操作系统论文题目：分布式和分布式操作系统简介学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级: 计算机科学与技术师范（1）班学生姓名：学号：指导教师：分布式和分布式操作系统简介摘要本文介绍了分布式系统、分布式操作系统及其特点以及与网络操作系统的区别，分布式操作系统是在比单机复杂的多机环境下得到实现的，并且具备分布性、自治性、并行性、全局性这四个基本特征，能够实现资源共享，加快计算速度，并且可靠性得到了提高。
在分布性与并行性上比网络操作系统有独到的优点，并且在透明性以及健壮性方面具有网络操作系统不可匹敌的优势，本文从分布式系统的结构、分布式系统的工作原理、分布式系统的典型作用以及分布式系统的局限性等方面详细阐述了分布式系统是如何实现分布的。
关键字：分布式、分布式操作系统、网络操作系统、1.分布式系统1.1分布式系统概述利用计算机网络把分布在不同地点的计算机硬件、软件、数据等信息资源联系在一起服务于一个共同的目标而实现相互通信和资源共享，就形成了管理信息系统的分布式结构。
具有分布结构的系统称为分布式系统。
实现不同地点的硬、软件和数据等信息资源共享，是分布式系统的一个主要特征。
分布式系统的另一个主要特征是各地与计算机网络系统相联的计算机系统既可以在计算机网络系统的统一管理下工作，又可脱离网络环境利用本地信息资源独立开展工作。
下图是分布式的图例：1.2硬件环境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。
1.3网络环境多数分布式系统是建立在计算机网络之上的，所以分布式系统与计算机网络在物理结构上是基本相同的。
分布式操作系统的设计思想和网络操作系统是不同的，这决定了他们在结构、工作方式和功能上也不同。
网络操作系统要求网络用户在使用网络资源时首先必须了解网络资源，网络用户必须知道网络中各个计算机的功能与配置、软件资源、网络文件结构等情况，在网络中如果用户要读一个共享文件时，用户必须知道这个文件放在哪一台计算机的哪一个目录下；分布式操作系统是以全局方式管理系统资源的，它可以为用户任意调度网络资源，并且调度过程是“透明”的。
当用户提交一个作业时，分布式操作系统能够根据需要在系统中选择最合适的处理器，将用户的作业提交到该处理程序，在处理器完成作业后，将结果传给用户。
在这个过程中，用户并不会意识到有多个处理器的存在，这个系统就像是一个处理器一样。
1.4分布式系统的特点分布式操作系统是在比单机复杂的多机环境下得到实现的，操作系统在进行任何一项任务的始终都要依赖于通信软件模块，故而分布式操作系统具有区别于单机操作系统的下列显著特点：(1)具有干预互连的各处理机之间交互关系的责任。
分布式操作系统必须保证在不同处理机上执行的进程彼此互不干扰，并严格同步，以及保证避免或妥善解决各处理机对某些资源的竞争和引起的死锁等问题。
(2)分布式操作系统的控制结构是分布式的。
分布式操作系统一般由内核和实用程序组成。
内核主要负责处理各种中断、通信和调度实用程序。
而实用程序有多个，它们分别完成一部分的系统功能。
由于分布计算机系统由多台计算机组成，分布式操作系统的内核就必须有多个，每台计算机上都应有一个内核，而每台计算机上所配置的实用程序可以各不相同，且可以以多副本形式分布于不同的计算机上。
内核一般由基本部分和外加部分组成。
5'bDH部分主要用来控制外部设备，它根据各台计算机所配置的外部设备而定。
各台计算机的内核的基本部分是相同的，它运行于硬件之上，是一种具有有限功能的较小的操作系统内核，主要作用是让系统管理员以它为基础建立操作系统，其主要功能为进程通信、低级进程管理、低级存储管理、输入／输出管理等。
(3)分布式操作系统按其逻辑功能可分为全局操作系统和局部操作系统两部分。
由于分布式操作系统把资源看成统一的整体来处理，系统基于单一策略来控制和管理，因而在操作系统的设计上要体现出各处理机间的协调一致，整体地去分配任务及公共事务、特殊事务(意外处理、错误捕获等)，即把整体性分散于内核和管理程序之中，这一部分称为全局操作系统。
但在每台计算机上的操作系统又有独立于其他机器的管理功能，这一部分称之为局部操作系统。
它主要负责属于本机独立运行的基本管理功能以及本机与其他机器的同步通信、消息发送的事务管理。
这样的划分是为了使各处理机在运行中既具有独立性和一定的自主权，又能保持系统中各机的步调一致并能良好地合作。
(4)分布式操作系统的基本调度单位不是一般系统中的进程，而是一种任务队列，即多个处理机上的并发进程的集合。
多处理机系统以任务级并行为特征。
同一任务队列的各进程可分布在不同的处理机上并行地执行，同一处理机也可执行多个不同的任务队列的进程。
任务队列的各进程或各个任务队列之间都有很复杂的内在联系。
(5)分布式操作系统的组成情况与系统的耦合方式关系很大。
紧耦合的分布式系统中，系统资源的耦合程度很高，需使用专门的各种软件／硬件机制来解决冲突和竞争等问题，在松耦合的分布式系统中，各处理机配有自己的本地资源，系统的重要问题是机问的同步与通信的管理。
(6)分布式操作系统为加强各处理机间的动态协作，借鉴了网络操作系统中的消息传送协议技术，具体采取什么协议则根据系统的互连模式而定。
1.5优缺点1.5.1分布式系统具有以下优点：1、可以根据应用需要和存取方便来配置信息资源；2、有利于发挥用户在系统开发、维护和信息资源管理方面的积极性和主动性，提高了系统对用户需求变更的适应性和对环境的应变能力；3、系统扩展方便。
