全国计算机四级考试复习纲要-第三第四章(4)

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  3.Windows的使用

  Windows95具有全新的画面和容易使用的操作界面。Windows95中文版也是微软公司推出的32位中文操作系统,

  为用户提供了可视的操作环境,使操作更方便;还安排了许多捷径,如捷径菜单、捷径图标等,为访问重要的文件和程序提供了一种快捷的方法。

  (1)Windows95中文版的安装安装Windows95中文版的环境可以是MS-DOS系统环境,也可以是Windows3.1环境。如果从MS-DOS系统安装,可把安装盘插入A驱动器后键入命令:A:>SETUP然后根据屏幕上的提示进行安装。若要使用光盘进行安装(假定光盘的盘符为F),则可如下键入命令:F:\P Win95>SETUP如果安装环境是Windows3.1,应在Windows3.1的运行状态从其“程序管理器”或“文件管理器”中激活“运行”操作的对话框,然后在对话框中输入:F:\P Win95>SETUP即可。

  (2)Windows95中文版的启动当在计算机上安装了Windows95中文版后,就可很方便地启动它。打开计算机的电源就可以屏幕上看到Microsoft Windows的标志,然后将直接进入Windows95中文版的操作环境,在屏幕上会出现Windows95中文版的桌面、“欢迎”窗口以及“任务栏”。Windows95中文版的桌面上有许多不同的图标,例如,“我的电脑”、“网上邻居”、“回收站”、“收件箱”、“公文包”等。只要点击这些图标就可从它们的窗口中查看其内容,从“我的电脑”中可查看该计算机的硬件配置情况;从“网上邻居”中可浏览网络中的计算机;也可将要删除的文件丢弃到“回收站”或从“回收站”救回被丢弃的文件;利用“收件箱”可传递和接收电子邮件;通过“公文包”实现文件操作的同步,等等。“欢迎”窗口为用户提供联机帮助,每次启动时系统会在“欢迎”窗口给出提示,并设有“Windows漫游”、“新特征”、“联机注册”、“下一提示”、“关闭”等按钮。打开“Windows漫游”钮,按照系统的操作说明和窗口的指示可以学习Windows课程;按“新特征”钮后可以得到Winˉdows95中文版的帮助信息;按“下一提示”可以查看其它的提示信息;按“关闭”钮退出欢迎窗口。屏幕的下方是“任务栏”,在Windows95中文版中只要用户打开某一图标,系统就在任务栏上自动建立一个对应的图标按钮。“任务栏”左边有一个“开始”钮,当用户点击“开始”钮后,系统会打开一组多层次的“开始”菜单。用户根据需要选择菜单中的项,可以打开应用程序、改变系统设置、打开文档数据,或取得系统的帮助信息等。

  4.Windows95中文版的运行

  Windows95中文版是具有MS-DOS兼容性的操作系统,既能在Windows95中文版环境运行,也能进入MS-DOS的操作环境,使得一些只能在MS-DOS操作系统下才能运行的应用软件也能正常运行。

  (1)运行方式的选择我们已经知道,对装有Windows95中文版的计算机,只要打开电源就可以直接进入Winˉdows95中文版的操作环境。如果想进入MS-DOS的操作环境,可采用如下几种办法:①开机时进入MS-DOS方式。当开打电源计算机完成硬件检测之后,在进入Windows95操作环境之前,屏幕上会出现Starting Windows95的揭示信息,且启动程序在此画面上暂停2秒。用户可以利用此2秒时间来选择操作环境,若在这段时间里按下了“F4”键,则启动过程就转为进入安装Windows95中文版之前的MS-DOS方式。当退出MS-DOS后,系统会自动重新启动Windows95中文版。

  ②从Windows95转入MS-DOS方式。如果要从Windows95中文版转入MS-DOS的操作环境,则可按“开始”钮,然后在“开始”菜单中点选“程序”命令,再点选“MS-DOS方式”项就可切换到MS-DOS的操作环境。但是,此时使用的是Windows95中文版上的MS-DOS系统。如果要退出MS-DOS方式,可以键入Win或Exit命令,系统将重新进入Windows95中文版环境。若在Windows95中文版的MS-DOS方式下程序不能顺利地执行,则可进一步设置MS-DOS方式。只要打开“MS-DOS方式属性”对话框,就可针对要运行的MS-DOS的工作模式。允许用户选择“当前的MS-DOS配置”(指开机时的配置或前一程序定义的配置)或“新定义的MS-DOS配置”,当用户选定后系统将进入指定的MS-DOS方式。当退出MS-DOS方式时,系统自动重新启动Windows95中文版。

