分布式系统综述论文

计算机新技术讲座报告

——分布式系统设计概述

摘要：计算机诞生60多年以来，计算机技术发生了一系列伟大的革命，随着人们对计算速度、系统可靠性和成本实效性等要求的不断提高，传统的冯·诺依曼型结构已经无法满足上述的要求，而随着计算机网络的出现，分布式系统成为可能并得到飞速发展和应用。本文从分布式系统定义、特性、拓扑结构、算法和应用等方面详细介绍了分布式系统，并通过与计算机网络的比较更深刻地阐述了分布式系统的特点。

关键字：分布式系统网络云计算

一、前言

自1946年第一台计算机ENIAC诞生，60多年来，计算机技术取得了飞速的发展。50年代，计算机是串行处理机，一次运行一个作业直至完成。这些处理机通过一个操作员从控制台操纵，而对于普通用户则是不可访问的。在60年代，需求相似的作业作为一个组以批处理的方式通过计算机运行以减少计算机的空闲时间。同一时期还提出了其他一些技术，如利用缓冲、假脱机和多道程序等的脱机处理。70年代产生了分时系统，不仅作为提高计算机利用率的手段，也使用户离计算机更近了。分时是迈向分布式系统的第一步：用户可以在不同的地点共享并访问资源。从80年代中期开始，计算机技术领域中两方面的进步开始使得多台计算机连接成为可能。第一项进步是高性能微处理器的开发，第二项进步是高速计算机网络的发明。有了以上这些技术的使用，到了90年代，分布式系统迎来了它发展的春天。当用户需要完成任何任务时，分布式计算提供对尽可能多的计算机能力和数据的透明访问，同时实现高性能与高可靠性的目标。在过去10多年里，无数研究人员都在研究分布式硬件结构和软件设计来开发利用其潜在的并行性和容错性。

二、分布式系统定义

分布式系统是若干独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说就像是单个相关系统。这包含了两方面的内容。第一个方面是关于硬件的：机器本身是独立的。第二个方面是关于软件的：对用户来说他们就想在于单个系统打交道。

如果一个系统的部件局限在一个地方，它就是集中式的；如果它的部件在不同地方，部件之间要么不存在或仅存在有限的合作，要么存在紧密的合作，它是分散式的。当一个分散式系统不存在或仅存在有限的合作时，它就被称作网络的；否则它就被称作分布式的，表示在不同地方的部件之间存在紧密的合作。在给出分布式系统具体定义的模型中，分布式系统可以用硬件、控制、数据这三个维度加以检验。

有人用一个公式来形容分布式系统，分布式系统=分布式硬件+分布式控制+分布式数据，这是最恰当的概括。

从狭义上分析，分布式计算就是在两个或多个软件互相共享信息，这些软件既可以在同一台计算机上运行，也可以在通过网络连接起来的多台计算机上运行。从广义上讲，它研究

如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。分布式计算项目已经被用于使用世界各地成千上万位志愿者的计算机的闲置计算能力，这些项目都很庞大，需要惊人的计算量，仅仅由单个的电脑或是个人在一个能让人接受的时间内计算完成是决不可能的。

因此分布式计算比起其它算法具有以下几个优点：1、稀有资源可以共享。2、通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载。3、可以把程序放在最适合运行它的计算机上。其中，共享稀有资源和平衡负载是计算机分布式计算的核心思想之一。

三、分布式系统特性

分布式系统有以下几个主要特性：有多个对等进程进行合作，明确了具体的工作目标，有个性化的控制方式（这是分布式系统设计的核心问题），具有数据共享/消息传递的功能，系统设计考虑了网络通信的延迟，具有故障化解的能力。概括地讲师具有分布式的、网络的、并行的、并发的和分散的五个特点。

“并行的”意味着从一个单一控制线程对数据集的锁步(10ckstep)动作。在并行计算机级别上，单指令流多数据流(SIMD)计算机就是一个使用多个数据处理单元在许多数据项上同时进行相同或相似操作的例子。

“并发的”意味着某些动作可以以任意次序执行。例如，在更高级别上和在多指令流多数据流(MIMD)并行计算机上进行部分独立的操作。

“分布式的”意味着计算的成本或性能取决于数据和控制的通信。

分布式系统一般具有以下4个关键目标，即分布式系统能够让用户方便地与资源连接；必须隐藏资源在一个网络上分布这样一个事实；必须是开放的；必须是可扩展的。同时也要注意解决的以下几个基本问题：进程通信、命名、同步、一致性与复制、容错、安全等。只有解决好上述几个关键目标和基本问题，这个分布式系统才会稳定、高效，真正的物有所值。

四、分布式系统与网络的区别

我们都知道，分布式系统的实现离不开计算机网络，然而分布式系统与计算机网络虽然关系密切，但在结构、工作方式和功能上有着巨大的不同。

在工作方式上，计算机网络为显式的方式，即对网络功能的调用是显式地进行的，需指出对象的标识（名/地址）；分布式系统为隐式的方式，它以功能调用形式向用户提供服务，各分布功能的使用过程和部分之间关系的维护是由系统完成的，对用户透明。

在结构上的，两者在硬件和拓扑上无本质区别，在通信功能上也基本相同，然而在用户服务上存在本质差异：分布式系统涉及与应用有关的语义，而网络只涉及通信的语义。（如FTP：网络服务；NFS：分布式系统服务）

在适应范围上，网络具有通用性，可为各种分布式系统提供实现基础；分布式系统只针对一类特定问题。

在标准化程度上，网络因为语义较弱而标准化程度高，分布式系统由于语义强而标准化程度差。网络从通信出发（自底向上）解决/研究分布式的问题，分布式系统从应用出发（自顶向下）研究/解决分布式的问题。

五、分布式系统拓扑结构

分布式系统有着多样化的拓扑结构，分为规则和不规则的结构，常用的有如下几种静态

拓扑结构。

1.直线型：所有处理机排列在一条直线上，内部结点有2个连接，而边界结点只有1个；

2.环型：将直线型拓扑的边界结点相连所构成的拓扑；

3.树型：任意两个结点间只存在唯一的通路；

4.星型：N个结点所构成的一个2层的树，其中一个结点的度数为N－1，其余结点的度数均为1；

5.网格：由n维，每维均有K个单元整齐排列构成的；5.超立方：由一个n维立方体的顶点（结点）和棱（边）构成的拓扑。

每一种拓扑都有其特定的拓扑参数，结点度数：一个结点所连接的边的数量；直径：最大的任意两个结点间的最短路径；对分宽度：把拓扑分成2个最相等部分所切割的最少边的数目；链路数：一个拓扑所拥有的边的数目等。还有其他很多度量参数如链路数和用于测量网络拥塞的狭窄性。

