第4章 网络操作系统
【考点一】操作系统的功能、类型、多用户操作系统
1.操作系统的功能操作系统(Operating System--缩写为OS)是一种系统软件。它管理计算机系统的资源和对程序的执行进行控制，还能使用户方便地使用硬件提供的计算机功能，也使硬件的功能发挥得更好。其中资源包括硬件资源(中央处理器、主存储器及各种外围设备)和软件资源(程序、数据)。操作系统的功能分为五大部分，即处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。
2.操作系统的类型按照提供的功能进行分类，操作系统大致可以分成以下6类：
(1)批处理操作系统；
(2)分时操作系统；
(3)实时操作系统；
(4)个人计算机操作系统；
(5)网络操作系统；
(6)分布式操作系统。
3.批处理操作系统
50年代General Motors研究室在IBM 701计算机上实现了第一个操作系统，它是一个"单流批处理系统"，每次只允许一个作业执行。60年代开始设计"多道批处理系统"，提出了"多道程序设计"的概念，允许若干个作业同时装入主机存储器，使一个中央处理器轮流执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备。"多道批处理系统"提高了计算机系统的资源使用效率，但作业执行时用户不能直接干预作业的执行，当作业执行中发现出错，由操作系统通知用户重新修改后再次装入执行。
4.分时操作系统分时操作系统是用户通过与计算机相联的终端来使用计算机系统，允许多个用户同时与计算机系统进行一系列交往，并且使每个用户都感到好像各自有一台独立的、支持自己请求服务的计算机。
5.实时操作系统实时操作系统能使计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并且可在严格的时限内处理完接收的事件。
6.个人计算机操作系统个人计算机操作系统的主要功能是实现文件管理、输入/输出控制和命令语言的解释，每次只允许一个用户使用计算机，又称为单用户操作系统。
7.网络操作系统网络操作系统把计算机网络中的各台计算机有机地联合起来，提供一种统一、经济而有效地使用各台计算机的方法，可使各个计算机实现相互间传送数据。它的主要功能是实现多台计算机之间的相互通信以及网络中各种资源的共享。
8.分布式操作系统分布式操作系统能使系统中若干台计算机相互协作完成一个共同的任务，或者说，可把一个任务分布在几台计算机上进行操作。
9.程序状态字
(1)特权指令由CPU执行的指令可以分成两类：特权指令和非特权指令。特权指令只允许操作系统使用，而不允许用户使用。
(2)程序状态字程序状态字是用来控制指令执行顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态，包括3部分内容：
·程序基本状态包括：指令地址--指出下一条指令的存放地址。
条件码--指出指令执行结果的特征。
目态/管态--当设置为管态时，程序执行时可使用包括特权指令在内的一切指令；
当设置为目态时，程序执行时不可使用特权指令。
等待/计算--当设置为计算状态时，处理器按指令地址顺序执行指令；当设置为等待状态时，处理器不执行任何指令。
·中断码指保存程序执行时当前发生的中断事件。
·中断屏蔽位指程序执行中发生中断事件时，要不要响应出现的中断事件。
【考点二】网络操作系统
1.计算机网络
(1)什么是计算机网络计算机网络是以共享资源为目的，利用通信设备和通信线路将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统按照某种原则相互连接在一起的计算机体系。
计算机网络中各台计算机都是独立自主的，它们之间没有主从关系。
计算机网络中网络软件包括网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统。
(2)网络的功能一个计算机网络主要功能包括：
硬件资源共享；
软件资源共享；
用户间的信息交换。
(3)网络的分类按照网络所覆盖的范围可分为局域网和广域网；按照入网计算机的型号可分为同构网络和异构网络。
(4)网络的拓扑结构把计算机网络中的每个独立的计算机系统称为结点。结点的联结方式称为网络的拓扑结构。
常见的拓扑结构有：
·星型拓扑；
·总线型拓扑；
·树型拓扑；
·环型拓扑；
·全联通型拓扑；
·部分互联型拓扑。
2.网络协议网络协议是指为了实现通信而制订的一些约定，或者说制订一组互相都能遵循的规则，这些规则的集合就称为网络协议。网络协议由三个关键部分组成。