  ③从“关闭系统”进入MS-DOS方式。当计算机被启动进入Windows95中文版后,按“开始”钮,再点选“开始”菜单最底部的“关闭系统”命令,此时屏幕上会出现“关闭Windows”的对话框。从对话框中点选“重新启动计算机并切换到MS-DOS方式”后,系统将退出Windows95中文版而进入MS-DOS方式。此时将使用Windows95中文版上的MS-DOS系统,当键入Win或Exit命令则可重新进入Windows95中文版环境。

  (2)程序的打开与关闭Windows95中文版的操作一般都从“开始”钮开始,当按了“开始”钮就可从“开始”菜单点选其中的项或子项,这些选项对应的应用程序就被打开。系统为每一个被打开的程序建立一个窗口,各种操作都应在窗口中完成。Windows95中文版允许用户同时打开多个应用程序,同时执行多项任务,因此,经常要进行应用程序之间的切换。Windows95中文版提供了一种方便的切换方法。在Windows95中文版中,对于用户打开的对象,系统都会在桌面的“任务栏”上建立一个小图标按钮,如果希望切换到某个应用程序,只要点击“任务栏”上的对应图标,系统就会快速地把它对应的窗口切换成“活动窗口”。活动窗口出现在其它窗口的最前面,用户可以在活动窗口中进行操作。利用窗口上的“关闭窗口”钮,或者点选对应菜单中的“退出”命令,则可以关闭相应的程序。

  (3)联机求助。Windows95中文版提供了完整的联机帮助信息,通过如下的途径可以得到求助信息:

  ①“欢迎”窗口。启动Windows95中文版后,使用屏幕上的“欢迎”窗口中的各种按钮,可以得到Windows95中文版的帮助信息。

  ②使用“帮助”命令。点选任务栏上“开始”钮,然后选“帮助”命令,系统就会找开一个“Windows帮助”对话框。用户可以从该帮助对话框中点选帮助项目,选定后由系统显示帮助内容,也可以按用户要求把帮助内容打印出来。

  ③使用“F1”键。当用户打开了某个窗口后,不知道如何去操作,则可以按下键盘上的“F1”键,系统就会给出此窗口对应的帮助信息。

  (4)创建快捷方式在Windows95中文版中,有时为了打开一个应用软件需要一层又一层地查找菜单,用户感到不方便。因此,Windows95中文版提供了快捷方式。用户可以把常用的文件和软件通过创建快捷方式放到桌面上,以后就可方便地直接在桌面上打开这些文件和应用软件。在Windows95中,用户可以在“我的电脑”所打开的窗口中创建快捷方式,也可以在“Winˉdows资源管理器”中创建快捷方式。首先,确定要建立快捷方式的对象,这些对象可以是文件、文件夹(在Windows95中文版中把文件目录称为文件夹)、驱动器、打印机等。然后,点选“文件”菜单下“创建快捷方式”命令,就会出现确定对象的快捷方式图标。最后,点选该快捷方式图标,把它拖曳到桌面的合适位置。当在桌面上建立了快捷方式的图标后,只要用鼠标直接点击图标就可打开对应的窗口。如果某个对象的快捷方式不再使用,则可随时删除它。不管是创建或删除快捷方式,都不会改变原始文档的任何数据和保存文档的位置。

  5.Windows98

  Windows98操作系统是Windows95的升级,它承袭了Windows95的特点,改进了Winˉdows95中不尽周全之处,并且使所有在Windows95下的软件和新型的硬件设备发挥了最高作用。Windows98包括了传统操作系统和Windows95操作系统的一切功能,能支持16位/32位应用程序的运行,在支持传统的Windows应用程序的同时,还提供了许多增强的功能。

  (1)Windows98操作系统的特点

  ①稳定性高Windows98对内部的程序组进行了调整和改进,使其能更平稳地进行。Windows98定期自动检查硬盘操作状态、系统文件以及硬盘配置数据,并自动修正错误,以维持Windows98的正常运行。

  ②运行速度快Windows98在开机、关机、载入应用程序的速度上都有大幅度提高,缩短了等待时间。

  ③操作简便Windows98维持了与Windows95相似的用户图形界面形式,但在操作层次上更为清晰。Windows98还提供了增强型的即插即用功能,在设备安装的简易性上有很大提高。