不同的拓扑结构具有不同的结构特性，他们构成了特性和功能各异的分布式系统，要科学地决定最好的拓扑就如同评论一种动物比另一种动物更优越一样困难。

六、分布式算法及经典举例

分布式算法和集中式算法在设计的方法和技巧上，有着非常大的不同，原因在于分布式系统和集中式系统在系统模型和结构上有着本质的区别，集中式算法所具备的一些基本特征，在分布式算法中，已经不复存在。分布性和并发性是分布式算法的两个最基本的特征。分布式系统的执行存在着许多非稳定性的因素。由于这些多方面的差异，导致分布式算法的设计和分析，较之集中式算法来讲，要复杂得多，也困难得多。

一个经典的分布式算法如快照算法，也称Chandy-Lamport算法，它是分布式系统为记录一个一致性的全局状态而设计的算法。它假设所有的通道都是F I F O并且有一套标志沿着这些通道传送。在每个节点上有一个进程在运行，而发送方P和接收方Q都有其特定的规则，启动算法后，各个进程就按照规则完成自己的算法，从而捕捉一致性状态。

七、展望未来

云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

这可是一种革命性的举措，打个比方，这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。

云计算的蓝图已经呼之欲出：在未来，只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。

[参考文献]：

[1] 丁伟，分布式设计基础PPT，东南大学计算机科学与工程学院

[2]特南鲍姆、范施特恩著，杨剑峰等译，《分布式系统原理与范型》，清华大学出版社

[3] 吴杰著，高传善等译，《分布式系统设计》，机械工业出版社

分布式操作系统知识点

第一章知识点 1.说明分布式系统相对于集中式系统的优点和缺点。从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力是什么？ 2.多处理机系统和多计算机系统有什么不同？ 3.真正的分布式操作系统的主要特点是什么？ 4.分布式系统的透明性包括哪几个方面，并解释透明性问题对系统和用户的重要性。 5.在分布式操作系统中，为什么采用微内核技术，通常微内核提供哪些服务？ 第二章知识点 6.客户-服务器模式的主要思想及优点。 7.客户为了发送消息给服务器，它必须知道服务器的地址。试给出服务器进程编址的几种方法，并说明如何定位进程。 8.对于接收消息Receive原语，为什么需要缓存, 缓存的作用是什么? 9.说明在C/S模式下解决消息可靠传输的三种方法? 10.说明RPC的主要思想及RPC调用的主要步骤。（远程过程调用函数sum(4,7)为例说明） 11.在RPC调用时，如果服务器或客户机崩溃了，各有哪些解决方法。 12.RPC信包发送可采用爆发协议，但是会产生超限错误(overrun error)，给出解决办法。 13.一个影响RPC执行时间的问题是消息的拷贝问题，试说明在那些环节需要拷贝，并说明减少拷贝次数的方法。 14.在组通信中，给出组编址的的三种方式。 15.用组通信方式时，举例说明消息顺序的重要性，并说明解决方法说明。 第三章知识点 16.实现分布式系统同步的复杂性表现在哪几个方面？说明先发生关系，并说明在LAMPORT算法中怎样给事件分配时间。 17.有三个进程分别运行在不同的机器上，每个机器都有自己的时钟并以不同且不变的速率工作（进程1的时钟嘀嗒了6下时，进程2的时钟嘀嗒了8下，而进程3的时钟嘀嗒了10下）。举例说明进程之间消息传递中违反先发生关系的情况，并说明如何用Lamport方法解决。 18.说明RICART和AGRAW ALE分布式互斥算法；假定A和B是相互独立的两个临界区，进程0要进入A，进程1要进入B，R-A分布式互斥算法会导致死锁吗？说明理由。 19.许多分布式算法需要一个协调者，叙述欺负选举算法。 20.举例说明用私有工作空间实现事务处理时的基本思想。 21.说明在分布式系统中实现原子性提交的两阶段提交协议的基本思想及其优点。 22.举例说明为什么使用集中式的死锁检测算法会产生假死锁，并给出一种解决办法。 23.举例说明分布式死锁检测方法Chandy-Misra-Has算法的思想以及如何解除死锁。 24.说明wait-die和wound-wait分布式死锁预防方法。事务时间戳为50的进程申请事务时间戳为100的进程占用的资源。按以上两种策略，结果会如何? 第四章. 知识点 25、叙述实现线程包的方法及其优缺点。 26、说明发送者发起的分布式启发算法和接收者发起的分布式启发算法及各自的主要缺点。 27、说明主机后备容错方法的主要思想，在主机崩溃后存在的问题及解决方法。 28、多处理机系统中，fail-silent类型和Byzantine类型处理机错误各需要至少多少个处理机才能满足要求？说明理由。 29、举例说明Lamport等人提出的算法是如何解决Byzantine将军问题的。