语法--规定通信双方如何表示自己的要求。
语义--规定通信双方应该做的事。
定时关系--规定事件执行的顺序，包括速度匹配和排序。
国际标准组织为计算机网络提供了一个由七个层次构成的开放系统互联(OSI)参考模型，包括物理层、链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
3.数据传送数据传输系统的任务是高效率且无差错、无丢失、无重复地传送数据。
信息报文包括正文和标题。差错控制是指采用某种方法来发现差错，并进行修改，包括差错检测与差错校正。
在传送数据中，根据选择的发送路径数目，可以分为单路发送、多路发送和全路发送。其中多路发送是指经过几条路径把信息传送到终点，全路发送是指把信息发送到除发送结点以外的所有相邻结点。
4.网络操作系统网络操作系统是指提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统，网络操作系统处于开放系统互联模型七层协议中的传输层以上的几层。
NOVELL公司开发的NOVELL Netware网络系统是一个适用于多种微机的基于局域网的网络操作系统，采用客户-服务器的工作模型。NOVELL Netware由工作站操作系统、文件服务器软件、Netware壳层、网桥软件等组成。
【考点三】网络操作系统的类型一,NOS 的分类一般来说，网络操作系统可以分为两类：面向任务型 NOS 与通用型 NOS。面向任务型网络操作系统是为某一种特殊网络应用要求而设计的；通用型网络操作系统能提供基本的网络服务功能，支持用户在各个领域应用的需求。
对于通用型网络操作系统，一般又可以分为两类：变形系统与基础级系统。
二,NOS 结构的发展
1.对等结构网络操作系统在对等结构网络操作系统中，所有的连网结点地位平等，安装在每个连网结点的操作系统软件相同，连网计算机的资源在原则上都是可以相互共享的。
2.非对等结构网络操作系统针对对等结构网络操作系统的缺点，人法们进一步提出了非对等结构网络操作系统的设计思想，即将连网结点分为以下两类：
（1）网络服务器（Network Server）
（2）网络工作站（Network Workstation）
3.文件服务器的概念为了克服上述缺点，人们提出了基于文件服务的网络操作系统。这类网络操作系统分为以下两个部分：
（1）文件服务器
（2）工作站软件
【考点四】网络操作系统的基本功能一、局域网软硬件的典型构成购置标准的以太网卡、非屏蔽双绞线与集线器，然后按照组建局域网的原则连接起来，这时就完成了局域网基本的硬件安装工作。
目前，流行的网络操作系统主要有以下几种：
（1）Microsoft 公司的 Windows NT Server 操作系统
（2）Novell 公司的 NetWare 操作系统
（3）IBM 公司的 LAN Server 操作系统
（4）Unix 操作系统
（5）Linux 操作系统二、网络操作系统的基本功能
1.文件服务（File Service）
2.打印服务（Print Service）
3.数据库服务（Database Service）
4.通信服务（Communication Service）
5.信息服务（Message Service）
6.分布式服务（Distributed Service）
7.网络管理服务（Network Management Service）
8.Internet/Intranet 服务（Internet/Intranet Service）
【考点五】Windows NT 网络操作系统一、Windows NT 组成一般来说，Windows NT 操作系统分为两个部分：
（1）Windows NT Server
（2）Windows NT Workstation
其中，Windows NT Server 是服务器端软件，而 Windows NT Workstation 是客户端软件。
二、Windows NT 的特点
1.域的概念
Windows NT Server 操作系统是以"域"为单位实现对网络资源的集中管理。在一个 Windows NT 域中，只能有一个主域控制器（Primary Domain Controller），它是一台运行 Windows NT Server 操作系统的计算机；同时，还可以有后备域控制器（Backup Domain Controller）与普通服务器，它们都是运行 Windows NT Server 操作系统的计算机。