  ④强大的网络功能Windows98集成了本地计算机系统、局域网和因特网上的资源,可以直接操作各种网络和网页数据。

  (2)Windows98的操作

  ①Windows98的安装Windows98的安装环境可以是MS-DOS,也可以是Windows3.1或Windows95。如果计算机系统中没有任何的Windows程序,则可以在MS-DOS环境下安装;如果希望保留已有的Windows应用程序,则需要在原来的Windows环境(Windows3.1或Windows95)下进行安装。安装操作与安装Windows95类似,如果从软盘装入,只要把安装盘插入A驱动器,在A驱动器的提示符下键入“SETUP”命令。如果要从光盘装入,只要启动Windows98目录下的安装程序“SETUP.exe”就行了。在安装Windows98的过程中。安装程序会给出各种提示,只要遵循画面上的指示,就可逐步完成Windows98操作系统的安装工作。

  ②Windows98的启动Windows98操作系统提供可视的操作方式,开机后系统自动检测计算机的各种硬件设备,然后进入Windows98的操作环境。这时,屏幕上会显示Windows98的“桌面”,桌面上有“我的电脑”、“我的文件夹”、“网上邻居”、“回收站”、“收件箱”、“我的公文包”等图标。在屏幕下方的“任务栏”中显示正在运行的应用程序的图标和开始钮。按开钮后,会显示一份开始菜单。开始菜单中列出了各种可以进行的操作,主要的操作有:Windows更新、程序组、个人收藏夹、文档、设置、查找、帮助、运行、注销、关闭系统等。用户可以选择自己需要的操作,当选定操作后就由相应的Windows应用程序来完成指定的功能。例如,选择了“更新”操作,就由Windows更新程序自动安装最新的设备驱动程序及系统文件,并允许使用者自行下载指定的驱动程序与系统文件。又如,选择了“程序组”操作,系统会把各个程序组(浏览器、附件、资源管理器、网络等)以文字和图标形式列出,点击其中的图标就可启动该程序。Windows98也是一个具有与MS-DOS兼容性的操作系统,用户可以根据需要决定是否进入MS-DOS操作方式。允许在启动Windows98时直接进入MS-DOS操作环境,也允许从Windows98的操作环境转换成MS-DOS操作环境。操作环境的转换操作类似Windows95。

  ③退出Windows98退出Windows98的操作很简单,只要按“开始”钮,在显示的“开始”菜单中选择“关闭系统”项,然后根据关闭系统的提示再选择,就可退出Windows98。

  (3)Windows98的多任务运行Windows98提供多任务的运行环境,允许用户同时打开多个应用程序。Windows98使用了“进程”和“线程”的设计方法,采用了分时切换的运行方式,以实现多个应用程序的同时执行。

  ①进程Windows98为每个启动的应用程序创建一个进程,若同时启动了多个应用程序,系统中就存在多个进程。在Windows98中,为每个进程分配所需使用的资源。

  ②线程线程是进程中进行数据处理操作的执行单位,每个进程中至少拥有一个主线程来进行数据处理操作。有时,一个进程要做若干件事情,其中每件事情都交给一个线程去处理。于是,一个进程中就同时存在多个线程。每个线程都是可以独立执行的,分别进行自己的数据处理操作。同一进程中的各线程共享进程所占用的资源,如内存空间、通信端口等。

  ③任务调度Windows98为每个线程确定一个优先数,每次总是选择优先数最大的线程占用处理器。一个占用处理器的线程可以在规定的时间片(20毫秒)内进行数据处理操作,当分配给它的时间片用完后,不管当前的数据处理任务是否完成,都将暂停该线程的运行,把处理器分配给等待运行的优先数最大的另一个线程进行操作。为了保证优先数小的线程也有机会进行操作,Windows98的调度程序会动态调整所有线程的优先数。由于每一个线程每次得到的时间片都很短,所以使每一个运行的应用程序都能不停地运转。正是这种分时切换的运行方式,为Windows98创造了多任务的操作环境。

  (4)Windows98的网络与通信随着信息高速公路的发展,计算机连接网络的需求也越来越高。Windows98操作系统采用了全新设计的高稳定性、开放式、高效率的32位网络系统,直接支持各种网络的操作。Windows98支持对等网络系统的运行。每个安装了Windows98的计算机可以通过网络接口连接在一起,共享打印机、磁盘驱动器等设备资源。网络上的任务一台计算机都可作为网络服务器,也可作为网络上的客户。Windows98支持多种局域网络系统的操作。Windows98提供了连接和操作不同网络系统上服务器信息的接口,可以直接为局域网客户计算机服务。Windows98支持的局域系统主要有:Microsoft NT、Novell Net Ware。Windows98支持远程网络系统的操作。把安装了Windows98的计算机作为网络客户计算机,通过电话线路或其它高速通信线路与远程的计算机或网络系统连接,从本机直接拨号便可进入远程计算机或网络系统中的操作,享受远程网络系统服务器提供的各种服务,且可存取该服务器上的信息。此外,微软公司在Windows98中设计了Internet Explorer程序,因而可以操作因特网上的软件,使用因特网提供的服务。计算机与通信的结合是时代的潮流,Windows98提供了多种不同的32位通信服务。例如,电话系统拨号连接、发送和接收电子邮件、传真、远程访问电子信件、数据交换与传输等。

