第四章服务器操作系统.pdf

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第四章服务器操作系统
4.1网络操作系统的特点
4.1.1单机操作系统
计算机由硬件和软件构成，硬件是构成计算机的物理器件，软件是使用硬件的完成用户需求的程序及相
关文档。在软件系统中其中其核心就是操作系统，它用于协助用户方便使用计算机。常见的操作系统可分为:
单机操作系统和网络操作系统。
1.操作系统的定义
它是用户与计算机之间的接口，使用户可以方便地使用、管理计算机。
2.操作系统的管理功能
它提供了以下主要四个功能:
1)进程管理
进程指正在运行的程序(软件),程序的运行主要通过CPU执行，因此进程管理主要是对CPU的管理（90
页）。CPU在某时刻只能做一件事件，在多任务操作系统中，CPU交替去做多件事情，做完这件事件
再去做另一件事情，它同时做好几件事，这就需要操作系统来协调各进程对CPU的使用。简单来说，
进程管理：主要用于起动应用软件和协调各应用软件之间的运行。
在单用户单任务的操作系统DOS中，一次只能执行一个程序，它用EXEC函数来起动一个程序(软
件)（90页）,等到这处程序(软件)执行结束才可用EXEC启下一个程序(软件)
在多用户多任务的操作系统Windows和OS/2中,一次可同时运行多个程序(软件),它用CreateProess来
起动一个程序(软件)（90页）,由于它可重复使用所以一次可同时起动运行多个程序（软件）。此函
数被保存在KERNEL32.DLL动态链接库中。
2)内存管理
内存主要用于存储当前正在运行的程序。在单用户单任务的操作系统DOS中，因为它工作在实模式
下，只使用1M内存就可以了。在多用户多任务操作系统Window和OS/2中，它工作在保护模式下，
可以使用1M以上的内存，甚至当物理内存不够可以借助外存来扩展内存空间。
3)文件I/O管理
主要用于对文件的存储、读取、关闭等操作进行管理。在文件管理中如果在不同的目录是可以文件
重名的情况，但如果我们同时打开两个在不同目录同名的文件时，就无法来区别打开的两个文件，
所以需要单独规定一个可以唯一标识文件的标号，这就是文件句柄（91页）（filehandle）。
在DOS中通过文件系统是FAT(文件分配表)，来记录文件的存放位置（91页）
在Window中通过虑拟文件表VFAT,来记录文件的存放位置（91页）
在OS/2中通过高性能文件系统HPFS，来记录文件的存放位置（91页）
4)设备I/O管理
为了能有机地将各设备连到一起，协助程序完成我们的要求，就需要操作系统来协助和管理各设备。
在DOS中没有一个设备的高级驱动程序，都采用最基本驱动，就是BIOS提供的在Window中要提
供各设备的高级驱动程序
3.操作系统的结构
操作系统通常有4类组件:驱动程序、内核、接口库和外围组件（91页）。
驱动程序是最底层的、直接控制和监视各类硬件的部分，职责是隐藏硬件的具体细节，并向其他部分提
供一个抽象的、通用的接口。
内核是操作系统的核心部分，运行于最高特权级，负责提供基础性、结构性的功能。
接口库是一系列特殊的程序库，是最靠近应用程序的部分，职责是把系统所提供的基本服务包装成应用
程序能够使用的应用编程接口(ApplicationProgrammingInterface，API)。
外围组件是指操作系统中除以上3类以外的所有其他部分，通常是用于提供特定高级服务的组件。
这些组件在操作系统中的不同布局，也就形成了操作系统的几种结构。常见的结构包括：简单结构、层

/编辑：张德鹏
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次结构、微内核结构、垂直结构和虚拟机结构。
(1)简单结构
很多早期操作系统都没有清晰的整体结构，系统中的各个部分混杂在一起。这些操作系统往往是由很小
的实验性的项目逐步演化而来的，因而宏观结构的特点就是没有结构。
MS—DOS就是一个很好的例子，当时的设计目标是在比较有限的硬件资源上运行比较有限的应用程序，
因而模块之间的相对独立性几乎被忽略。早期的UNIX因为受限于当时的硬件能力，也是采用非常简单的结
构，该结构也很快成为UNIX发展的瓶颈。采用这种简单结构的操作系统还包括早期的PalmOS以及很多其
他的嵌入式操作系统。
(2)内核结构
内核(kernel)是操作系统最核心、最基础的组件，因而内核结构往往对操作系统的外部特性以及应用领域
有着一定程度的影响。尽管操作系统的高层特性与内核结构之闻的耦合有日趋缩小的趋势，但习惯上内核结
构仍然是操作系统分类的常用标准。
内核的结构可以分为单内核、微内核、超微内核以及外核等。
单内核结构是操作系统中各核心部件混居的形态，该结构的历史最长，是操作系统内核与外围