武汉大学计算机学院分布式操作系统讲义

"这篇讲义主要探讨了分布式操作系统的核心概念和相关知识点，涵盖了操作系统的基本功能、分类以及分布式系统的关键特性。课程内容包括分布式计算机系统、分布式操作系统概述、系统拓扑结构、进程管理、时间戳机制、通信机制、资源管理、死锁处理、任务调度、透明性、容错与可靠性技术、安全性等多个方面。此外，还提到了90年代以来操作系统的发展趋势，如面向对象、开放系统、多媒体等，以及现代技术如嵌入式、分布对象、云计算、物联网等。" 分布式操作系统(Distributed OS)是计算机操作系统的一种，它在多个物理分离的计算节点上协同工作，通过网络进行通信和资源共享，以实现整体系统的高可用性和性能优化。这种系统设计的目标是提供一种透明的、如同单个系统一样的使用体验，即使这些组件分布在不同的地理位置。 在分布式系统中，client/server模型是一种常见的通信架构。在这个模型中，客户端(client)是主动的一方，它发起连接请求并与服务器(server)进行交互。服务器端则是被动的，始终处于监听状态，等待客户端的调用请求。这种不对称的通信方式确保了服务的响应性和效率。 课程内容详细讨论了OS的功能，包括存储管理、设备管理、进程管理、作业管理和信息管理，这些都是保证系统正常运行的基础。操作系统作为系统软件的核心，负责管理和协调系统资源，提供用户友好的界面。根据其服务方式，操作系统可以分为单用户、批处理和分时等类型。 分布式系统典型的拓扑结构如总线型、环形、星型和网状结构，每种都有其优缺点和适用场景。分布式进程管理涉及进程间的通信和同步，例如时间戳机制和事件定序方法用于处理并发操作中的顺序问题。分布式通信机制，如RPC（远程过程调用）和消息传递，是系统间交互的关键。同时，分布式系统需要解决诸如互斥访问、死锁处理、资源调度和负载均衡等问题，以确保高效和稳定运行。 在可靠性方面，分布式OS采用容错技术和安全性措施，如备份、冗余和安全协议，以防止系统故障导致的数据丢失或服务中断。随着技术发展，分布式系统也不断演化，如服务计算、语义计算、可信计算等新概念应运而生，而云计算、物联网和社会计算等则成为现代信息技术的重要组成部分。 这篇讲义提供了分布式操作系统全面的理论基础和实践应用知识，对于理解和掌握分布式系统的设计与实现至关重要。通过学习，读者能够深入理解分布式系统的核心原理，并具备分析和解决相关问题的能力。