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1、复习内容提示 第一章网络操作系统引论 本章全面地介绍了操作系统的基本概念、基本工作原理以及操作系统的各种类型，进而引入了网络操作系统的概念。操作系统是计算机系统硬件层的第一次扩充，在这一层实现了操作系统的全部功能，并提供了相应的接口。操作系统的作用在于提高计算机系统的效率，增强它的处理能力和方便用户的使用。为提高计算机系统的效率，本章引入了多道程序设计的概念，在此基础上形成了虚拟处理机和虚拟计算机的思想。系统调用作为操作系统与用户编程的接口被引入。大多数计算机系统都区分算态与管态，目的是给予系统程序比用户程序更高的特权，这个特权就是能否使用特权指令。系统程序只有在管态下方可执行特权指令，提供操
2、作系统的各项服务。用户请求操作系统服务时，使用访管指令可从算态进入管态，由操作系统完成用户的服务请求，并由管态回到算态。系统调用就是用户程序请求操作系统为之服务的一种手段，因为在系统调用命令中必然有一条访管指令。操作系统的种类繁多，在单机运行环境下多使用单用户操作系统、批处理操作系统、实时操作系统和分时系统；在多机环境下，可使用网络操作系统、分布式操作系统和多处理机操作系统。网络操作系统是基于计算机网络范围的操作系统，它具有一般计算机操作系统的基本特征：网络操作系统的主要任务是用统一的方法管理整个网络中共享资源的使用和任务的处理。总之网络操作系统是建立在主机操作系统基础上用于管理网络通信和共享
3、资源，协调各主机上任务的运行，并向用户提供统一的有效的网络接口的软件集合，它是用户(或用户程序)和主机操作系统之间的接口，网络用户只有通过网络操作系统方能取得网络所提供的各种服务。网络操作系统的结构第二章网络操作系统的体系结构本章讲述网络操作系统的体系结构，重点讨论了客户/服务器计算模式。它不仅是信息处理的基本模式，也是网络操作系统结构设计的模式。采用客户/服务器计算模式，具有重要意义。它简化了基本操作系统，为用户提供了多种应用程序设计界面，缩小了内核；它提高了系统的可靠性，由于服务器运行在用户态，不能直接访问硬件和侵犯内核，同时它也不受其他进程的影响。客户/服务器模式的重要意义，还在于它非常
4、适合分布式计算环境。网络操作系统与用户有两级接口：级为操作命令级接口，另一级为用户的编程接口。本章重点介绍网络命令接口，包括常用命令、Shell程序设计以及图形用户接口GUI。网络操作系统与普通操作系统一样，一般采用四个层次。这四层是：硬件层，内核，外壳和应用程序。其中的内核在操作系统中占有极为重要的地位，它是操作系统的核心。网络操作系统有两种内核组织方式：强内核和微内核。强内核是基于传统的集中式操作系统的内核结构，而微内核是一种新型内核结构，它体现了操作系统结构设计的新思想。它的基本思想是内核要尽可能地小，使其他所有的操作系统服务都放在核外用户级完成。微内核与客户/服务器计算模式的有机结合是
5、网络操作系统、分布式操作系统结构设计的新方向、新形式。第三章网络操作系统的通信本章全面系统地介绍了网络操作系统中的通信。在网络系统中有两种类型的通信方式：基于共享存储器的通信方式和基于消息传递的通信方式。前者适用于网络中各节点机内部诸进程之间的通信，而后者适用于网络中各节点机之间的进程通信。节点机内部诸进程之间的通信与传统的单机操作系统中的通信完全相同。由于每个节点机都有一个可供各进程共享的存储器，所以可采用共享变量的方式进行通信。信号量和P、V操作是实现进程间同步和互斥的有效工具，但由于P、V操作不能传送大量信息，所以它是一种低级通信原语。为了实现在进程之间传送大量的信息，提出了进程通信的高