分布式操作系统的互斥算法

[摘要] 本文主要介绍了分布式操作系统中的分布式互斥算法和令牌环互斥算法，并着重针对几种不同的令牌环算法分析了它们算法的正确性，最后还讨论了各个算法的性能并加以比较。 [关键词] 分布式操作系统令牌环互斥算法 引言 分布式互斥是随着分布式系统的出现而出现的，并随着分布式系统理论发展而发展。因此，和分布式系统的体系结构发展史类似，分布式互斥的发展经历了如下几个发展阶段。 (1)完全中心式算法。在该类算法中，一个节点被指定为控制(裁决)节点，它控制对所有共享对象的访问。当任何进程请求对一个临界资源进行访问时，就向本地资源控制进程发送一个请求消息，该进程接着向控制节点发送一个请求消息。当共享对象可用时，将返回一个应答消息。当进程结束使用资源后，向控制节点发送一个释放消息。这类算法有两个共同点，其一是只有控制节点能控制资源的分配，其二是所有需要的信息都集中在控制节点中，包括所有资源的实体和位置以及每个资源的分配状态。 完全中心式算法实现简单，控制也很方便，但存在以下缺点：如果控制节点崩溃，则互斥机制终止，同时由于所有请求资源的进程都需与控制节点交换消息，因此，控制节点可能存在通信瓶颈。， (2)局部中心式算法。由于完全中心式算法可能出现的控制节点容错问题与通信瓶颈问题，人们采取了相应措旌以期解决或缓解这些问题给整个系统带来的影响。因此出现了局部中心式算法。局部中心式算法是将各临界资源按一定规则分为几个区域，每个区域包含一定数量的临界资源和一个中心控制点。任何需要请求某临界资源的进程都需向该l晦界资源所在区域的中心控制节点发送请求消息并由该控制节点安排进程访问临界资源的次序。该类算法具有多个控制点，各控制点间互不干涉，每一个控制节点故障只影响系统内节点对该控制节点管理区域内的临界资源访问，不会对非该区域内资源的访问造成影响。因此可以缓解完全中心式算法的控制节点容错问题与通信瓶颈问题。 (3)局部分布式算法。局部中心式算法虽然缓解了其完全中心式算法的控制节点容错及通信瓶颈问题，但并未使这些问题得到解决。特别是随着通信技术的发展，节点间的通信带宽已经能够较大程度满足互斥的消息通信要求，因此使中心式算法的控制节点容错变得更加重要。因此，人们将局部中心式算法中互不干涉的控制节点改为互相备份的方式。当一个控制节点失效时，其控制的资源将转向其备份的控制节点，使得互斥能够继续进行。该类算法继续发展，出现了多点 共同决策的资源访问模式，即任何一次的关键资源访问，不再是由唯一的一个控制节点决定，而是由所有控制节点共同决定。因此申请访问临界资源的节点不再只是向唯一的资源控制节点发送请求消息，而是需要向所有控制节点发送请求消息。当所有控制节点都同意申请节点的请求时，申请节点获得临界资源访问机会。

分布式数据库管理系统简介

分布式数据库管理系统简介 一、什么是分布式数据库： 分布式数据库系统是在集中式数据库系统的基础上发展来的。是数据库技术与网络技术结合的产物。 分布式数据库系统有两种：一种是物理上分布的，但逻辑上却是集中的。这种分布式数据库只适宜用途比较单一的、不大的单位或部门。另一种分布式数据库系统在物理上和逻辑上都是分布的，也就是所谓联邦式分布数据库系统。由于组成联邦的各个子数据库系统是相对“自治”的，这种系统可以容纳多种不同用途的、差异较大的数据库，比较适宜于大范围内数据库的集成。 分布式数据库系统（DDBS）包含分布式数据库管理系统（DDBMS和分布式数据库（DDB）。 在分布式数据库系统中，一个应用程序可以对数据库进行透明操作，数据库中的数据分别在不同的局部数据库中存储、由不同的DBMS进行管理、在不同的机器上运行、由不同的 操作系统支持、被不同的通信网络连接在一起。 一个分布式数据库在逻辑上是一个统一的整体：即在用户面前为单个逻辑数据库，在物理上则是分别存储在不同的物理节点上。一个应用程序通过网络的连接可以访问分布在不同地理位置的数据库。它的分布性表现在数据库中的数据不是存储在同一场地。更确切地讲，不存储在同一计算机的存储设备上。这就是与集中式数据库的区别。从用户的角度看，一个分布式数据库系统在逻辑上和集中式数据库系统一样，用户可以在任何一个场地执行全局应用。就好那些数据是存储在同一台计算机上，有单个数据库管理系统（DBMS）管理一样，用 户并没有什么感觉不一样。 分布式数据库中每一个数据库服务器合作地维护全局数据库的一致性。 分布式数据库系统是一个客户/ 服务器体系结构。 在系统中的每一台计算机称为结点。如果一结点具有管理数据库软件，该结点称为数据库服务器。如果一个结点为请求服务器的信息的一应用，该结点称为客户。在ORACL客户， 执行数据库应用，可存取数据信息和与用户交互。在服务器，执行ORACL软件，处理对ORACLE 数据库并发、共享数据存取。ORACL允许上述两部分在同一台计算机上，但当客户部分和 服务器部分是由网连接的不同计算机上时，更有效。 分布处理是由多台处理机分担单个任务的处理。在ORACL数据库系统中分布处理的例 子如： 客户和服务器是位于网络连接的不同计算机上。 单台计算机上有多个处理器，不同处理器分别执行客户应用。 参与分布式数据库的每一服务器是分别地独立地管理数据库，好像每一数据库不是网络化的数据库。每一个数据库独立地被管理，称为场地自治性。场地自治性有下列好处： ?系统的结点可反映公司的逻辑组织。

海量数据下分布式数据库系统的探索与研究

海量数据下分布式数据库系统的探索与研究 摘要：当前，互联网用户规模不断扩大，这些都与互联网的快速发展有关。现 在传统的数据库已经不能满足用户的需求了。随着云计算技术的飞速发展，我国 海量数据快速增长，数据量年均增速超过50％，预计到2020年，数据总量全球 占比将达到20％，成为数据量最大、数据类型最丰富的国家之一。采用分布式数 据库可以显著提高系统的可靠性和处理效率，同时也可以提高用户的访问速度和 可用性。本文主要介绍了分布式数据库的探索与研究。 关键词：海量数据；数据库系统 1.传统数据库： 1.1 层次数据库系统。 层次模型是描述实体及其与树结构关系的数据模型。在这个结构中，每种记 录类型都由一个节点表示，并且记录类型之间的关系由节点之间的一个有向直线 段表示。每个父节点可以有多个子节点，但每个子节点只能有一个父节点。这种 结构决定了采用层次模型作为数据组织方式的层次数据库系统只能处理一对多的 实体关系。 1.2 网状数据库系统。 网状模型允许一个节点同时具有多个父节点和子节点。因此，与层次模型相比，网格结构更具通用性，可以直接描述现实世界中的实体。也可以认为层次模 型是网格模型的特例。 1.3 关系数据库系统。 关系模型是一种使用二维表结构来表示实体类型及其关系的数据模型。它的 基本假设是所有数据都表示为数学关系。关系模型数据结构简单、清晰、高度独立，是目前主流的数据库数据模型。 随着电子银行和网上银行业务的创新和扩展，数据存储层缺乏良好的可扩展性，难以应对应用层的高并发数据访问。过去，银行使用小型计算机和大型存储 等高端设备来确保数据库的可用性。在可扩展性方面，主要通过增加CPU、内存、磁盘等来提高处理能力。这种集中式的体系结构使数据库逐渐成为整个系统的瓶颈，越来越不适应海量数据对计算能力的巨大需求。互联网金融给金融业带来了 新的技术和业务挑战。大数据平台和分布式数据库解决方案的高可用性、高可靠 性和可扩展性是金融业的新技术选择。它们不仅有利于提高金融行业的业务创新 能力和用户体验，而且有利于增强自身的技术储备，以满足互联网时代的市场竞争。因此，对于银行业来说，以分布式数据库解决方案来逐步替代现有关系型数 据库成为最佳选择。 2.分布式数据库的概念： 分布式数据库系统：分布式数据库由一组数据组成，这些数据物理上分布在 计算机网络的不同节点上（也称为站点），逻辑上属于同一个系统。 （1）分布性：数据库中的数据不是存储在同一个地方，更准确地说，它不是 存储在同一台计算机存储设备中，这可以与集中数据库区别开来。 （2）逻辑整体性：这些数据在逻辑上是相互连接和集成的（逻辑上就像一个 集中的数据库）。 分布式数据库的精确定义：分布式数据库由分布在计算机网络中不同计算机

