网络操作系统有哪些组成（常用的网络操作系统有哪些）

介绍三种传统的操作系统类型：多道批处理系统、分时系统和实时系统。随着计算机体系结构的发展和应用需求的扩大，出现了许多类型的操作系统，如网络操作系统、个人机操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统。这些系统各具特色，适应不同领域的应用。

（一）多道批处理系统

多道批处理系统的大致工作流程如下：操作员把用户提交的作业卡片放到读卡机上，通过SPOOLing输入程序及时把这些作业送入直接存取的后援存储器（如磁盘）；作业调度程序根据系统的当时情况和各后备作业的特点，按一定的调度原则，选择一个或几个搭配得当的作业装入内存准备运行；内存中多个作业交替执行，当某个作业完成时，系统把该作业的计算结果交给SPOOLing输出程序准备输出，并回收该作业的全部资源。重复上述步骤，使得各作业一个接一个地流入系统。经过处理后又挨个地退出系统，形成一个源源不断的作业流。图1-5表示了多道批处理系统中作业的流程。

图1-5　多道批处理系统中作业的流程

多道批处理系统有两个特点：一是“多道”，二是“成批”。“多道”是指内存中存放多个作业，并在外存上存放大量的后备作业。因此，这种系统的调度原则相当灵活，易于选择一批搭配合理的作业调入内存运行，从而能充分发挥系统资源的利用率，增加系统的吞吐量。“成批”的特点是指系统按批次方式管理作业。即：在系统运行过程中不允许用户和机器之间发生交互作用。就是说，用户一旦把作业提交给系统，他就不能直接干预该作业的运行了，直至作业运行完毕后，才能根据输出结果去分析它的运行情况，确定下次上机任务。因此，用户必须针对作业运行中可能出现的种种情况，在作业说明书中事先规定好相应的措施。

多道批处理系统的主要优点是：系统资源利用率高；系统吞吐量大。缺点是：用户作业的等待时间长，往往要经过几十分钟、几小时，甚至几天；没有交互能力，用户无法干预自己作业的运行，使用起来不方便。

（二）分时系统

针对批处理系统的上述问题，人们提出了分时系统，如20世纪60-70年代的MULTICS和UNIX系统。它让用户通过终端设备联机地使用计算机，这是比早期的手工操作方式更高级的联机操作方式。分时系统如图1-6所示。

图1-6 分时系统示意图

在分时系统中，分时主要是指若干并发程序对CPU时间的共享。它是通过系统软件实现的。分享的时间单位称为时间片，它往往是很短的，如几十毫秒。这种分时的实现，需要有中断机构和时钟系统的支持。利用时钟系统把CPU时间分成一个一个的时间片，操作系统轮流地把每个时间片分给各个并发程序，每道程序一次只可运行一个时间片。当时间片计数到时后，产生一个时钟中断，控制转向操作系统。操作系统选择另一道程序并分给它时间片，让其投入运行。到达时间，再发中断，重新选程序（或作业）运行，如此反复。由于相对人们的感觉来说，这个时间片很短，往往在几秒钟内即可对用户的命令做出响应，从而使系统上的各个用户都认为整个系统只为他自己服务，并未感觉到还有别的用户也在上机。

分时系统的基本特征可概括为4点：

① 同时性：若干用户可同时上机使用计算机系统；

② 交互性：用户能方便地与系统进行人—机对话；

③ 独立性：系统中各用户可以彼此独立地操作，互不干扰或破坏；

④ 及时性：用户能在很短时间内得到系统的响应。

分时系统所具有的许多优点使它获得迅速的发展，其优点主要是：① 为用户提供了友好的接口，即用户能在较短时间内得到响应，能以对话方式完成对程序的编写、调试、修改、运行和得到运算结果。② 促进了计算机的普及，一个分时系统可带多台终端，可同时为多个远近用户使用，这给教学和办公自动化提供很大方便。③ 便于资源共享和交换信息，为软件开发和工程设计提供了良好的环境。