6、级原语。采用高级通信原语进行通信主要有消息缓冲通信和信箱通信两种方式。一个传统的单机操作系统与一个网络操作系统的重大区别是，网络操作系统的通信问题更为重要，更为复杂。因为在网络系统中，一个进程的执行时间包括该进程的计算时间和通信时间，而通信时间的增大可能导致系统效率的下降，甚至会使网络系统的效益完全丧失。在网络系统中，提出了各种通信方式且都已实现并取得了广泛的应用。基于广域网的系统，虽然可以使用像TCP/IP和OSI这样的面向连接的分层协议，但是存在的主要问题是，必须解决如何保证数据传输的可靠性。对于基于局域网(LAM)系统，却很少使用分层协议。相反，在这样的系统中，采用一种很简单的客户/服务
7、器模型。在该模型中，客户向服务器发送一个消息，由服务器向客户返回一个应答。由于减少了在各层的开销，就可获得较高的性能。在消息传递系统中，大多数的设计内容都与通信原语有关：阻塞与非阻塞原语、缓冲与非缓冲原语、可靠与非可靠原语。从概念上讲，客户/服务器模型中进程间的通信是作为I/O来处理的，为了给用户提供更强的透明性，广泛使用远程过程调用进行通信。有了远程过程调用，在一台机器上运行的客户进程就可以调用在另一台机器上运行的进程。在客户/服务器模型中，设计了一个客户代理和一个服务器代理。客户代理和服务器代理的主要功能是处理所收集的参数，构造消息以及实现与内核的接口。虽然远程过程调用比消息传递通信原语更
8、进了一步，但它也存在其固有的缺点。例如，服务器的寻址定位、指针和复杂数据结构的传送、全局变量的使用，这些都是很难处理的。由于客户机和服务器机都可能发生故障，这也会影响系统的坚定性。远程过程调用仅限于这样的情况，即只有一个客户机与一个服务器机之间进行通信。当有多个客户机和多个服务器机时，就需要提供组通信机制。第四章网络系统中的资源共享资源共享是计算机网络中最重要的功能之一，是对计算机网络中的硬件和软件资源实施有效的管理。其中比较常用的资源共享是：硬盘共享、打印机共享、文件共享和数据共享。本章主要介绍硬盘、打印机、文件和数据共享的基本功能、工作原理和使用方法。网络中硬盘共享为网络用户提供了共享服务
9、器上或某个工作站上的大容量硬盘的功能，并在此基础上提供了打印机的共享功能。在这里描述了硬盘共享的两种实现方法：以虚拟软盘方式实现硬盘共享；以文件服务方式实现硬盘共享。在目前的网络操作系统中，采用两种共享打印方式，一种是客户/服务器方式；另一种是对等方式。网络文件系统主要有两种实现方法：对等方式、客户/服务器方式。分布式文件系统要解决的关键问题是文件的存储位置对其他系统的透明性。在客户/服务器方式中，本地文件的访问和服务器上共享文件的访问对用户来说是一样的，也就是说文件的物理位置对用户是透明的。作为一个用户，可以选择自己的工作站上的资源共享或停止其共享。在网络环境下，可以采用数据移动和计算移动两
10、个方式实现文件和数据的共享。数据移动文件共享方法适合于访问传送文件中较少部分内容的情况。当计算相对简单，而计算需要的数据量较大，且计算所需数据在异地工作站上时，采用计算移动相对方便。第五章网络系统中的服务软件本章以Internet网为例介绍了电子邮件E-mail、文件传输协议FTP和Web服务的基本功能、工作原理和使用方法。电子邮件是ElectronicMail的中文名，简称为E-mail，它是Internet网上使用最频繁、应用最广泛的一种服务，它实现了网上任何两个主机之间的消息传输。电子邮件是一种软件，它的功能是可以将消息从一台计算机发送到另一台计算机，按一定的方式保证这些消息正确地到达目
