网络操作系统章节总结新版教材Word格式文档下载.docx

1、【特征：及时性、实时性、高可靠性、高过载防护性】8. 网络操作系统的概念（P23 S5）基于计算机网络、在各种计算机操作系统之上按照网络体系结构协议标准设计开发的软件，它包括网络管理、通信、安全、资源共享、各种网络应用。9. 分布式操作系统的概念（P24 S6）将大量的计算机通过网络连结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享，这样的系统称为分布式系统，为分布式系统配置的操作系统称为分布式操作系统。10. 操作系统的基本功能：（1）进程（线程）管理、（2）处理机调度、（3）存储管理、（4）文件管理、（5）输入/输出管理。11. 进程管理的概念（P24 L3）进程管理主要包括进程控制、进程

2、同步和进程间通信等。【（1） 进程控制主要处理进程的创建、撤销、状态转换以及相关的进程资源分配与回收等事务；（2） 进程同步主要处理进程之间的关系，包括进程的同步和互斥；（3） 进程间通信主要处理相互协作的进程之间的信息交换问题。12. 存储管理的任务（P25 L3）存储管理的任务是管理计算机内存的资源（1） 当多个程序共享有限的内存资源时，要考虑如何为多个程序分配有限的内存空间；（2） 存放在内存中的多个程序和数据应该彼此隔离、互不侵扰；（3） 解决内存扩充的问题，即将内存和外存结合起来管理，为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储器。【第二章中的存储管理的主要任务（1）内存的分配和回收

3、（2）存储共享（3）存储保护（4）“扩充”内存容量。13. 文件管理的任务（P26 L3）其任务为有效地支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密和保护问题，以使用户方便、安全地访问文件。14. 输入/输出管理的功能（P27 L3）其功能是按照输入/输出子系统的结构和设备类型指定分配和使用设备的策略，为输入/输出操作的进程分配一条传输信息的通路，合理地控制输入/输出操作，最大程度地实现并行操作。15. 网络操作系统的结构（P27 S3）（1）整体式结构、（2）层次式结构、（3）微内核（客户机/服务器）结构。16. 网络操作系统的特点（P31 L4）（1）微内核，即运行在核心态的内核

4、；（2）以通信方式请求服务并返回结果，即运行在用户态的并以客户机/服务器方式运行的进程层。【优点：可靠、灵活、适宜于分布式处理的计算环境（即网络使用）。第二章 网络操作系统基本功能1 操作系统的用户接口（P35 S1）是为了方便用户使用计算机系统所建立的用户和计算机之间的联系，通常指软件接口，即在人机联系的硬件设备接口基础上开发的软件，也称为人机界面。【用户接口分为：（1）命令接口：联机用户接口命令行输入、图形用户接口、脱机用户接口（2）系统调用。2 命令行输入（P35 L1）即用户在控制台界面中输入一条命令，控制台就转入系统命令解释程序，对命令进行解释、执行并完成要求的功能；之后又转回到控制

5、台，用户又可以继续输入命令使计算机工作。3 脚本文件（P35 L1）即脱机用户接口是系统为脱机用户提供了命令控制语言，用户利用该语言将事先考虑到的对程序的各种可能要求写成一个批处理文件，连同相关程序等一并交给系统。4 系统调用（P36 L2）（1）是指用户在程序中调用操作系统所提供的相关功能。（2）系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口，编程人员利用系统调用，动态请求和释放系统资源；（3）调用系统中已有的系统功能来完成与计算机硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。【其主要目的：使得用户在编写程序时可以使用操作系统提供的有关设备管理、输入/出系统、文件系统和进程控制、通信以及存储管理等

6、方面功能，而不必了解系统的内部结构和有关硬件细节。引入系统调用机制可达到：（1）减轻用户负担（2）保护系统、（3）提高系统资源利用率】5 系统调用分类（P35 L2）（1）进程控制类（2）进程通信类（3）文件操作类（4）设备管理类、（5）信息维护类系统调用。6 进程的概念（P37 L3）进程是具有一定独立功能的程序在某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配的一个独立单位。【分为系统进程、用户进程。进程由程序、数据、进程控制块（PCB）组成。7 进程的特性（P38 L3）（1）独立性（2）并发性（3）动态性（4）交互性（5）异步性、（6）结构性。8 进程的状态与转换（P38 S1）进程状