多处理机操作系统论文

多处理机操作系统 【摘要】本文通过对操作系统的发展对引入多操作系统的原因和采用多处理机操作系统的优点进行了阐述。分别对多处理机操作系统的三种模式类型分别就其工作原理和特点进行了详细说明。随后对多处理机操作系统的共享公用存储器的实现方法进行了阐述，即处理机和存储器的几种连接方式的优缺点和实现原理进行了说明。 【summary】In this paper, the development of the operating system into multiple operating systems on the causes and the use of the advantages of multiprocessor operating system has been described. Multiprocessor operating systems, respectively, for the three model types in respect of its working principle and characteristics are described in detail. Then the multi-processor operating system share a common memory implementation are described,The processor and memory advantages and disadvantages of several connections and implementation principles described 【关键词】多处理机操作系统、主从式(master-slave)、 独立监督式(separate supervisor) 浮动监督式(floating superviso)、公用存储器、 操作系统经过上个世纪60、70年代的发展，到了本世纪80年代已趋于成熟，随着VLSI和计算机体系结构的发展，操作系统随之发展，形成了多处理机操作系统、微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统等。 从广义上说，多处理机操作系统，就是由多台计算机协同工作来完成所要求的任务的计算机系统操作系统。而传统的侠义上，多处理机系统的作用是利用系统内的多个CPU来并行执行用户的多个指令。这样做的优点有三。 第一、利用多个处理机提供在发生故障的情况下的冗余性，建立高度可靠的系统。 第二、将程序可以分成几个能作为进程独立执行的部分，减少程序执行的时间。 第三、通过并行执行多个用户程序，增加系统的吞吐量。 多个CPU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CPU均可访问系统内的所有存储器是其显著的特点。 引入多处理机系统的原因有以下三点： 1、增加系统的吞吐量 2、节省投资 3、提高系统的可靠性 多处理机操作系统的模式类型可分为三种： 1、主从式(master-slave)主从式操作系统即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。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。主从式操作系统的特点有如下几个特点： 1）：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。 2）：操作系统程序只在一台处理机上运行。

分布式数据库系统复习题

一、何为分布式数据库系统？一个分布式数据库系统有哪些特点？ 答案：分布式数据库系统通俗地说，是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统。分布式数据库系统使用计算机网络将地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多个逻辑单位连接起来，共同组成一个统一的数据库系统。因此，分布式数据库系统可以看成是计算机网络与数据库系统的有机结合。一个分布式数据库系统具有如下特点： 物理分布性，即分布式数据库系统中的数据不是存储在一个站点上，而是分散存储在由计算机网络连接起来的多个站点上，而且这种分散存储对用户来说是感觉不到的。 逻辑整体性，分布式数据库系统中的数据物理上是分散在各个站点中，但这些分散的数据逻辑上却构成一个整体，它们被分布式数据库系统的所有用户共享，并由一个分布式数据库管理系统统一管理，它使得“分布”对用户来说是透明的。 站点自治性，也称为场地自治性，各站点上的数据由本地的DBMS管理，具有自治处理能力，完成本站点的应用，这是分布式数据库系统与多处理机系统的区别。 另外，由以上三个分布式数据库系统的基本特点还可以导出它的其它特点，即：数据分布透明性、集中与自治相结合的控制机制、存在适当的数据冗余度、事务管理的分布性。 二、简述分布式数据库的模式结构和各层模式的概念。 分布式数据库是多层的，国内分为四层： 全局外层：全局外模式，是全局应用的用户视图，所以也称全局试图。它为全局概念模式的子集，表示全局应用所涉及的数据库部分。 全局概念层：全局概念模式、分片模式和分配模式 全局概念模式描述分布式数据库中全局数据的逻辑结构和数据特性，与集中式数据库中的概念模式是集中式数据库的概念视图一样，全局概念模式是分布式数据库的全局概念视图。分片模式用于说明如何放置数据库的分片部分。分布式数据库可划分为许多逻辑片，定义片段、片段与概念模式之间的映射关系。分配模式是根据选定的数据分布策略，定义各片段的物理存放站点。 局部概念层：局部概念模式是全局概念模式的子集。局部内层：局部内模式 局部内模式是分布式数据库中关于物理数据库的描述，类同集中式数据库中的内模式，但其描述的内容不仅包含只局部于本站点的数据的存储描述，还包括全局数据在本站点的存储描述。 三、简述分布式数据库系统中的分布透明性，举例说明分布式数据库简单查询的 各级分布透明性问题。 分布式数据库中的分布透明性即分布独立性，指用户或用户程序使用分布式数据库如同使用集中式数据库那样，不必关心全局数据的分布情况，包括全局数据的逻辑分片情况、逻辑片段的站点位置分配情况，以及各站点上数据库的数据模型等。即全局数据的逻辑分片、片段的物理位置分配，各站点数据库的数据模型等情况对用户和用户程序透明。