（三）实时系统

在计算机的某些应用领域内，要求对实时采样数据进行及时（立即）处理并做出相应的反映，如果超出限定的时间就可能丢失信息或影响到下一批信息的处理。例如卫星发射过程中，必须对出现的各种情况立即进行分析、处理，这种系统是专用的，它对实时响应的要求是批处理系统和分时系统无法满足的，于是人们设计开发了实时操作系统（简称实时系统）。常用实时系统有QNX、VxWorks、RTLinux等等。

实时系统现在有3种典型应用形式，这就是过程控制系统、信息查询系统和事务处理系统。

① 过程控制系统。该系统用于工业生产的自动控制，从被控过程中按时获得输入信息。例如，在化学反应过程中采集的温度数据，当温度高于正常值时，可降低供热用的电压，使温度下降，这种操作不断循环反复，使被控过程始终按预期要求工作。在飞机飞行、导弹发射过程中的自动控制也是如此。

② 信息查询系统。该系统的主要特点是配置有大型文件系统或数据库，并具有向用户提供简单、方便、快速查询的能力。例如仓库管理系统和医护信息系统。当用户提出某种信息要求后，系统通过查找数据库获得有关信息，并立即回送给用户。整个响应过程应在相当短的时间内完成（比如不超过一分钟）。

③ 事务处理系统。该系统的特点是数据库中的数据随时都可能更新，用户和系统之间频繁地进行交互作用。典型应用例子是飞机票预定和银行财务往来。事务处理系统不仅应有实时性，而且当多个用户同时使用该系统时，应能避免用户相互冲突，使各个用户感觉是单独使用该系统。

实时系统与分时系统的区别是：

第一，分时系统提供一种随时可供多个用户使用的、通用性很强的计算机系统，用户与系统之间具有较强的交互作用或会话能力；而实时系统的交互作用能力相对来说较差。一般，实时系统是具有特殊用途的专用系统。仅允许终端操作员访问数量有限的专用程序，即命令较简单。操作员不能书写程序或修改一组已存在的程序。

第二，分时系统对响应时间的要求是以人们能接受的等待时间为依据的，其数量级通常规定为秒；而实时系统对响应时间一般有严格要求，它是以控制过程或信息处理过程所能接受的延迟来确定的，其数量级可达毫秒，甚至微秒级。

第三，虽然分时系统也要求系统可靠，但实时系统对可靠性的要求更高。因为实时系统控制、管理的目标往往是重要的经济、军事、商业目标，而且现场立即进行处理，任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至引发灾难性的后果。因此，在实时系统中必须采取相应的硬件和软件措施，来提高系统的可靠性，如在硬件上采取双机工作方式，软件加入多种安全保护措施等。

（四）网络操作系统

在信息时代离不开计算机网络，特别是Internet的广泛应用正在改变着人们的观念和社会生活的方方面面。每天有上亿人次通过网络传递邮件、查阅资料、搜寻信息，以及网上订票、网上购物等等。

为了实现异地计算机之间的数据通信和资源共享，可以将分布在各处的计算机和终端设备通过数据通信系统联结在一起，构成一个更大的系统，这就是计算机网络。计算机网络需要两大支柱——计算机技术和通信技术。计算机网络是这两大技术相互结合的产物。

计算机网络具有如下特征：

计算机网络要有一个网络操作系统（NOS）对整个网络实施管理，并为用户提供统一的、方便的网络接口。网络操作系统一般建立在各个主机的本地操作系统基础之上，其功能是实现网络通信、资源共享和保护，以及提供网络服务和网络接口等。网络操作系统是用户（或用户程序）与本地操作系统之间的接口，网络用户只有通过它才能获得网络所提供的各种服务。由于网络操作系统是运行在服务器之上的，所以有时我们也把它称之为服务器操作系统。

网络操作系统与运行在工作站上的单用户操作系统（如WINDOWS 98等）或多用户操作系统相比，因所提供的服务类型不同而有差别。一般情况下，网络操作系统是以使网络相关特性最佳为目的，如共享数据文件、软件应用以及共享硬盘、打印机、调制解调器、扫描仪和传真机等。

目前常用的网络操作系统主要分为四大流派：Windows Server、Netware、Unix、Linux。

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