7、态为：运行、就绪、等待。转换过程见P399 进程控制块PCB（P40 L3）为了便于系统控制和描述进程的活动过程，在操作系统核心中定义了一个专门的数据结构，称为PCB。【其是进程存在的唯一标志】10. 进程队列（P40 L3）为了实现对进程的管理，系统将所有进程的PCB排成若干个队列。进程队列为分：运行队列、就绪队列、等待队列。【进程队列可以用PCB的链接来形成，常见的有单向链接、双向链接】11. 进程控制（P41 L3）进程有一个从创建到消亡的生命周期，这就需要对进程在整个生命周期中各种状态之间的转换进行有效的控制，称为进程控制。【进程控制是通过进程控制原语来实现】12. 进程同步（P43

8、L3）是指进程之间一种直接的协同工作关系，一些进程相互合作共同完成一项任务。13. 进程互斥（P43）在系统中，许多进程常常需要共享资源，而这些资源往往要求排他性地使用，即一次只能为一个进程服务。因此，各个进程之间只能互斥地使用这些资源，进程间的这种关系就是进程的互斥。14. 临界区（P43）若系统中的某些资源一次只允许一个进程使用，则这类资源称为临界资源（或共享变量），而在进程中访问临界资源的那一段程序称为临界区。15. 线程的概念（P46 S2）线程是进程中的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位。【线程的属性：（1）每个线程有一个唯一的标识符和一张线程描述表；（2）不同的线程可以执行相同

9、的程序；（3）同一个进程中的各个线程共享该进程的内存地址空间；（4）线程是处理机的独立调度单位，多个线程可以并发执行；（5）一个线程在被创建后便开始了它的生命周期，直至终止。16. 死锁的概念（P48 S3）是指在多道程序系统中，一组进程中的每一个进程均无限期地等待被该组进程中的另一个进程所占有且永远不会释放的资源，这时称系统处于死锁状态。17. 处理机调度（P48 L4）也称为进程（线程）调度或低级调度。其任务是记录系统中所有进程的执行状况，根据一定的调度算法，从就绪队列中选出一个进程把CPU分配给它。18. 进程调度的基本准则（P50 S3）（1） 处理机利用率：应尽可能的使处理机处于忙碌

10、状态，提高它的使用效率；（2） 吞吐量：在单位时间内让更多的进程能完成工作，提高单位时间的处理能力；（3） 等待时间：指一段时间内进程在就绪队列中等待的总时间，尽量减少进程在就绪队列中等待的时间；（4） 响应时间：在交互式系统中对用户的请求尽快地给出应答。19. 进程调度方法（P51 L4）（1）先进先出算法FIFO、（2）时间片轮转算法RR、（3）基于优先级的调度算法HPF、（4）多级队列反馈法。20. 存储体系（P53 S4）【各种速度和容量的存储器硬件在操作系统协调之下形成了一种存储器层次结构。存储器由内存和外存组成。内存空间分为系统区、用户区】21. 内存分配的方式（P54 S4）（1

11、） 静态分配：程序要求的内存空间的分配工作可以在程序运行前一次性完成。（2） 动态分配：程序要求的内存空间的分配工作可以在程序运行前及运程过程中逐步完成。22. 地址重定位（P56）把逻辑地址转换成物理地址的工作称为地址重定位或地址转换，也称地址映射。分为静态重定位、动态重定位。23. 静态重定位（P56 L5）在装入程序时，把程序中的指令地址和数据地址全部转换成物理地址。由于地址转换工作是在程序执行前集中完成的，所以在程序执行过程中就无需再进行地址转换工作，这种地址转换方式称静态重定位。24. 动态重定位（P56 L5）在装入程序时，不进行地址转换，而是直接把程序装入到分配的主存区域中。在程