分布式系统架构设计

本文作者Kate Matsudaira是一位美丽的女工程副总裁，曾在Sun Microsystems、微软、亚马逊这些一流的IT公司任职。她有着非常丰富的工作经验和团队管理经验，当过程序员、项目经理、产品经理以及人事经理。专注于构建和操作大型Web应用程序/网站，目前她的主要研究方向是SaaS（软件即服务）应用程序和云计算（如大家所说的大数据）。 本文是作者在AOSA一书介绍如何构建可扩展的分布式系统里的内容，在此翻译并分享给大家。 开源软件已经成为许多大型网站的基本组成部分，随着这些网站的逐步壮大，他们的网站架构和一些指导原则也开放在开发者们的面前，给予大家切实有用的指导和帮助。 这篇文章主要侧重于Web系统，并且也适用于其他分布式系统。 Web分布式系统设计的原则 构建并运营一个可伸缩的Web站点或应用程序到底是指什么？在最初，仅是通过互联网连接用户和访问远程资源。 和大多数事情一样，当构建一个Web服务时，需要提前抽出时间进行规划。了解大型网站创建背后的注意事项以及学会权衡，会给你带来更加明智的决策。下面是设计大型Web系统时，需要注意的一些核心原则： ?可用性 ?性能 ?可靠性 ?可扩展 ?易管理 ?成本 上面的这些原则给设计分布式Web架构提供了一定的基础和理论指导。然而，它们也可能彼此相左，例如实现这个目标的代价是牺牲成本。一个简单的例子：选择地址容量，仅通过添加更多的服务器（可伸缩性），这个可能以易管理（你不得不操作额外的服务器）和成本作为代价（服务器价格）。 无论你想设计哪种类型的Web应用程序，这些原则都是非常重要的，甚至这些原则之间也会互相羁绊，做好它们之间的权衡也非常重要。 基础

分布式数据库系统

分布式数据库系统 分布式数据库系统有两种：一种是物理上分布的，但逻辑上却是集中的。这种分布式数据库只适宜用途比较单一的、不大的单位或部门。另一种分布式数据库系统在物理上和逻辑上都是分布的，也就是所谓联邦式分布数据库系统。由于组成联邦的各个子数据库系统是相对“自治”的，这种系统可以容纳多种不同用途的、差异较大的数据库，比较适宜于大范围内数据库的集成。 ----- ---- 分布式数据库系统(DDBS)包含分布式数据库管理系统(DDBMS)和分布式数据库(DDB)。在分布式数据库系统中，一个应用程序可以对数据库进行透明操作，数据库中的数据分别在不同的局部数据库中存储、由不同的DBMS进行管理、在不同的机器上运行、由不同的操作系统支持、被不同的通信网络连接在一起。 一个分布式数据库在逻辑上是一个统一的整体，在物理上则是分别存储在不同的物理节点上。一个应用程序通过网络的连接可以访问分布在不同地理位置的数据库。它的分布性表现在数据库中的数据不是存储在同一场地。更确切地讲，不存储在同一计算机的存储设备上。这就是与集中式数据库的区别。从用户的角度看，一个分布式数据库系统在逻辑上和集中式数据库系统一样，用户可以在任何一个场地执行全局应用。就好那些数据是存储在同一台计算机上，有单个数据库管理系统(DBMS)管理一样，用户并没有什么感觉不一样。 分布式数据库系统是在集中式数据库系统的基础上发展起来的，是计算机技术和网络技术结合的产物。分布式数据库系统适合于单位分散的部门，允许各个部门将其常用的数据存储在本地，实施就地存放本地使用，从而提高响应速度，降低通信费用。分布式数据库系统与集中式数据库系统相比具有可扩展性，通过增加适当的数据冗余，提高系统的可靠性。在集中式数据库中，尽量减少冗余度是系统目标之一．其原因是，冗余数据浪费存储空间，而且容易造成各副本之间的不一致性．而为了保证数据的一致性，系统要付出一定的维护代价．减少冗余度的目标是用数据共享来达到的。而在分布式数据库中却希望增加冗余数据，在不同的场地存储同一数据的多个副本,其原因是：①．提高系统的可靠性、可用性当某一场地出现故障时，系统可以对另一场地上的相同副本进行操作，不会因一处故障而造成整个系统的瘫痪。②．提高系统性能系统可以根据距离选择离用户最近的数据副本进行操作，减少通信代价，改善整个系统的性能。 分布式数据库具有以下几个特点： (1)、数据独立性与位置透明性。数据独立性是数据库方法追求的主要目标之一，分布透明性指用户不必关心数据的逻辑分区，不必关心数据物理位置分布的细节，也不必关心重复副本（冗余数据）的一致性问题，同时也不必关心局部场地上数据库支持哪种数据模型．分布透明性的优点是很明显的．有了分布透明性，用户的应用程序书写起来就如同数据没有分布一样．当数据从一个场地移到另一个场地时不必改写应用程序．当增加某些数据的重复副本时也不必改写应用程序．数据分布的信息由系统存储在数据字典中．用户对非本地数据的访问请求由系统根据数据字典予以解释、转换、传送． (2)、集中和节点自治相结合。数据库是用户共享的资源．在集中式数据库中，为了保证数据库的安全性和完整性，对共享数据库的控制是集中的，并设有DBA负责监督和维护系统的正常运行．在分布式数据库中，数据的共享有两个层次：一是局部共享，即在局部数据库中存储局部场地上各用户的共享数据．这些数据是本场地用户常用的．二是全局共享，即在分布式数据库的各个场地也存储可供网中其它场地的用户共享的数据，支持系统中的全局应用．因此，相应的控制结构也具有两个层次：集中和自治．分布式数据库系统常常采用集中和自治相结合的控制结构,各局部的DBMS可以独立地管理局部数据库，具有自治的功能．同时，系统又设有集中控制机制，协调各局部DBMS 的工作，执行全局应用。当然,不同的系统集中和自治的程度不尽相同．有些系统高度自治，连全局