2.Windows NT 的特点一般来说，Windows NT 操作系统主要有以下几个特点：
（1）内存与任务管理
（2）开放的体系结构
（3）内置管理
（4）集中式管理
（5）用户工作站管理
3.Windows NT 的优缺点
（1）兼容性及可靠性（2）便于安装及使用（3）优良的安全性（4）一个缺陷，即管理比较复杂，开发环境也还不能令人满意。
三、Windows 2000 Server 操作系统
Windows 2000 是 Microsoft 公司推出的面向 21 世纪的新一代操作系统。在 Windows 2000 家族中，包括 Windows 2000 Professional、Windows 2000 Server、Windows 2000 Advance Server 与 Windows 2000 Datacenter Server 四个成员。
【考点六】NetWare 网络操作系统一、NetWare 操作系统的组成
NetWare 操作系统是以文件服务器为中心的，它主要由三个部分组成：文件服务器内核、工作站外壳与低层通信协议。
（1）内核进程管理（2）文件系统管理（3）安全保密管理（4）硬盘管理（5）系统容错管理（6）服务器与工作站的连接管理（7）网络监控二、NetWare 操作系统的特点
1.NetWare 的用户类型在 NetWare 网络中，网络用户可以分为以下几类：
（1）网络管理员（2）组管理员（3）网络操作员（4）普通网络用户
2.NetWare 的安全保护方法基于对网络安全性的需要，NetWare 操作系统提供了四级安全保密机制：
（1）注册安全性（2）用户信任者权限（3）最大信任者权限（4）目录与文件属性
3.NetWare 的系统容错技术
NetWare操作系统的系统容错技术是非常典型的，系统容错技术主要是以下三种：
（1）三级容错机制（2）事务跟踪系统（3）UPS 监控
4.NetWare 的优缺点
（1）强大的文件及打印服务能力（2）良好的兼容性及系统容错能力（3）比较完备的安全措施（4）不足之处。NetWare 存在工作站资源无法直接共享、安装及管理维护比较复杂，多用户需同时获取文件及数据时会导致网络效率降低，以及服务器的运算功能没有得到发挥等缺点。
三、IntranetWare 操作系统一般来说，IntranetWare 操作系统主要有以下几个特点：
（1）IntranetWare 操作系统能建立功能强大的企业内部网络（2）IntranetWare 操作系统能保护用户现有的投资（3）IntranetWare 操作系统能方便地管理网络与保证网络安全（4）IntranetWare 操作系统能集成企业的全部网络资源（5）IntranetWare 操作系统能大大减少网络管理的开支
【考点七】Linux 网络操作系统与传统的网络操作系统相比，Linux 操作系统主要有以下几个特点：
（1）Linux 操作系统不限制应用程序可用内存的大小；（2）Linux 操作系统具有虚拟内存的能力，可以利用硬盘来扩展内存；（3）Linux 操作系统允许在同一时间内，运行多个应用程序；（4）Linux 操作系统支持多用户，在同一时间内可以有多个用户使用主机；（5）Linux 操作系统具有先进的网络能力，可以通过 TCP/IP 协议与其他计算机连接，通过网络进行分布式处理；（6）Linux 操作系统符合 Unix 标准，可以将 Linux 上完成的程序移植到 Unix 主机上去运行；（7）Linux 操作系统是免费软件，可以通过匿名 FTP 服务在"sunsite.unc.edu" 的 "pub/linux" 目录下获得。
【考点八】Unix 网络操作系统
Unix的主要特性有：
（1）Unix 系统是一个多用户、多任务的操作系统。每个用户都可以同时运行多个进程。（2）Unix 系统的大部分是用 C 语言编写的，这使得系统易读、易修改、易移植。（3）提供了丰富的、经过精心挑选的系统调用，整个系统的实现十分紧凑、简洁、优美。（4）Unix 提供了功能强大的可编程 Shell 语言，即外壳语言，作为用户界面。具有简洁高效的特点。（5）Unix 系统采用的树形文件系统，具有良好的安全性、保密性和可维护性。在文件系统的实现方面，Unix 也有比较大的创新，这大大影响了以后的操作系统。（6）Unix 系统提供了多种通信机制，例如管道通信、软中断通信、消息通信、共享存储器通信和信号灯通信。后来的操作系统或多或少地借鉴了 Unix 的通信机理。（7）Unix 系统采用进程对换的内存管理机制和请求调页的存储管理方式，实现了虚拟存储管理，大大提高了内存的使用效率。