增加一个网络结点一般不会影响其他结点的工作。
系统建设可以采取逐步扩展网络结点的渐进方式，以合理使用系统开发所需资源；4、系统的健壮性好（网络上一个结点出现故障一般不会导致全系统瘫痪）。
1.5.2分布式系统具有以下缺点：1、由于信息资源分散，系统开发、维护和管理的标准、规范不易统一；2、配置在不同地点的信息资源一般分属管理信息系统的各子系统。
不同子系统之间往往存在利益冲突，管理上协调有一定难度；3、各地的计算机系统工作条件与环境不一，不利于安全保密措施的统一实施。
现在企业组织结构在朝小型化、扁平化、网络化方向发展。
管理信息系统必须适应这一发展。
八十年代以来，随着计算机网络与通信技术的迅速发展，分布式系统已经成了当前信息系统结构的主流模式。
2、分布式操作系统2.1分布式操作系统概述分布式操作系统，用于通信和资源共享的计算机网络中，除了共享文件系统外，用户知道网络中其他计算机的存在，每台计算机拥有自己的操作系统，整个网络并没有整体的协调。
网络操作系统仅仅维护了全局文件系统和用户的帐户信息，并要求客尸和服务器间遵循一致的通信协议而已。
2.2分布式操作系统的特点2.2.1分布式操作系统是在比单机复杂的多机环境下得到实现的，操作系统在进行任何一项任务的始终都要依赖于通信软件模块，故而分布式操作系统具有区别于单机操作系统的下列显著特点：(1)具有干预互连的各处理机之间交互关系的责任。
分布式操作系统必须保证在不同处理机上执行的进程彼此互不干扰，并严格同步，以及保证避免或妥善解决各处理机对某些资源的竞争和引起的死锁等问题。
(2)分布式操作系统的控制结构是分布式的。
分布式操作系统一般由内核和实用程序组成。
内核主要负责处理各种中断、通信和调度实用程序。
而实用程序有多个，它们分别完成一部分的系统功能。
由于分布计算机系统由多台计算机组成，分布式操作系统的内核就必须有多个，每台计算机上都应有一个内核，而每台计算机上所配置的实用程序可以各不相同，且可以以多副本形式分布于不同的计算机上。
内核一般由基本部分和外加部分组成。
5'bDH部分主要用来控制外部设备，它根据各台计算机所配置的外部设备而定。
各台计算机的内核的基本部分是相同的，它运行于硬件之上，是一种具有有限功能的较小的操作系统内核，主要作用是让系统管理员以它为基础建立操作系统，其主要功能为进程通信、低级进程管理、低级存储管理、输入／输出管理等。
(3)分布式操作系统按其逻辑功能可分为全局操作系统和局部操作系统两部分。
由于分布式操作系统把资源看成统一的整体来处理，系统基于单一策略来控制和管理，因而在操作系统的设计上要体现出各处理机间的协调一致，整体地去分配任务及公共事务、特殊事务(意外处理、错误捕获等)，即把整体性分散于内核和管理程序之中，这一部分称为全局操作系统。
但在每台计算机上的操作系统又有独立于其他机器的管理功能，这一部分称之为局部操作系统。
它主要负责属于本机独立运行的基本管理功能以及本机与其他机器的同步通信、消息发送的事务管理。
这样的划分是为了使各处理机在运行中既具有独立性和一定的自主权，又能保持系统中各机的步调一致并能良好地合作。
(4)分布式操作系统的基本调度单位不是一般系统中的进程，而是一种任务队列，即多个处理机上的并发进程的集合。
多处理机系统以任务级并行为特征。
同一任务队列的各进程可分布在不同的处理机上并行地执行，同一处理机也可执行多个不同的任务队列的进程。
任务队列的各进程或各个任务队列之间都有很复杂的内在联系。
(5)分布式操作系统的组成情况与系统的耦合方式关系很大。
紧耦合的分布式系统中，系统资源的耦合程度很高，需使用专门的各种软件／硬件机制来解决冲突和竞争等问题，在松耦合的分布式系统中，各处理机配有自己的本地资源，系统的重要问题是机问的同步与通信的管理。
(6)分布式操作系统为加强各处理机间的动态协作，借鉴了网络操作系统中的消息传送协议技术，具体采取什么协议则根据系统的互连模式而定。
2.2.2对于应用于集群的分布式操作系统来说，试图让用户感觉不到多台计算机的存在，并提供较高的计算性能和可用性。
因此分布式操作系统(DistributedOperatingSystem)的设计要充分地体现系统的透明性、可靠性和并行性。
透明性让用户感觉到面对的集群就和一台计算机一样是分布式系统设计首要解决的问题，也就是设计透明性的系统，包括：①位置透明性，使用户不需要关心所使用的系统资源的具体位置是在哪台机器上：②迁移透明性，使得系统资源可以在系统内任意移动却不影响它们在全局名字空间的名字；③复制透明性，允许系统在多个节点上复制使用频率很高的文件并自动维护文件的一致性，而用户仅感觉到复制文件的存在：④并发透明性，使得多个用户同时并发请求某资源时可能感觉到系统的迟钝但感觉不到其他用户的存在；⑤并行透明性，使得单个任务被系统并行处理，但用户仅仅感觉到系统的响应比较快而不需要知道并行的存在。
可靠性设计分布式系统的原因之一是因为它能比单处理机系统更加可靠。
当某个机器故障停机时，其他机器能接替它的工作。
可靠性实际包含了：①可用性(Availability)，一般通过冗余关键性的软硬件宋实现，当其中一个失效时，其他的部件能接替工作：②安全性，分布式系统的安全性问题比单处理机系统远为复杂，防止非法使用文件和其他资源的任务更为艰巨。