多处理操作系统

多处理器系统多处理器计算机能同时执行多重任务，操作系统按时序安排任务，并且用可获得的处理器来执行多线程程序。

多处理机系统

广义上说，使用多台计算机协同工作来完成所要求的任务的计算机系统都是多处理机系统。

传统的狭义多处理机系统的作用是利用系统内的多个CPU来并行执行用户的几个程序，以提高系统的吞吐量或用来进行冗余操作以提高系统的可靠性。多个处理机(器)在物理位置上处于同一机壳中，有一个单一的系统物理地址空间和每一个处理机均可访问系统内的所有存储器是它的特点。

多处理机操作系统，目前有三种类型：

1 主从式(master-slave)主从式操作系统由一台主处理机记录、控制其它从处理机的状态，并分配任务给从处理机。例如，Cyber-170就是主从式多处理机操作系统，它驻留在一个外围处理机Po上运行，其余所有处理机包括中心处理机都从属于Po。另一个例子是DEC System 10，有两台处理机，一台为主，另一台为从。操作系统在主处理机上运行，从处理机的请求通过陷入传送给主处理机，然后主处理机回答并执行相应的服务操作。主从式操作系统的监控程序及其提供服务的过程不必迁移，因为只有主处理机利用它们。当不可恢复错误发生时，系统很容易导致崩溃，此时必须重新启动主处理机。由于主处理机的责任重大，当它来不及处理进程请求时，其它从属处理机的利用率就会随之降低。主从式的特点：主从式操作系统有如下特点： A.操作系统程序在一台处理机上运行。如果从处理机需要主处理机提供服务，则向主处理机发出请求，主处理机接受请求并提供服务。不一定要求把整个管理程序都编写成可重入的程序代码，因为只有一个处理机在使用它，但有些公用例程必须是可重入的才行。 B.由于只有一个处理机访问执行表，所以不存在管理表格存取冲突和访问阻塞问题。 C.当主处理机故障时很容易引起整个系统的崩溃。如果主处理机不是固定设计的，管理员可从其他处理机中选一个作为新主处理机并重新启动系统。D.任务分配不但容易使部分从处理机闲置而导致系统效率下降。 E.用于工作负载不是太重或由功能相差很大的处理机组成的非对称系统。 F.系统由一个主处理机加上若干从处理机组成，硬件和软件结构相对简单，但灵活性差。

2、独立监督式(separate supervisor)独立监督式与主从式不同，在这种类型中，每一个处理机均有各自的管理程序(核心)。采用独立监督式操作系统的多处理机系统有IBM 370/158等。独立监督式的特点： A.每个处理机将按自身的需要及分配给它的任务的需要来执行各种管理功能，这就是所谓的独立性。 B.由于有好几个处理机在执行管理程序，因此管理程序的代码必须是可重入的，或者为每个处理机装入专用的管理程序副本。 C.因为每个处理机都有其专用的管理程序，故访问公用表格的冲突较少，阻塞情况自然也就较少，系统的效率就高。但冲突仲裁机构仍然是需要的。 D.每个处理相对独立，因此一台处理机出现故障不会引起整个系统崩溃。但是，要想补救故障造成的损害或重新执行故障机未完成的工作非常困难。 E.每个处理机都有专用的I/O设备和文件等。 F.这类操作系统适合于松耦合多处理机体系，因为每个处理机均有一个局部存储器用来存

放管理程序副本，存储冗余太多，利用率不高。 G.独立监督式操作系统要实现处理机负载平衡更困难。

3、浮动监督式(floating supervisor)每次只有一台处理机作为执行全面管理功能的“主处理机”，但根据需要，“主处理机”是可浮动的，即从一台切换到另一台处理机。这是最复杂、最有效、最灵活的一种多处理机操作系统，常用于对称多处理机系统(即系统中所有处理机的权限是相同的，有公用主存和I/O子系统)。浮动监督式操作系统适用于紧耦合多处理机体系。采用这种操作系统的多处理机系统有IBM 3081上运行的MVS，VM以及C·mmp上运行的Hydra，等等。浮动监督式的特点： A.每次只有一台处理机作为执行全面管理功能的“主处理机”，但容许数台处理机同时执行同一个管理服务子程序。因此，多数管理程序代码必须是可重入的。

B.根据需要，“主处理机”是可浮动的，即从一台切换到另一台处理机。这样，即使执行管理功能的主处理机故障，系统也能照样运行下去。

C.一些非专门的操作（如I/O中断）可送给那些在特定时段内最不忙的处理机去执行，使系统的负载达到较好的平衡。

D.服务请求冲突可通过优先权办法解决，对共享资源的访问冲突用互斥方法解决。

E.系统内的处理机采用处理机集合概念进行管理，其中每一台处理机都可用于控制任一台I/O设备和访问任一存储块。这种管理方式对处理机是透明的，并且有很高的可靠性和相当大的灵活性。

分布式操作系统（Distributed Operating System）负责管理分布式处理系统资源和控制分布式程序运行。它和集中式操作系统的区别在于资源管理、进程通信和系统结构等方面。它是一种特殊的多处理器计算机系统。各处理器通过网络构成统一的系统。系统采用分布式计算结构，即把原来系统内中央处理器处理的任务分散给相应的处理器，实现不同功能的各个处理器相互协调，共享系统的外设与软件。这样就加快了系统的处理速度，简化了主机的逻辑结构。

多处理机操作系统（Multiprocessors Operating System）一般应用于并行处理机。并行处理机又叫SIMD计算机。它是单一控制部件控制下的多个处理单元构成的阵列，所以又称为阵列处理机。多处理机是由多台独立的处理机组成的系统。

对于这两者的区别可以简单的理解为：分布式操作系统是为网络计算机设计的；而多处理机操作系统是为并行处理机设计的。

两者各有利弊：

分布式操作系统优点：利用分布式计算，以及灵活的配置，最大限度利用网络上的计算资源。缺点：过分依赖网络，一旦网络出现问题，很可能导致计算出现各种问题；容易造成对保密数据的非法访问。

多处理机操作系统优点：允许多个进程同时运行在多个处理机上，对于大型计算任务，相对单处理机，性能有较大的提升。缺点：处理器的数量不可以随意增加，即计算能力有上限。

随着网络的飞速发展，分布式操作系统，或者说以类似“云计算”的方式存在，并广为应用。