  6.Windows NT

  Windows NT是微软公司于1993年推出的32位操作系统,采用全新的设计技术,具有超强的性能。

  1.系统结构

  它可以分为两个大部分:Windows NT执行体与保护子系统(服务器部分),前者在核心态下运行,后者在用户态下运行。Windows NT有两类保护子系统:环境子系统和集成子系统。每个环境子系统是一个用户态的服务器进程,它可以仿真一个特定子系统,提供特定操作系统的应用编程接口(API),因此,Windows NT可以向用户提供多种操作系统的服务器模式。Windows NT最重要的环境子系统是Win32子系统,它向用户提供32位Windows的应用编程接口而且还提供图像用户接口,并控制所有用户的输入/输出。此外Windows NT还提供了POSIX环境子系统、OS/2环境子系统、MS-DOS环境子系统和16位Windows环境子系统。这样,UNIX用户、OS/2用户、DOS用户与Windows用户均可以以自己习惯的方式在Windows NT的支持下工作。集成子系统是完成操作系统重要功能的服务器。例如,安全子系统与网络子系统等。Windows NT的执行体在核心态下运行,除了用户接口以外,NT执行体本身是一个完整的操作系统,提供了一般传统操作系统支持的所有功能。执行体包括:对象管理、安全调用监视、进程管理、本地过程调用、虚存管理、内核(中断、异常和线程调度)、I/O管理程序(缓存管理、文件系统、设备驱动、网络服务)以及硬件抽象等。

  (2)进程与线程在Windows NT执行体中,进程是由对象管理器创建和删除的对象。每个进程创建时只有一个线程。根据需要,进程可以创建更多的线程。大多数进程是用户态进程,用户态进程通过系统调用访问操作系统。当核心态完成服务,在将控制权交还用户程序前再将线程切换回用户态。应用程序在用户态下运行,Windows NT保护子系统也是如此。后者是提供重要的操作系统功能的用户态服务进程。多线程进程实现的并行避免了进程间并行的缺点:创建线程的开销比创建进程的小,同一进程的线程共享进程的地址空间,所以线程的切换(处理器调度)比进程切换快。NT内核采用基于优先级的方案选定线程执行的次序。高优先级线程先于低优先级线程执行,内核周期性地改变线程的优先级,以确保所有线程均能执行。线程是进程的活动成份,它可以共享进程的资源与地址空间,通过线程的活动,进程可以同时提供多种服务(对服务器进程而言)或实行子任务并行(对用户进程而言)。每个Windows NT进程创建时只有一个线程,根据需要在运行过程中创建更多的线程(前者亦可称“主线程”)。显然,只有主线程的进程就是传统意义下的进程。线程的优先级可以动态地改变。采用线程机制的最大优点是节省开销,传统的进程创建子进程的办法使其内存开销大,而且创建时间也长。

  (3)保护子系统保护子系统是提供应用程序接口环境的服务器,Windows NT支持多个子系统,从而使它可以在不同的用户面前以不同的面貌(DOS、POSIX、Windows32等)出现。目前,Windows NT上可以运行MS-DOS、Windows、OS/2和符合POSIX标准的UNIX应用程序。Windows NT的保护子系统可分为两个大类:

  ①环境子系统:提供不同风格的操作环境,为用户仿真不同的操作系统(接收不同操作系统的命令、系统调用)。

  ②集成子系统:实现所必需的操作系统功能。实际上,系统保护、网络功能、文件管理、存储管理等都可以作为集成子系统来实现,即集成子系统是为实现操作系统功能不可缺少的。所有保护子系统都是在操作系统启动时由Windows NT创建的用户态服务器进程。Winˉdows NT的网络服务器可以在用户态下进行,也可以在核心态下运行(取决于如何设计)。它们在执行体的支持下工作,通过调用核心状态下运行的系统服务(它们提供基本服务功能),以自己的形式与风格向用户提供服务。子系统之间通过消息传递相互通信。每个子系统都设置了一个端口用于通信。当两个进程处于同一计算机时,使用本地过程调用(LPC)机制;当通信进程分处于不同的计算机时,使用远程过程调用(RPC)机制。一般地,用户进程与环境子系统之间也用同样的方式进行通信。Win3.2子系统是Windows NT中最基本的子系统,它由窗口管理程序、图形设备接口、操作系统功能块、控制台(提供文字窗口支持)以及图形设备驱动程序所组成,它向用户提供32位Windows功能,并控制所有用户的输入与输出。其他几个环境子系统分别提供了不同的操作系统(DOS,OS/2,UNIX)的应用编程接口。