12、序执行过程中，每当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构将指令中的逻辑地址转换成物理地址。25. 虚拟存储管理（P57 L5）是由操作系统在硬件支持下对两级存储器（内、外存）统一实施管理，达到“扩充”内存的目的。呈现给用户的是一个远远大于内存容量的编程空间，即虚存。【程序运行所需的内存空间的大小可以超过实际内存的大小，操作系统把程序当前使用的部分保留在内存，而把其他部分保存在磁盘上，并在需要时在内存和磁盘之间动态交换。【虚拟存储管理支持多道程序设计技术。实现虚拟存储器需要的硬件支持：容量足够大的外存、有一定容量的内存、硬件提供实现虚/实地址映射的机制。26. 文件、文件目录（P64 S5）文件可

13、以被解释为一组带标识的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列。【为了便于对文件进行管理，设置了文件目录，用于检索系统中的所有文件。27. 文件系统（P64 S5）是操作系统中统一管理信息资源的一种软件。它管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享和保护手段，方便用户使用。28. 文件的逻辑结构（P65 S6）文件逻辑结构是一种经过抽象的结构，所描述的是记录在文件中信息的组织形式，即用户所看到的文件的组织形式。【设计文件的逻辑结构的原则：（1）易于操作（2）修改方便（3）查找快捷（4）空间紧凑。29. 文件逻辑结构的分类（P65）（1）字符流式文件、（2）定长记录文件、（3）不定长记录文件 【图

14、2-13】30. 流式文件、记录式文件的概念（P66 L6）（1）流式文件是有序字符的集合，其长度为该文件所包含的字符个数，又称为字符流式文件。基本单位是字符。（2）记录式文件是一组有序记录的集合，在记录式文件中，构成文件的基本单位是记录。31. 逻辑块、物理块（P66 L6）【为便于文件的存放，通常将文件划分为若干个大小相同的数据块，称为文件的逻辑块，将其按一维线性编号，称为逻辑块号。物理结构中也划分为与数据块相同大小的存储块，正好能将一个逻辑块存放进其中，存储块也按物理设备的结构一维线性编号，称为物理块号。32. 文件物理结构分类、文件存取方式（P68 L7）常用的文件物理结构有：顺序、链

15、接、索引结构。（图2-14、15、16）文件存取方式：顺序存取、随机存取。33. 文件的操作（P74 L7）（1）建立文件（2）打开文件（3）读文件（4）写文件（5）关闭文件（6）删除文件（7）指针定位34. 文件的保护方法（P75 L7）（1）建立副本（2）定期转储（3）规定文件的存取权限：采用树形目录结构、存取控制表。35. 文件的共享（P75 L7）是指一个文件可以允许多个用户共同使用。【共享文件的两种使用情况：文件可以同时使用、文件不允许同时使用】36. 输入/输出设备分类（P77）（1） 按设备的使用特性分类：输入设备、输出设备、交互式设备、存储设备（2） 按设备的信息组织方式分类：

16、字符设备、块设备（3） 按设备使用的可共享性分类：独占设备、共享设备、虚拟设备输入/输出设备的组成：物理设备和接口部件组成】37. 设备分配的原则（P79 L8）根据设备特性、用户要求和系统配置情况决定的。其总原则是：（1）要充分发挥设备的使用效率，（2）尽可能地让设备忙碌，（3）避免由于不合理的分配方法造成进程死锁。【设备分配方式：静态、动态分配。38. 虚设备技术（P81 L8）虚设备技术又称为SPOOLing技术，是多道程序设备系统中处理独占I/O设备的一种方法，它可以提高设备利用率并缩短单个程序的响应时间。也称为假脱机技术。【SPOOLing系统主要包括：（1）输入程序模块、（2）输出

17、程序模块、（3）作业调度程序】39. 磁盘调度策略（P83 L9）也称为驱动调度。分为（1）移臂调度：先来先服务调度算法、最短寻找时间优先调度算法、电梯调度算法、单向扫描调度算法（2）旋转调度第三章 网络操作系统的通信1. 客户机/服务器模式（P100 L1）是把操作系统构造为一组相互合作的进程，在网络中，每个结点既可作为一个服务器，也可作为一个客户机。其工作过程采用一个简单的无连接的请求/应答协议，客户端发送一个请求信息给服务器要求某一种服务，服务器完成这一请求后返回计算结果或错误信息。2. 原语（P102 L2）即是原子操作，不可分割，是指系统的一组指令集合，（即由若干条指令所组成的一个指