11、的地。这些消息可以是数据，也可以是文本、程序文件，还可以是图片，这些消息称为邮件。利用E-mail可以实现邮件的发送和接收。文件传输协议FTP实现了Internet网上两个主机之间的文件传输，即文件拷贝，它为用户获取Internet网上资源，提供了方便。FTP是Internet上除E-mail外最基本、最常用的文件传送工具之一，是一个客户/服务器系统，是实现Internet上软件共享的基本方法。在Internet上，有大量的FTP节点分布在世界各地。在这些节点上，有大量的有用信息，例如：免费使用的软件、图像数据、文本数据等。Web采用客户/服务器模式它是由分布在Internet上的成千上万个W
12、eb服务器和Web浏览器构成的。WWW是Internet网上发展最快的网络服务，它是信息检索和超文本技术的有机结合。Web上的信息主要是以超文本信息方式组织的。在Internet中有一种专门用来描述Web超文本信息组织方式的语言，称为超文本标注语言，即HTML。只要按照HTML规范组织信息，这些信息就是超文本信息，就可以放在一服务器上供其他Web工作站用浏览器浏览和阅读。第六章网络系统中应用程序接口本章介绍了网络应用程序编程接口。网络操作系统中应用程序编程接口称为网络API(ApplicationProgrammingInterface)。从开放系统互联参考模型(OSI/RM)来看，API所采
13、用的基本构造技术就是分层。虽然各种网络(如Novell、WindowsNT、DECnet等)的分层与OSI/RM不尽相同，但在各种网络中的各个层次都提供了一些相同或不同的网络服务和协议，这些网络一般都具有很强的网络服务和相当复杂的协议。这些服务和协议的实现细节通常都隐蔽在各层之内。网络操作系统中应用程序编程接口即网络API(ApplicationProgrammingInterface)的作用是便于用户使用网络和开发网络应用程序，在各种网络的各个层次上为用户和第三方开发者提供了方便灵活的编程接口。这些接口统称为应用程序编程接口API。从原则上讲，各种网络提供的API可以分布在各个层次上，即在应
14、用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。一般的网络只在应用层、会话层、传输层和网络层提供接口API，本章重点讨论网络传输层接口。本章以UNIX网络为背景，讨论了两种编程接口。传输层接口TLI和管套接口WinSock，而WinSock则是管套接口Socket的一个扩展，它是Windows环境下的Socket。所有这些接口都提供了一组函数供应用程序调用，函数也并不复杂，但每个函数都带有若干参数。这些参数所涉及的范围甚广。本章的目的在于使读者对编程接口有一个基本了解，掌握编写网络通信程序的基本框架，为下一步网络编程打下基础。第七章 网络操作系统实例一：NetWare本章讲述了Nov
15、ell网络的网络操作系统NetWare，以它作为网络操作系统的一个实例，全面研究了它的内部结构。本章首先讨论了Novell网的基本组成。它的硬件组成包括网卡媒体、网络工作站、网络服务器和网间连接器。它的软件组成包括服务器操作系统、网络服务软件、工作站重定向软件以及传输协议软件四个部分。在回顾了NetWare形成和发展的历史的同时，我们以NetWare386作为分析网络操作系统的基本对象。NetWare是Novell公司开发的高性能开放环境的网络操作系统，是Novell网络的核心。利用NetWare可以将分散的计算机、网络服务器、主机(HOST)和小型机组成一个网络系统，实现软件、硬件资源共享；NetWare提供了通讯服务、打印服务、数据库服务和报文服务等功能，允许同一网络中不同类型的计算机共享这些服务和应用程序；NetWare网络体系结构非常灵活，具有可扩展性、高性能、高可靠性等特点；NetWare管理的数据容量可以与小型机相比拟，并且以较低的价格提供了较高的数据输入/输出性能。NetWare是网络操作系统，与网络的功能和技术特性密切相关。本章从局域网的观点来分析NetWare的功能