  (4)内核内核完成的主要任务包括:线程调度、中断接收及控制、处理低层多处理器之间的同步以及系统恢复。内核常驻内存,在核心态下运行,处理所有与CPU有关的操作。线程同样也可分为运行、等待、就绪等状态,以优先级为基础进行调度。除了将一个物理CPU转化为多个虚CPU之外,Windows NT的内核还要处理多CPU之间的同步,它保证在临界区只有一个处理机在执行。

  (5)虚存Windows NT中执行体提供了虚拟内存的功能,任何环境子系统都以此为基础来提供管理主存的能力。Windows NT采用按需页面调度算法,当出现缺页时,它把所需页面及它附近的一些页面调入内存,以尽可能减少线程的缺页次数。在淘汰算法上,Windows NT采用了简单的FIFO方法。另外,Windows NT跟踪每个进程的工作集,可以根据工作集动态地来调整进程可用内存页面的数量。同时,它还实现了以页为单位的内存保护。NT中的虚存管理程序设计成可重入的,以保证它可以在多处理机系统中运行。

  十一、网络操作系统

  1.计算机网络的概念

  计算机网络的定义是:地域位置不同、具有独立功能的多台计算机系统,通过通信线路与设备彼此互联,在网络系统软件的支持下,实现更广泛的硬件资源、软件资源以及信息资源的共享。网络中的计算机系统可以是同型,也可以是异型的,在地域上可以在同一处,也可以分布在相距遥远的各个地方。网络中的多台计算机、外部设备、信息和其他资源既能独立使用、又能联合使用的方式连接。网络体系结构的关键是计算机与通信,它需要完成信息和数据的收集、存储、处理,也要完成信息和数据的传输、交换和共享,形成网络计算机的环境。计算机网络的构成按照地域分布情况分为广域网(WAN)和局域网(LAN)

