分布式操作系统讲稿.pdf

分布式操作系统是一种先进的计算机系统结构，它通过网络连接多台计算机，形成一个协同工作的整体，为用户提供单一、统一的计算环境。这种系统与传统的集中式操作系统相比，主要特点是分布性、自治性和透明性。 分布性意味着系统中的硬件、逻辑单元、数据和处理能力都是分散在网络的不同节点上。每个节点都有独立的计算能力，可以执行特定的任务。自治性指的是每个节点都有自我管理和执行任务的能力，不需要中央控制。透明性是分布式系统的核心特性之一，用户在使用系统时，感觉就像是在使用单个计算机，无需关心服务实际位于哪个物理设备上。 分布式操作系统的基本功能包括进程通信和资源共享，确保系统作为一个整体运行，并支持并行计算。进程管理是系统的关键部分，涉及处理器的分配策略，如不可迁移和可迁移策略。不可迁移策略简化了系统设计，但可能导致负载不平衡，而可迁移策略则可以通过动态调整进程位置来优化资源利用，但也增加了系统复杂性。 在进程管理中，处理器的分配算法多种多样，如图论算法、集中式算法、层次化算法等，旨在最大化CPU利用率和优化响应时间。进程同步和互斥是分布式系统中的挑战，因为节点间的通信存在延迟，且没有共享内存，无法像集中式系统那样使用传统信号量进行同步。为此，事件排序和分布式同步算法如Lamport算法和Ricart-Agrawala算法被提出，以确保进程按照预定顺序访问资源，同时防止冲突。 Lamport算法通过事件的时间戳进行排序，确保访问临界资源的事件按顺序处理。Ricart-Agrawala算法则通过请求和回复消息机制，确保进程在获得所有其他进程同意后才能进入临界区，从而实现同步和互斥。 总结来说，分布式操作系统是构建大规模、高可用性计算环境的基础，它的核心在于如何有效地管理分散的计算资源，实现进程的高效协调和资源的透明访问。理解并掌握分布式操作系统的设计原理和管理策略对于理解和开发分布式应用至关重要，也是IT专业人员必备的知识点。