【考点一】操作系统的功能、类型、多用户操作系统
1.操作系统的功能操作系统(Operating System--缩写为OS)是一种系统软件。它管理计算机系统的资源和对程序的执行进行控制，还能使用户方便地使用硬件提供的计算机功能，也使硬件的功能发挥得更好。其中资源包括硬件资源(中央处理器、主存储器及各种外围设备)和软件资源(程序、数据)。操作系统的功能分为五大部分，即处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。
2.操作系统的类型按照提供的功能进行分类，操作系统大致可以分成以下6类：
(1)批处理操作系统；
(2)分时操作系统；
(3)实时操作系统；
(4)个人计算机操作系统；
(5)网络操作系统；
(6)分布式操作系统。
3.批处理操作系统
50年代General Motors研究室在IBM 701计算机上实现了第一个操作系统，它是一个"单流批处理系统"，每次只允许一个作业执行。60年代开始设计"多道批处理系统"，提出了"多道程序设计"的概念，允许若干个作业同时装入主机存储器，使一个中央处理器轮流执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备。"多道批处理系统"提高了计算机系统的资源使用效率，但作业执行时用户不能直接干预作业的执行，当作业执行中发现出错，由操作系统通知用户重新修改后再次装入执行。
4.分时操作系统分时操作系统是用户通过与计算机相联的终端来使用计算机系统，允许多个用户同时与计算机系统进行一系列交往，并且使每个用户都感到好像各自有一台独立的、支持自己请求服务的计算机。
5.实时操作系统实时操作系统能使计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并且可在严格的时限内处理完接收的事件。
6.个人计算机操作系统个人计算机操作系统的主要功能是实现文件管理、输入/输出控制和命令语言的解释，每次只允许一个用户使用计算机，又称为单用户操作系统。
7.网络操作系统网络操作系统把计算机网络中的各台计算机有机地联合起来，提供一种统一、经济而有效地使用各台计算机的方法，可使各个计算机实现相互间传送数据。它的主要功能是实现多台计算机之间的相互通信以及网络中各种资源的共享。
8.分布式操作系统分布式操作系统能使系统中若干台计算机相互协作完成一个共同的任务，或者说，可把一个任务分布在几台计算机上进行操作。
9.程序状态字
(1)特权指令由CPU执行的指令可以分成两类：特权指令和非特权指令。特权指令只允许操作系统使用，而不允许用户使用。
(2)程序状态字程序状态字是用来控制指令执行顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态，包括3部分内容：
·程序基本状态包括：指令地址--指出下一条指令的存放地址。
条件码--指出指令执行结果的特征。
目态/管态--当设置为管态时，程序执行时可使用包括特权指令在内的一切指令；
当设置为目态时，程序执行时不可使用特权指令。
等待/计算--当设置为计算状态时，处理器按指令地址顺序执行指令；当设置为等待状态时，处理器不执行任何指令。
·中断码指保存程序执行时当前发生的中断事件。
·中断屏蔽位指程序执行中发生中断事件时，要不要响应出现的中断事件。
【考点二】网络操作系统
1.计算机网络
(1)什么是计算机网络计算机网络是以共享资源为目的，利用通信设备和通信线路将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统按照某种原则相互连接在一起的计算机体系。
计算机网络中各台计算机都是独立自主的，它们之间没有主从关系。
计算机网络中网络软件包括网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统。
(2)网络的功能一个计算机网络主要功能包括：
硬件资源共享；
软件资源共享；
用户间的信息交换。
(3)网络的分类按照网络所覆盖的范围可分为局域网和广域网；按照入网计算机的型号可分为同构网络和异构网络。
(4)网络的拓扑结构把计算机网络中的每个独立的计算机系统称为结点。结点的联结方式称为网络的拓扑结构。
常见的拓扑结构有：
·星型拓扑；
·总线型拓扑；
·树型拓扑；
·环型拓扑；
·全联通型拓扑；
·部分互联型拓扑。
2.网络协议网络协议是指为了实现通信而制订的一些约定，或者说制订一组互相都能遵循的规则，这些规则的集合就称为网络协议。网络协议由三个关键部分组成。