分布式系统综述论文

计算机新技术讲座报告 ——分布式系统设计概述 摘要：计算机诞生60多年以来，计算机技术发生了一系列伟大的革命，随着人们对计算速度、系统可靠性和成本实效性等要求的不断提高，传统的冯·诺依曼型结构已经无法满足上述的要求，而随着计算机网络的出现，分布式系统成为可能并得到飞速发展和应用。本文从分布式系统定义、特性、拓扑结构、算法和应用等方面详细介绍了分布式系统，并通过与计算机网络的比较更深刻地阐述了分布式系统的特点。 关键字：分布式系统网络云计算 一、前言 自1946年第一台计算机ENIAC诞生，60多年来，计算机技术取得了飞速的发展。50年代，计算机是串行处理机，一次运行一个作业直至完成。这些处理机通过一个操作员从控制台操纵，而对于普通用户则是不可访问的。在60年代，需求相似的作业作为一个组以批处理的方式通过计算机运行以减少计算机的空闲时间。同一时期还提出了其他一些技术，如利用缓冲、假脱机和多道程序等的脱机处理。70年代产生了分时系统，不仅作为提高计算机利用率的手段，也使用户离计算机更近了。分时是迈向分布式系统的第一步：用户可以在不同的地点共享并访问资源。从80年代中期开始，计算机技术领域中两方面的进步开始使得多台计算机连接成为可能。第一项进步是高性能微处理器的开发，第二项进步是高速计算机网络的发明。有了以上这些技术的使用，到了90年代，分布式系统迎来了它发展的春天。当用户需要完成任何任务时，分布式计算提供对尽可能多的计算机能力和数据的透明访问，同时实现高性能与高可靠性的目标。在过去10多年里，无数研究人员都在研究分布式硬件结构和软件设计来开发利用其潜在的并行性和容错性。 二、分布式系统定义 分布式系统是若干独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说就像是单个相关系统。这包含了两方面的内容。第一个方面是关于硬件的：机器本身是独立的。第二个方面是关于软件的：对用户来说他们就想在于单个系统打交道。 如果一个系统的部件局限在一个地方，它就是集中式的；如果它的部件在不同地方，部件之间要么不存在或仅存在有限的合作，要么存在紧密的合作，它是分散式的。当一个分散式系统不存在或仅存在有限的合作时，它就被称作网络的；否则它就被称作分布式的，表示在不同地方的部件之间存在紧密的合作。在给出分布式系统具体定义的模型中，分布式系统可以用硬件、控制、数据这三个维度加以检验。 有人用一个公式来形容分布式系统，分布式系统=分布式硬件+分布式控制+分布式数据，这是最恰当的概括。 从狭义上分析，分布式计算就是在两个或多个软件互相共享信息，这些软件既可以在同一台计算机上运行，也可以在通过网络连接起来的多台计算机上运行。从广义上讲，它研究

第7章分布式操作系统.

第七章分式操作系统 一、填空题 １网络拓扑结构主要有三种，它们是（），（），（）· 2．将IP地址和城名对应的协议是（）· 3．OSI参考模型由（）层组成，TCP／IP参考模型由（）组成． 4．在TCP／IP模型的传输层共有两个协议，它们是（），（）· 5．将物理地址和IP转化的协议是（）· 6．使用TCP提供基于Web浏览器的Internet访问服务的是（）服务，它通常使用（）端口． 7．Java中与远程过程调用具有相似特性的方法是（）· 8．Java中将远程对象注册到RMl名称注册表，以便客户端就能够找到这些服务器对象的语句是（）· 9．在分布式系统不能采用诸如信号量，管程等方法来解决进程的互斥和死锁问题，因为这些 10，假设在一个分布式系统中有n个进程，采用分布式算法解决互斥问题时，使用一次所需发送的消息数为（）· 11．在选举的环算法中，当一个进程发现管理员不能工作时，它把包含（）的选举(ELECTION)消息发给它的后继进程． 12．分布式文件系统的设计基于（）模式． 13．命名的透明性分两种：（）和（）· 14．若某分布式系统某一个文件共有6个复制，假设采用的是Gifford方案，那么需满足（），文件才可以读取或者修改． 15．对读取文件有效，但是丝毫不影响写文件的解决缓存一致性问题的算法是（）· 16. Sun公司的NFS实现包括（）层，顶层是（）· 17．分布式系统通信基于（）协议． 18．一个分布式系统是一组通过网络相连的各自独立的计算机的（）。 19．分布式系统提供一种高效而且简便的环境来（）资源． 20．使用分布式系统主要基于以下四点：资源共享，（），可靠性，通信． 21．要使得系统中的计算机联合起来工作，系统中的计算机必须通过（）(比如电缆)的方法连接起来． 22、（）结构是将所有网络上的计算机设备全都连接在一条电缆上． 23．星形网路上各个节点之间的通信都统一由（）控制。 24．环形网络有以下优点（）。 25．网络有两种基本类型：（）· 26．共享式局域网可能有不同的拓扑结构：（） 27．局城网最基本的物理形式是采用某种类型的导线或电缆，把两台或多台计算机连接起来， 以形成这些计算机之间的（）· 28．在大多数广城网中，通信子网一般都包括两部分：（）

楼宇智能监控论文

智能楼宇监控 内容提要： 近些年来，随着经济的发展，人们生活质量的提高，一般的楼宇已经不能满足人们对人身财产安全的要求。然而，智能楼宇监控系统的出现将从根本上改善这个问题。因此，楼宇采用现代化安防技术是目前发展的必然趋势。 指纹门禁系统是智能楼宇出入管理的一个重要措施，它可以通过所采集的住户指纹信息来对出入门禁的人进行核对，以确保住户的人身财产安全。视频监控系统现多采用数字信号处理技术，根据监控点的不同选择不同的监控设备，并通过数字硬盘录像机（DVR）对监控区域进行录制。可视对讲系统是对门禁系统的更进一步完善，住户可以通过该系统对探访者进行视频认证，从而为住户人身财产安全提供更好的保证。智能楼宇监控技术的推广，对于改善人居环境，促进可持续发展也具有重要意义。 关键词：智能监控安防

Abstract： In recent years, with the development of economy, the quality of people's life is improving, general building cannot have satisfied the requirement of personal property safety . However, intelligent building security monitoring system would radically improve the problem. Therefore, it is the inevitable trend of current development for building which adopts the modern security technology. Fingerprint entrance guard system is one of the important measures in the management for the intelligent building ,it can check out the people through the acquisition of the residents of fingerprint information to ensure personal property safety . Video monitoring systems are now mostly adopted digital signal processing technology, according to the different choices of decentralizing we chose the different monitoring equipment, and record the different monitor region through digital hard disk video recorder (DVR) .Visible interphone system is the further improvement of entrance guard system, residents can recognize the visitors by video through this system, so it can provide better guarantee for personal property safety . The promotion of intelligent building security monitoring technology has important meaning on improving the living environment and promoting sustainable. Key words：intelligent security monitoring