  2.网络操作系统

  为计算机网络配置的操作系统常称为网络操作系统。对网络操作系统的观点有两种,一种是在现有的单机操作系统中增加网络功能,例如增加网络管理模块或网络层。另外一种是重新设计适合各种网络环境和互联的新型网络操作系统。目前,大部分操作系统采用了前一种方式,而对新推出的网络管理系统则采用后一种方式。不过,由于各类计算机网络的差异很大,从网络规模、结构、通信技术、通信协议,到与单机操作系统接口、硬件配置都有很大不同,建立一般性通用网络操作系统的设想受到很大限制,而且难度和复杂性都很大。因此,现时的网络操作系统多采用第一种方式建立。由于网络中的计算机都具有自己的操作系统(或者称局部操作),这些操作系统在种类和功能上又不尽相同,为了完成各个计算机系统之间的工作协作、数据通信、信息共享,就必须建立一套全网共同遵守的约定(如信息格式、内容、传输方式等),这就是网络通信协议。此外,网络操作系统必须为网络用户提供多种网络服务,如远程登陆、文件传输、电子邮件等服务,对网络资源进行总体管理,保证网络运行的可靠性和安全性。因此,有人也将网络操作系统称为网管系统。它与传统的单机操作系统有所不同,是建立在单机操作系统之上的一个开放的软件系统,面对的是各种不同的计算机系统的互联操作,面对各种不同的单机操作系统之间的资源共享、用户操作协调和与单机操作系统的交互,从而解决多个网络用户(甚至是全球的网络用户)之间争用共享资源的分配、管理以及网络间的安全控制。建立在本机操作系统上的网络操作系统也分为两种类型,一种是所谓外壳型,即在本机操作系统支持下,经过替换和扩充原操作系统的功能,建立一个独立的运行环境,对用户提供全面的网络服务。但其基础操作,如文件系统、I/O处理系统等仍然基于原本机操作系统,而且,要进入网络环境必须再次引导装入网络系统。另一种是整体性网络操作系统,通常称为网络管理系统,或网管系统。它主要运行在网络服务器上,有的也可将其一部分运行在网络各工作站点上。网络启动运行后,处于整体控制环境,并可以与任何接入网络的计算机系统的局部操作系统进行交互和通信。局域网络操作系统(LAN OS)是网络操作系统中的一大类,其主要对象是局域网络的联网及管理。LAN OS的发展大致分为三个阶段。其一是Omninet网阶段,操作系统名称为Constellation软件。它以CP/M DOS或AppleOS为单机操作系统支撑,以硬盘共享为基础,采用专用盘体、公用盘体、自由盘体支持网络用户的操作,对专用盘体采用存取要注册和口令以保护用户间操作的安全性,通信服务通过共享盘体中转。但该操作系统无统一的网络文件管理系统,使其使用效率较低。其二是以IBM和PCLAN等为代表的网络操作系统。它们的特点是基于DOSV3.1版本,并给予了扩充、增补和改造,以适应网络的多用户环境,提供了网络文件共享、假脱机(spooling)打印共享、电子邮件传递,网络名称服务等功能。这里,MSDOS的网络重定向功能的增加和IBM通信接口标准NETBIOS的颁布,为开发不依赖于具体网络操作系统的网络应用程序提供了实际的标准和支持。但由于DOS单进程内核机制、低效率文件系统和低速磁盘操作的限制,文件服务器的访问成为网络操作的瓶颈。因此,网络处理速度慢,用户站点支持少。其三,此间的局域网操作系统突破了DOS的限制,普遍采用了客户服务器模式,文件服务器成为局域网的核心,继而发展为多种服务器并存的多服务器网络环境。因此,必须要选择基于多任务的单机操作系统作为支持,并将它们进行扩充,建立网络通信时效,堪称具有网络支持功能的单机操作系统。同时,通过基于UNIX核心进行改造、重构形成相对独立的局域网络操作系统。例如:3COM的3+OPEN、MS的LANManager、IBM的LAN Server、Banyan的VINES、NovellR NetWare等。这些网络操作系统功能更完善,并加强了网络安全管理、网络容错功能、网络性能监测、统计和资源管理。这一阶段的网络操作系统对硬件和通信协议的依赖越来越少,支持各种类型的网络适配器控制器,可以使用多种网络协议进行通信,使网络互联方便易行。目前的主流操作系统经过不断地改进,为适合网络计算都毫无例外地加上了网络通信和远程处理的功能,有的由操作系统的内核实现,称为系统的网络通信,有的通过操作系统的配套软件实现网络功能扩充,称为网络套件,使这些主流操作系统都能够支持其特定的局域网络、支持常规局域网络和支持国际互联网络。例如:IBM公司1996年9月在原OS/2操作系统基础上推出的OS/2Warp4操作系统,MicroSoft公司1996年推出的WindowsCE操作系统,都具有网络计算功能。提供了系统管理和网络联网能力,可以与Internet互联网络交互,并与互联网络各种入网工具、浏览工具相匹配,提供若干新的非微机业务和消费工具,形成一种可以在通信、娱乐和网络计算工具等广泛领域中使用的操作平台。前者还采用了网络编程语言JAVA技术和语音识别软件,后者也提供了彼此通信、微机信息共享、数字信息寻呼,乃至蜂窝智能电话等功能。