语法--规定通信双方如何表示自己的要求。
语义--规定通信双方应该做的事。
定时关系--规定事件执行的顺序，包括速度匹配和排序。
国际标准组织为计算机网络提供了一个由七个层次构成的开放系统互联(OSI)参考模型，包括物理层、链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
3.数据传送数据传输系统的任务是高效率且无差错、无丢失、无重复地传送数据。
信息报文包括正文和标题。差错控制是指采用某种方法来发现差错，并进行修改，包括差错检测与差错校正。
在传送数据中，根据选择的发送路径数目，可以分为单路发送、多路发送和全路发送。其中多路发送是指经过几条路径把信息传送到终点，全路发送是指把信息发送到除发送结点以外的所有相邻结点。
4.网络操作系统网络操作系统是指提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统，网络操作系统处于开放系统互联模型七层协议中的传输层以上的几层。
NOVELL公司开发的NOVELL Netware网络系统是一个适用于多种微机的基于局域网的网络操作系统，采用客户-服务器的工作模型。NOVELL Netware由工作站操作系统、文件服务器软件、Netware壳层、网桥软件等组成。
【考点三】网络操作系统的类型一,NOS 的分类一般来说，网络操作系统可以分为两类：面向任务型 NOS 与通用型 NOS。面向任务型网络操作系统是为某一种特殊网络应用要求而设计的；通用型网络操作系统能提供基本的网络服务功能，支持用户在各个领域应用的需求。
对于通用型网络操作系统，一般又可以分为两类：变形系统与基础级系统。
二,NOS 结构的发展
1.对等结构网络操作系统在对等结构网络操作系统中，所有的连网结点地位平等，安装在每个连网结点的操作系统软件相同，连网计算机的资源在原则上都是可以相互共享的。
2.非对等结构网络操作系统针对对等结构网络操作系统的缺点，人法们进一步提出了非对等结构网络操作系统的设计思想，即将连网结点分为以下两类：
（1）网络服务器（Network Server）
（2）网络工作站（Network Workstation）
3.文件服务器的概念为了克服上述缺点，人们提出了基于文件服务的网络操作系统。这类网络操作系统分为以下两个部分：
（1）文件服务器
（2）工作站软件
【考点四】网络操作系统的基本功能一、局域网软硬件的典型构成购置标准的以太网卡、非屏蔽双绞线与集线器，然后按照组建局域网的原则连接起来，这时就完成了局域网基本的硬件安装工作。
目前，流行的网络操作系统主要有以下几种：
（1）Microsoft 公司的 Windows NT Server 操作系统
（2）Novell 公司的 NetWare 操作系统
（3）IBM 公司的 LAN Server 操作系统
（4）Unix 操作系统
（5）Linux 操作系统二、网络操作系统的基本功能
1.文件服务（File Service）
2.打印服务（Print Service）
3.数据库服务（Database Service）
4.通信服务（Communication Service）
5.信息服务（Message Service）
6.分布式服务（Distributed Service）
7.网络管理服务（Network Management Service）
8.Internet/Intranet 服务（Internet/Intranet Service）
【考点五】Windows NT 网络操作系统一、Windows NT 组成一般来说，Windows NT 操作系统分为两个部分：
（1）Windows NT Server
（2）Windows NT Workstation
其中，Windows NT Server 是服务器端软件，而 Windows NT Workstation 是客户端软件。
二、Windows NT 的特点
1.域的概念
Windows NT Server 操作系统是以"域"为单位实现对网络资源的集中管理。在一个 Windows NT 域中，只能有一个主域控制器（Primary Domain Controller），它是一台运行 Windows NT Server 操作系统的计算机；同时，还可以有后备域控制器（Backup Domain Controller）与普通服务器，它们都是运行 Windows NT Server 操作系统的计算机。