分布式计算论文

华北水利水电大学资环学院 论 文 专 业： webGIS 班 级： 2013011 学 号： 201301125 姓 名： 彭程________ _ 指导教师： 李名勇

分布式计算和网格计算 摘要：随着社会的发展，人们的应用需求不断提高，同时原有问题的求解领域的不断扩展和复杂化，并层出不穷的涌现出新问题需求，但是现有的计算机和设备无论从自身的性能还是从局部的合作上都无法满足人们日益增加的要求，然而由于网络等相关技术的发展，使得世界各地的计算机可以联网协同工作，利用空闲的以前无法使用和共享的设备等空闲资源。 关键词：分布式计算，网格计算，分别，特点 一、分布式计算和网格计算的定义 1）分布式计算的定义 所谓分布式计算是一门计算机科学，它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。最近的分布式计算项目已经被用于使用世界各地成千上万位志愿者的计算机的闲置计算能力，通过因特网，您可以分析来自外太空的电讯号，寻找隐蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以寻找超过1000万位数字的梅森质数；您也可以寻找并发现对抗艾滋病病毒的更为有效的药物。这些项目都很庞大，需要惊人的计算量，仅仅由单个的电脑或是个人在一个能让人接受的时间内计算完成是决不可能的。 分布式计算是一种新的计算方式。所谓分布式计算就是在两个或多个软件互相共享信息，这些软件既可以在同一台计算机上运行，也可以在通过网络连接起来的多台计算机上运行。分布式计算比起其它算法具有以下几个优点： 1、稀有资源可以共享。 2、通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载。 3、可以把程序放在最适合运行它的计算机上。 其中，共享稀有资源和平衡负载是计算机分布式计算的核心思想之一。2）网格计算的定义 实际上，网格计算就是分布式计算的一种。网格计算即分布式计算，是一门计算机科学。它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果。最近的分布式计算项目已经被用于使用世界各地成千上万志愿者的计算机的闲置计算

简述分布式操作系统

郑州轻工业学院 课程设计报告 题目简述分布式操作系统学生姓名杨元家张峰崎 专业班级计科11-01 学号0152 0153 院（系）计算机与通信工程指导教师张旭 完成时间2014 年6月18日

目录 摘要错误!未定义书签。 1 分布式操作系统的特点错误!未定义书签。 2 网络操作系统和分布式操作系统的区别错误!未定义书签。 网络操作系统错误!未定义书签。 网络操作系统错误!未定义书签。 网络操作系统对于计算机网络的作用错误!未定义书签。 分布式操作系统错误!未定义书签。 集群为了提高计算机的性能错误!未定义书签。 分布式操作系统错误!未定义书签。 网络操作系统和分布式操作系统的区别是：错误!未定义书签。 3 以大规模IPTV点播系统为例说明分布式系统分布方式错误!未定义书签。分布式点播系统分析错误!未定义书签。 分布式系统典型结构错误!未定义书签。 分布式系统工作原理错误!未定义书签。 分布式系统的典型应用错误!未定义书签。 分布式点播系统的局限性错误!未定义书签。 结论错误!未定义书签。 参考文献错误!未定义书签。 分布式操作系统的特点

摘要 本文介绍了分布式操作系统的特点以及与网络操作系统的区别，并且以大规模IPTV 点播系统为例说明分布式系统分布方式，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，在大规模IPTV点播系统中，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在服务器系统中是如何实现分布的。 关键字：分布式操作系统、网络操作系统、IPTV点播系统 1 分布式操作系统的特点 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。

分布式数据库系统(DDBS)概述.

分布式数据库系统(DDBS概述 一个远程事务为一个事务,包含一人或多个远程语句,它所引用的全部是在同一个远程结点上.一个分布式事务中一个事务,包含一个或多个语句修改分布式数据库的两个或多个不同结点的数据. 在分布式数据库中,事务控制必须在网络上直辖市,保证数据一致性.两阶段提交机制保证参与分布式事务的全部数据库服务器是全部提交或全部回滚事务中的语句. ORACLE分布式数据库系统结构可由ORACLE数据库管理员为终端用户和应用提供位置透明性,利用视图、同义词、过程可提供ORACLE分布式数据库系统中的位置透明性. ORACLE提供两种机制实现分布式数据库中表重复的透明性：表快照提供异步的表重复;触发器实现同步的表的重复。在两种情况下，都实现了对表重复的透明性。 在单场地或分布式数据库中，所有事务都是用COMMIT或ROLLBACK语句中止。 二、分布式数据库系统的分类： (1 同构同质型DDBS：各个场地都采用同一类型的数据模型(譬如都是关系型，并且是同一型号的DBMS。 (2同构异质型DDBS：各个场地采用同一类型的数据模型，但是DBMS的型号不同，譬如DB2、ORACLE、SYBASE、SQL Server等。 (3异构型DDBS：各个场地的数据模型的型号不同，甚至类型也不同。随着计算机网络技术的发展，异种机联网问题已经得到较好的解决，此时依靠异构型DDBS就能存取全网中各种异构局部库中的数据。 三、分布式数据库系统主要特点： DDBS的基本特点： (1物理分布性：数据不是存储在一个场地上，而是存储在计算机网络的多个场地上。 逻辑整体性：数据物理分布在各个场地，但逻辑上是一个整体，它们被所有用户(全局用户共享，并由一个DDBMS统一管理。 (2场地自治性：各场地上的数据由本地的DBMS管理，具有自治处理能力，完成本场地的应用(局部应用。 (3场地之间协作性：各场地虽然具有高度的自治性，但是又相互协作构成一个整体。 DDBS的其他特点 (1数据独立性 (2集中与自治相结合的控制机制 (3适当增加数据冗余度