  3.网络操作系统的结构模式

  从资源管理的角度,网络操作系统向用户提供一种一致性的操作界面,对网络环境下共享资源的范围和方式,有两种不同的观点。即对等(peer to peer)型资源共享和客户服务器型资源共享。对等型资源共享允许网上任一站点所拥有的资源(如磁盘、打印机等)作为网络公用资源,可以被其他网络用户共享。此时,本机操作系统支持前后台操作,当其前台执行应用程序时,后台支持其他网络用户使用该机资源。此种类型具有较好的灵活性,具有理想的资源共享,但由于站点机本身处理能力和存储器空间的限制,本地操作和网络业务间很难兼顾,导致处理速度下降。再者,资源服务分散在每个站点,协调和管理这些共享资源将使系统付出较大的开销,从而限制了网络规模的扩大。例如“PCLAN和LITE”系统的网络用户都限制在20个左右。客户服务器模型在网络应用中具体化了,网络中站点被分为两部分,一部分作为客户机,通常称为网络工作站,它可以访问网络中的共享资源,但本机的资源(如磁盘、打印机等)并不作为全网共享资源,只为本站点用户服务。另一部分作为服务器,它们专为网络提供共享资源,管理网络的通信,作为网络中的核心和关联设备。每个局域网至少有一台服务器,允许有多台服务器,分别提供不同的共享资源。仅运行网络操作系统,管理网络通信和资源共享的服务器称为专用服务器,既管理网络资源,又同时作为网络用户使用共享资源的服务器称为并发服务器(concurrent server)。基于客户服务器模型的局域网络操作系统的结构具有不对称性,分为服务器部分和工作站部分。网络操作系统的工作站部分包括系统外壳(shell)和通信协议模块构成,外壳是基于单机操作系统的扩充,负责处理用户命令和应用程序中的系统调用,作出判断和识别。如果是针对本机发出的命令或调用,交由本机操作系统(如DOS等)处理,如果是网络命令或调用,就将它们组装成一个网络请求包,送交通信模块,再通过网络卡送到网络联线上,最后到达服务器,从这个意义上说,网络操作系统的工作站部分仅是一个过滤器,也称网络重定向器,它不涉及本机的资源,只对网络命令和调用重新解释,并发送给服务器,等服务器处理完成后,接收服务器返回的处理结果(即响应)。可见,在任何情况下,工作站工作在本机操作系统的控制下工作,网络操作系统的这一部分不过提供了一个外壳。当然,不同的本机操作系统需要采用不同的工作站外壳。网络操作系统的服务器部分是它的核心,它既要通过通信协议与硬件打交道,又要管理服务器的各种资源,如处理器、磁盘、存储器、I/O设备、数据库等。它具有通信协议、多用户文件管理、I/O设备管理、进程管理等,形成一种完整的操作系统概念。

  4.网络操作系统的功能

  网络操作系统的设计思想和实现模式各不相同,但它必须都支持网络环境下的功能服务。这些功能是基本相同的,它们包括资源共享、多用户文件管理、网络安全、多通信协议、用户界面、网络管理、网络互联及电子邮件等。网络资源共享的重点是设备共享,局域网上共享的设备通常包括大容量存储设备(如磁盘、磁带、光盘及磁盘阵列等)、特殊输出设备(如激光打印机、大屏幕监视器、大型绘图设备、图形图像设备等)、通信设备(如调制解调器、传真机、网桥网关等)。网络设备的使用与本地设备相同,通过逻辑名进行访问,但必须先将设备名与网络设备连接,成为网络映射或重定位。局域网操作系统通常都支持服务器设备共享,也可将某台工作站配置为打印服务器作专门服务。网络中的共享资源通常放在不同的服务器上,用户登录到一个服务器一般仅能查阅到该服务器的资源。要使用户能够了解网络中所有的共享资源,必须建立统一的网络资源,命名管理中心,即所谓的命名服务器。它记录所有的网络资源和网络用户信息,形成一个资源数据库,供网络用户查阅。这种命名服务不采用路径名方式,而采用“名、域、组”的方式,即组代表网络所有者,域代表某个或者某些服务器,名代表制定的共享资源。这样,网络共享对用户就透明了,用户不必了解所需资源在网络中的实际位置,由命名管理程序自动查找。多用户文件管理与单用户文件管理不一样,关键是要提供文件访问的保护机制,避免多个用户存取同一文件时引起混乱。保护机制通常采用存取权限、文件属性、文件锁定标志等。网络文件和目录并非对所有用户都开放,不同的用户也具有不同的访问权限,文件的属性也决定它被使用的范围。权限和属性的设置除了根据应用需要设定外,还必须考虑系统为此付出的代价,权限设置太细会使管理开销增大,太宽又起不到保护作用,必须认真考虑。共享文件的互斥问题,可以通过常规操作系统的锁定标志、信号量机制实现,还可以根据文件使用的性质,如只读、读写或者执行的情况,采用不同的同步机制。网络安全是为了防止非法用户对网络系统和数据资源的窃取、修改和破坏。通常网络操作系统应当具有入网权限、用户权限、资源级安全和文件级安全等安全时效和机制。入网限制主要是用户身份识别,可以采用口令鉴别、用户名鉴别、限时登录、限位登录等安全方法,并结合口令时限、登录锁定、反跟踪等机制防止非法用户和外部入侵。进入网络用户可以分为网络管理员、特殊用户和一般用户,分别赋予不同的资源使用权限,形成第二级安全屏障。网络中的每类资源可以设置保护标志,避免用户有意或无意地对某些资源(如打印机、网关设备等)的修改、设置等操作,形成第三级安全屏障。第四级则是网络文件管理中的存取权限和文件属性控制。除了这四级网络安全措施外,再加上网络环境中采用的各种容错技术,如冗余备份、电源保护、磁盘镜像及双式技术、热修技术、事件跟踪技术等,从另一方面保证了系统的可靠性。只有具备了上述安全机制,网络操作系统才能正常地可靠地工作。网络操作系统的重要部分之一是通信,而且是远程通信和数据交换,它们通过通信协议软件和通信硬件部件共同完成。网络的逻辑组成结构分为七层,时效和对等时效间都通过通信协议建立联系。目前,具有多种通信协议,如NETBIOS、IDP、SPP、IPX、SPX、TCP/IP及ApˉpleTalk等,网络操作系统支持的通信协议越多,功能越强,适应面越宽,但也增加了系统的复杂性。用户界面是网络操作系统设计中要考虑的问题,包括了用户界面的友好性和交互性。用户操作界面可以采用命令行、屏幕菜单、窗口菜单等方式。同常规操作系统一样,向用户提供命令接口和程序接口(即网络系统调用等),并将它们转换到本地机或者远程站点操作上。网络管理是网络操作系统的重要功能,通常包括网络运行管理和网络性能监测。网络运行管理包括服务器控制操作、网络消息广播、资源配置、用户登录、安全设置、系统记帐与审计等系统管理功能。网络性能监测通过了解某段时间内网络各处流量、资源占用情况的记录分析,发现可能的通信拥塞和资源冲突,以便及时改变网络结构,重新调配网络资源,保证网络正常运行。网络操作系统除了本网络的管理外,需要提供与其他网络接口的功能。由于网络互联方式很多,各种支持软件必须与网络操作系统密切配合。多个网络可以运行同一风格操作系统。这些支持功能可以在网络操作系统内实现,也可以采用网络套件配合实现。目前,大多数网络操作系统都具有网络互联功能,尤其是与国际互联网络Internet的接口,形成了广域的网络环境。例如,电子邮件功能是基于网络的电子信件传输系统,也是网络互联中的重要功能。它通常不由系统核心完成,而通过专用软件包提供。一个网络操作系统至少支持一种电子软件系统,提供给用户编辑、发送、接收、转发、阅读等基本功能,扩充了基于网络的信息交换,扩大了网络的应用范围。而且,电子邮件系统的功能正在被逐渐地增强和扩充。形成了文电作业系统MHS(Message Handling System),它除文本信息外,还包括了图文图像等多媒休信息,同时吸取了电报、电传、传真等技术建立了更广泛的通信和信息处理机制。