2.Windows NT 的特点一般来说，Windows NT 操作系统主要有以下几个特点：
（1）内存与任务管理
（2）开放的体系结构
（3）内置管理
（4）集中式管理
（5）用户工作站管理
3.Windows NT 的优缺点
（1）兼容性及可靠性（2）便于安装及使用（3）优良的安全性（4）一个缺陷，即管理比较复杂，开发环境也还不能令人满意。
三、Windows 2000 Server 操作系统
Windows 2000 是 Microsoft 公司推出的面向 21 世纪的新一代操作系统。在 Windows 2000 家族中，包括 Windows 2000 Professional、Windows 2000 Server、Windows 2000 Advance Server 与 Windows 2000 Datacenter Server 四个成员。
【考点六】NetWare 网络操作系统一、NetWare 操作系统的组成
NetWare 操作系统是以文件服务器为中心的，它主要由三个部分组成：文件服务器内核、工作站外壳与低层通信协议。
（1）内核进程管理（2）文件系统管理（3）安全保密管理（4）硬盘管理（5）系统容错管理（6）服务器与工作站的连接管理（7）网络监控二、NetWare 操作系统的特点
1.NetWare 的用户类型在 NetWare 网络中，网络用户可以分为以下几类：
（1）网络管理员（2）组管理员（3）网络操作员（4）普通网络用户
2.NetWare 的安全保护方法基于对网络安全性的需要，NetWare 操作系统提供了四级安全保密机制：
（1）注册安全性（2）用户信任者权限（3）最大信任者权限（4）目录与文件属性
3.NetWare 的系统容错技术
NetWare操作系统的系统容错技术是非常典型的，系统容错技术主要是以下三种：
（1）三级容错机制（2）事务跟踪系统（3）UPS 监控
4.NetWare 的优缺点
（1）强大的文件及打印服务能力（2）良好的兼容性及系统容错能力（3）比较完备的安全措施（4）不足之处。NetWare 存在工作站资源无法直接共享、安装及管理维护比较复杂，多用户需同时获取文件及数据时会导致网络效率降低，以及服务器的运算功能没有得到发挥等缺点。
三、IntranetWare 操作系统一般来说，IntranetWare 操作系统主要有以下几个特点：
（1）IntranetWare 操作系统能建立功能强大的企业内部网络（2）IntranetWare 操作系统能保护用户现有的投资（3）IntranetWare 操作系统能方便地管理网络与保证网络安全（4）IntranetWare 操作系统能集成企业的全部网络资源（5）IntranetWare 操作系统能大大减少网络管理的开支
【考点七】Linux 网络操作系统与传统的网络操作系统相比，Linux 操作系统主要有以下几个特点：
（1）Linux 操作系统不限制应用程序可用内存的大小；（2）Linux 操作系统具有虚拟内存的能力，可以利用硬盘来扩展内存；（3）Linux 操作系统允许在同一时间内，运行多个应用程序；（4）Linux 操作系统支持多用户，在同一时间内可以有多个用户使用主机；（5）Linux 操作系统具有先进的网络能力，可以通过 TCP/IP 协议与其他计算机连接，通过网络进行分布式处理；（6）Linux 操作系统符合 Unix 标准，可以将 Linux 上完成的程序移植到 Unix 主机上去运行；（7）Linux 操作系统是免费软件，可以通过匿名 FTP 服务在"sunsite.unc.edu" 的 "pub/linux" 目录下获得。
【考点八】Unix 网络操作系统
Unix的主要特性有：
（1）Unix 系统是一个多用户、多任务的操作系统。每个用户都可以同时运行多个进程。（2）Unix 系统的大部分是用 C 语言编写的，这使得系统易读、易修改、易移植。（3）提供了丰富的、经过精心挑选的系统调用，整个系统的实现十分紧凑、简洁、优美。（4）Unix 提供了功能强大的可编程 Shell 语言，即外壳语言，作为用户界面。具有简洁高效的特点。（5）Unix 系统采用的树形文件系统，具有良好的安全性、保密性和可维护性。在文件系统的实现方面，Unix 也有比较大的创新，这大大影响了以后的操作系统。（6）Unix 系统提供了多种通信机制，例如管道通信、软中断通信、消息通信、共享存储器通信和信号灯通信。后来的操作系统或多或少地借鉴了 Unix 的通信机理。（7）Unix 系统采用进程对换的内存管理机制和请求调页的存储管理方式，实现了虚拟存储管理，大大提高了内存的使用效率。