18、令序列，用来实现某个特定的操作功能。）该组指令在执行过程中不可被中断，这样的操作方式可以保证指令执行的完整性。Send（ ）和receive（ ）即是通信原语。【原语是操作系统核心的一个组成部分。分为（1）创建、撤销、（2）挂起、激活、（3）阻塞、唤醒、（4）改变进程优先级等原语】3. 网络协议（P102 L3）是对计算机之间通信的信息格式、能被收/发双方接收的传送信息内容的一组定义。4. 同步原语（P104 L4）也称为阻塞原语，就是当发送者调用该原语时，必须对接收者具有明确的要求：（1）当接收者准备就绪可以接收信息时，发送者立即将信息发送给对方；（2）若接收者未准备好，那么发送者会自我阻塞

19、，等待接收者就绪。5. 异步原语（P104 L4）也就是非阻塞原语，当发送者调用异步通信原语时，先查找接收者，不管找到还是未找到，无论信息是否发出，原语立即返回调用程序，并返回发送成功或失败的信息，进而继续执行下面的指令代码。6. 远程过程调用的概念（P108 L6）在网络系统中，不同结点主机之间也可以采用过程调用的方式进行通信，称之为远程过程调用（RPC）。远程过程调用是一个协议，用户进程可以使用这个协议请求网络中另一台计算机结点上某程序的服务而不需要知道网络细节。【其使用的是客户机/服务器模型，请求进程是客户机，而服务提供进程则为服务器。7. 组通信的方式（P112 L7）（1）单播式（2

20、）多播式（3）广播式（图3-10）8. 流媒体播放方式（P112）（1）单播（2）多播（3）点播与广播9. 流媒体传输方式：实时流媒体传输、顺序流媒体传输第四章 网络操作系统的资源共享1. 用户账号（P121 L1）是一些信息的集合，这些信息定义了一个用户，在这些信息中，账号或用户名代表用户的符号名，还包含有口令、组所属关系和一些权限及许可等。2. 用户组（P121 L1）就是具有相同特征的用户的集合体，它只有一些管理的权限和许可。其创建的目的是为了管理方便。3. 用户账号和用户组的关系（P121 L1）（1） 一对一，某个用户可以是某个组的唯一成员；（2） 多对一，多个用户可以是某个唯一的组

21、的成员，不归属其他用户组；（3） 一对多，某个用户可以是多个组的成员；（4） 多对多，多个用户对应多个组，并用几个用户可以归属相同的组。4. 域树（P123 L2）共享同样表结构和配置的一些“域”，形成了一个连续的名字空间称为“树”或“域树”。“树”中的“域”通过信任关系连接在一起。多个相关的“域树”可以组成一个“林”。【对权限的管理归纳为，全局组：用户来自于本域，权限适用于全林；通用组：用户来自于全林，权限适用于全林；域本地组：用户来自于全林，权限适用于本域。5. 共享资源管理（P126 L3）其首要任务是确保用户能够安全而有选择地将可以共享的资源进行发布，并确保其能在网络上方便地查找信息。

22、【WINDOWS是通过活动目录来对共享资源进行管理的，共享资源分为：硬件资源、文件和目录】6. 硬件资源共享（P127 L4）（1） 以虚拟设备方式实现：主要是指计算机中的各种硬件设备的共享，例如光驱、摄像头、读卡器等。使网络中其他没有该硬件设备的用户可以使用这些设备，但是是虚拟的。（2） 以文件服务方式实现：实际上是指基于硬盘的文件系统共享。（3） 打印机共享：利用假脱机技术（SPOOLing）暂存用户的打印作业。7. 共享打印机的几种功能（P129）（1）支持多个用户同时打印（2）建立连接和拆除连接（3）连接多台打印机作为共享打印机（4）提供多种多样的打印方式：专用服务器方式、分布方式。8

23、. 网络文件系统（P130 L5）是在普通文件系统基础上，添加网络通信协议而构成的，并通过挂载和远程过程调用实现的文件系统称为网络文件系统。其实现主要是采用远程过程调用（RPC）机制，RPC提供了一组与机器、操作系统以及底层传送协议无关的存取远程文件的操作。9. 网络文件和数据的共享方式（P130 L6）（1）数据移动文件共享（2）计算移动文件共享 （图4-10）【强密码：是指组合了数字和字符，大小写混杂的有一定长度的难以破译的密码。【密码保护：通常会采用强密码，就是字母和数字、大小写互相组合的大于8位的复杂密码】【网络操作系统对共享访问的限制是通过用户权限和文件访问控制列表（ACL）】10.

