集成电路，直至当今的超大规模集成电路，计算机系统的性能得到 快速提高，也促使操作系统的性能和结构有了显著提高。
⑵多处理器操作系统
多处理器系统中并行性是核心问题
★并行处理带来的新问题
各处理器任务的分派和调度； 处理器间的通信管理； 处理器失效的检测、诊断和校正； 并行进程对共享数据存取时的保护等。 多处理器操作系统可以有多种组织形式，但基本上有三种结构，即主从结构、对称结构和非对称结构。
5. 分布式系统
⑴分布式系统的特征
●分布性
●自治性
●并行性
●全局性
⑵分布式操作系统
分布式操作系统是配置在分布式系统上的共用操作系统。
分布式操作系统实施系统整体控制，对分布在各节点上的资源进行统 一管理，并且支持对远程进程的通信协议。
它有如下三个基本功能:
▲进程管理
▲通信管理
▲资源管理
⑶分布式操作系统的特点
▲透明性 ▲灵活性 ▲可靠性 ▲高性能
• 云计算具有以下特点：
(1) 超大规模 (2) 虚拟化 (3) 高可靠性 (4) 通用性 (5) 高可扩展性 (6) 按需服务 (7) 极其廉价
▲更多人却抱以观望的态度。这种谨慎来自于对安全问题的 考虑。
8.操作系统发展展望
• 设计一个操作系统比设计一个应用程序要困难得多，其主要原因有以 下几方面：程序量庞大、复杂；必须处理并发；既要阻止怀有敌意的 用户，又要与伙伴共享信息和资源；必须预测未来硬件和应用程序的 变化；提供系统的通用性；系统的可移植性和向后兼容性等。
★可以从不同的角度对它们进行分类
从应用领域角度 从应用范围角度 从实时性角度
4. 多处理器系统
⑴多处理器系统概念
对称多处理系统结构
●最常用的多处理器系统是对称多处理（SMP）系统
有些系统采用非对称多处理器（ASMP）系统 ▲多处理器系统的优点主要有如下三点：
◎增加吞吐量 ◎提高性能/价格比 ◎提高可靠性
• 它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，各种应用系统能够 根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务，从而使得超级计算 能力能通过互联网实现自由流通，这种资源池称为“云”。
云计算示意图
• 云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、 并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展， 或者说是这些计算机科学概念的商业实现。
⑵多用户操作系统
多用户系统除了具有界面友好、管理方便和适于普及（尤其对SCO UNIX和Linux）等特征外，还具有多用户使用、可移植性良好、功 能强大、通信能力强等优点。
2. 网络操作系统
⑴计算机网络的特征 计算机网络示意图
●分布性 ●自治性 ●互连性 ●可见性
⑵网络操作系统
计算机网络要有一个网络操作系统对整个网络实施管理，并为用户提 供统一的、方便的网络接口。 网络操作系统一般建立在各个主机的本地操作系统基础之上
• 嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件 硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 功耗严格要求的专用计算机系统。
⑵嵌入式软件系统的体系结构
⑶嵌入式操作系统
▲它同样具有操作系统在进程管理、存储管理、设备管理、处理器管理和 输入/输出管理等方面的基本功能。
▲其最大特点就是可定制性，即能够提供对内核进行配置或剪裁等功能， 可以根据应用需要有选择地提供或不提供某些功能，以减少系统开销。