  5.局域网络操作系统的实例

  目前,局域网络操作系统的重要代表是Novell公司的Netware操作系统,它抛弃了不适应多用户多任务环境的单机操作系统,吸取了大中型操作系统的思想,建立了独立的运行于服务器上的网络操作系统。NetWare网络操作系统由美国Novell公司于1983年推出,由于其性能良好、安全可靠以及系统和硬件结构的灵活性,在很短时间内便风靡全球。从NetWare86、NetWare286发展为V1.x,V2.x版,并于1989年推出V3.0,以及后来的V3.X和V4.X版。其特点如下。

  (1)多进程操作。服务器支持多类进程并发执行,如分组服务、磁盘管理、控制台操作、假脱机打印等服务进程。

  (2)高速文件访问。通过采用Hash等加速了服务器外存部件的存取速度。

  (3)安全机制。提供了多用户注册安全、权限安全、属性安全和服务器安全等四级安全机制。

  (4)系统容错。提供了热修复、写后校读、磁盘镜像和双工等多种容错手段。目前,NetˉWare已升级到4.x版本,并推出了与Internet和Intranet交互的新一代网络操作系统,并大力开发基于UNIX环境的网络操作系统UnixWare。随着网络技术和网络互联的发展,网际之间资源的共享性、安全性和可用性变得日益突出,单纯的局域网范围的操作系统(网络管理软件)已经不适合应用和管理的发展,因此,产生了所谓网际操作系统(Interworking Operating System———IOS),也称网间网操作系统。网际操作系统的优势不同于局域网操作系统,它可以将各种网际互联设备,如ATM交换机、局域网交换机、路由器等平滑地连接成一体,同时给用户提供一个可支持任意硬件界面、任意链路层、网络层协议的可扩展的开放型网络。例如:美国Cisco(思科)公司的IOS系统,不仅能够支持以太网、令牌环网、FDDI、CDDI、ATM、X2.5、VSAT、PSTN、ISDN、帧中继等常用数据网络,也支持TCP/IP、Novell IPX、DECnet IBMSNA、OSI、SDLC、VINES、Apple TALK、PPP、XNS、桥接等网络通信协议、路由协议和交换机协议,形成了一种事实上的操作系统工业标准。

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