24、 共享访问的三重限制（P134 L8）（1）操作系统限制（2）身份认证（3）共享资源的访问控制11. 文件映射的概念（P135 S1）文件映射就是将文件的内容复制到进程虚拟地址空间中，使进程把文件内容作为进程地址区间的一块内存来对待，从而不需要使用文件的输入、输出操作，进程就可以使用简单的指针操作检查和修改文件的内容。12. 两个进程共享文件映射对象的方法（P135）（1）继承（2）命名文件映射（3）句柄复制13. 内存共享（P135 S3）【在WIN32 API中，可以使用文件映射实现进程间共享内存的访问。如果在建立映射对象时指定系统交换文件，该文件一般存放的是进程的数据堆或栈以及其他临时数

25、据，那么，文件映射对象将按共享内存块对待。其他进程可以通过同时打开同一文件映射对象访问同一内存块。由于共享内存是用文件映射实现的，所以只能运行于同一台计算机的进程之间。第五章 网络操作系统的接口1. 网络操作系统的应用程序编程接口，即网络API（P141 S1）网络API是一组定义、程序及协议的集合，通过API接口可以实现计算机软件之间的相互通信。其主要功能是提供通用的功能集，程序员通过使用API函数开发应用程序，以减轻编程任务。【操作系统的用户接口包括命令输入和系统调用】2. API的四种类型（P141）（1）远程过程调用（RPC）、（2）标准查询语言（SQL）、（3）文件传输（4）信息交付

26、【一般的网络只在应用层、会话层、传输层、网络层提供接口API】3. 开放式API（P141）某些公司会将API作为其公共开放系统，公司制定自己的系统接口标准，当需要执行系统整合、自定义和程序应用等操作时，公司所有成员都可以通过该接口标准调用源代码，该接口标准称为开放式API。【主导地位的开放式API：TLI/XTI接口、BSD的Socket接口、WinSock接口】4. TLI/XTI函数（P142 S2）TLI即传输层接口，提供OSI传输层和会话层之间的API；XTI即开放式传送接口，它由TLI接口演变而来。TLI/XTI是一组函数的集合，为用户提供传输层接口，包括建立通信、管理连接以及传送

27、数据，应用程序利用这些函数实现网络应用、控制底层的网络活动。5. TLI/XTI的服务模式（P142 L1）（1）面向连接的服务模式（2）面向非连接的服务模式 （图5-2）6. 套接字（P147 S3）即Socket接口，是通信双方的一种约定，利用套接字中的相关函数来完成通信过程。（图5-3）【套接字是支持TCP/IP协议网络通信的基本操作单元，其有两种类型：流套接字、数据报套接字】7. IP地址（P147）基于TCP/IP协议的网络中，每一个主机均被赋予了一个唯一的计算机地址，称为IP地址。其是一个32位的无符号整数，通过以小数点按每8位一组分隔。【每一个基于TCP/IP网络通信的程序都被赋

28、予了唯一的端口和端口号，端口是一个信息缓冲区，用于保留Socket中的输入/输出信息，端口号是一个16位无符号整数，范围是0 65535,以区别主机上的每个程序。8. 套接字的连接过程（P148）（1） 服务器监听【：服务器处于等待连接状态，实时监控网络状态；（2） 客户端请求【：由客户端套接字提出连接请求时，要连接的目标就是服务器端的套接字；（3） 连接确认【：当服务器端套接字监听到（或者说接收到）客户端套接字的连接请求时，它就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，连接就建立好了。【套接字的应用（P149）（1） 创建套接字函数 int socket （int family , int type , int protocol）; （2） 绑定本地名称函数 int bind （int sockfd , const struct sockaddr *myaddr , socklen_t addrlen）;（3） 建立连接函数 int connect （int sockfd , const struct