分布式系统中的日志分析及应用

一ｄｏｉ:１０.３７７２/ｊ.ｉｓｓｎ.１００２￣０４７０.２０１９.０４.００１ 分布式系统中的日志分析及应用① 陆一杰②????一李一丰??一李一炼???? (?中国科学院计算技术研究所计算机体系国家重点实验室一北京１００１９０) (??中国科学院信息工程研究所一北京１００１９３) (???中国科学院大学一北京１００１９０) 摘一要一分布式系统是支撑当前大数据时代各种大数据应用和在线服务的基础平台?分布式系统的质量是大数据应用提供良好服务的基础和前提?伴随着大规模分布式系统的广泛应用?由分布式系统缺陷带来的影响和危害日益严重?但分布式系统在设计二实现和部署方面的复杂性?导致系统的开发和维护人员很难准确地理解和掌握整个系统的行为?难以及时发现系统中存在的故障并进行修复?分布式系统日志涵盖了丰富的信息?是辅助用户理解分布式系统逻辑二剖析系统性能二检测系统异常以及诊断故障原因的重要依据?但复杂的日志结构二庞大的日志规模以及属于不同功能模块二不同用户请求的日志之间相互交错?为人工分析二挖掘日志中的有效信息带来了巨大的困难?本文对近年来针对分布式系统日志的分析和应用技术进行综述:首先总结了分布式系统日志分析与应用的通用流程?提炼出其中的３个关键步骤?即日志的收集与解析二日志划分二以及日志特征的挖掘与应用?然后针对上述３个关键步骤?逐一分析需要解决的技术问题?分类阐述目前主流的技术方案?对比技术特征或适用场景?文章还归纳了目前常用的３类日志特征?并从４个方面就该领域未来可能的研究方向提出展望? 关键词一分布式系统?日志分析?特征挖掘?异常检测?故障诊断 ０一引言 分布式系统是支撑大数据时代各种大数据应用和在线服务的基础平台?如服务于大规模数据存储的分布式数据库ＢｉｇＴａｂｌｅ[１]和分布式文件系统 ＨＤＦＳ[２]?服务于大规模数据处理的分布式计算框架ＭａｐＲｅｄｕｃｅ[３]和Ｓｐａｒｋ[４]?服务于云计算平台的ＯｐｅｎＳｔａｃｋ[５]等?这些分布式系统的正常运行是在线服务质量的基础和前提?伴随着大规模分布式系统的广泛应用?由分布式系统缺陷(如设计缺陷二实现缺陷二硬件缺陷等)带来的影响和危害日益严重?比如２０１１年?亚马逊公司的ＥＣ２平台的一个缺陷导致集群中的所有存储空间被耗尽?经过两天的修复?仍有０.０７％的用户数据无法复原[６]?此外?据文献[７?８]统计?微软二脸书等公司的分布式系统每年总计的宕机时间约有７.７３８小时?由此带来的经济损失高达２.８５亿美元?如何确保分布式系统持续性地提供高质量服务是学术界和工业界广泛关注的问题? 为确保分布式系统持续性地提供高质量的服务?系统维护人员需要熟悉系统的整体构造和局部逻辑?从而能够及时发现系统运行时的故障二快速诊断出故障原因并进行修复?但是分布式系统通常规 ３０３ 一高技术通讯２０１９年第２９卷第４期:３０３~３２０一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 ① ②国家重点研发计划(２０１７ＹＦＢ０２０２００２)和国家自然科学基金(６１５２１０９２)资助项目? 男?１９９１年生?博士生?研究方向:编译?程序分析?日志分析?分布式系统?联系人?Ｅ￣ｍａｉｌ:ｌｕｊｉｅ＠ｉｃｔ.ａｃ.ｃｎ (收稿日期:２０１８￣０７￣１０)

浅谈计算机操作系统的论文

浅谈计算机操作系统的论文 《浅谈计算机操作系统及其发展》 摘要：本文浅谈了有关计算机的操作系统及其发展。 关键字：计算机操作系统;功能 一、引言 随着我国经济社会的快速发展，计算机已经逐渐渗透到人们生活的各个领域，计算机操作系统也得到了长足的发展，操作系统是管 理计算机软硬件资源、控制程序运行、改善人机界面和为应用软件 提供支持的一种系统，操作系统功能强大，能够为用户带来良好的 界面体验，当然操作系统也在不断的完善和发展，操作系统从最简 单的批处理系统、分时操作系统，到今天的各种面向PC的操作系统 和面向大型机的多任务、多用户系统，它们在调度和控制计算活动，提供软件开发、运行和应用环境，挖掘计算机潜力，提高计算机的 性能方面发挥着越来越重要的作用。对计算机操作系统的研究，学 者一般集中在对计算机系统开发的研究上，而从计算机系统及其发 展的角度进行研究的文章较少，本文从计算机系统基本情况着手， 探讨了现代计算机操作系统的功能，并对计算机操作系统的发展情 况进行了简单的总结。希望能够对计算机操作系统理论研究有所启发。 二、计算机操作系统概述 (一)操作系统发展的目标 操作系统一方面直接管理和控制着所有的硬件和软件，使计算机系统的各部件相互协调一致的开展工作，另一方面它想用户提供正 确的利用软硬件资源的方法和环境，使用户能够通过操作系统充分 而有效的使用计算机。计算机操作系统有四个方面的目标： (1)方便。进行操作系统配置能够是用户计算机系统更容易运用，方便用户利用计算机处理任务。

(2)有效。操作系统要能够使计算机系统的CPU和I/O设备得到 更有效的利用。 (3)可扩展能力。计算机操作系统要适应计算机硬件和体系结构 的方面，要具有良好的扩展性，可扩展性是计算机系统性能是否优 越的重要指标。 (4)开放性。计算机操作系统要适应各种不同类型的计算机硬件 系统，实现应用程序的可移植和互操作性，互联网是一个开放性平台，这也决定了计算机操作系统必须是一个开放性平台。能够帮助 用户实现资源共享。 (二)用户角度下的操作系统层次结构 三、计算机操作系统功能 (一)处理器管理 计算机操作系统一个重要的功能就是实现对中央处理器的管理，总所周知，中央处理器是计算机的核心部件，它是决定计算机性能 的关键指标，计算机在执行单道作业或者单用户作业命令时，对处 理器的管理任务相对简单，但是在计算机执行多道程序或者命令时，如何将中央处理器的时间合理的分配给各个程序这一任务就相对复杂，计算机操作系统能够有效解决这一问题，计算机操作系统对处 理器的管理就是要解决CPU分配策略、实施方法等问题。 (二)存储管理 计算机操作系统存储管理主要工作任务是对存储器进行分配、保护、扩充和管理，主要围绕以下三个方面开展工作： (1)内存分配。在内存中有操作系统、其他系统软件及一个或多 个用户程序。如何分配内存、以保障系统及各用户程序存储区不冲突，是内存分配解决的主要问题。 (2)存储保护。系统中存在着多个任务程序运行，通过存储管理 可以保证程序在执行过程中不会相互占用，并且确保用户执行程序 无法破坏系统程序。