slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
操作系统与透明计算 PowerPoint Presentation
Download Presentation
操作系统与透明计算

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 34

操作系统与透明计算 - PowerPoint PPT Presentation


  • 139 Views
  • Uploaded on

操作系统与透明计算. 张尧学 2005.10.15. 目 录. 一 操作系统简介 二 操作系统发展变化观 三 操作系统与透明计算. 一、操作系统简介. 网络计算  普适计算. 多样化 人本化 网络化 高速化 ……. 操作系统与计算机同在:. 不同的计算机对应于不同的操作系统 (批处理、分时、实时等). 主机 : FMS ( Fortran Monitor System )、 IBSYS 、 UNIX 、 MAC….  UNIX 为主. C/S :

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

操作系统与透明计算


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

操作系统与透明计算

张尧学

2005.10.15

slide2
目 录

一 操作系统简介

二 操作系统发展变化观

三 操作系统与透明计算

slide3

一、操作系统简介

网络计算  普适计算

  • 多样化
  • 人本化
  • 网络化
  • 高速化
  • ……
slide4

操作系统与计算机同在:

不同的计算机对应于不同的操作系统 (批处理、分时、实时等)

主机:

FMS(Fortran Monitor System)、IBSYS、UNIX、MAC…

 UNIX为主

C/S:

DosWindowsWindows95/98/2000/XPLonghorn(Vista)

 Windows为主

slide5

手机:Symbian(摩托罗拉等)

Windows Mobile(微软)Palm OS(32位嵌入式)Linux

C/N, C/VE: Client

 群雄逐鹿

PDA:Windows CE,等

Server:

SunONE(Sunsoft)

WebSphere(IBM)

.NET(Microsoft)

OpenView(HP)

slide6
什么是普适计算时代的操作系统?

对传统操作系统的继承和发展

(服务、共享、效率、安全、管理)

  • 服务: 主动化 个性化
  • 共享: 网络化
  • 软件: 构件化
  • 安全: 结构化
slide7
谁拥有普适计算时代的操作系统,谁将成为下一轮信息技术发展中的主导者谁拥有普适计算时代的操作系统,谁将成为下一轮信息技术发展中的主导者

国内外研发新操作系统的努力从来没有停住过。

永远的梦,永远的痛!

slide8

二、操作系统的发展变化观

分时系统UNIX和Macintosh奠定了现代操作系统的基础

UNIX: 机器如何高效执行、共享? (1983年,1990年图灵奖)

Macintosh :人机界面如何友好(服务)?

(服务、共享、效率、安全、管理)

slide9
现代操作系统发展中的几种有趣现象

大世界还是小世界?

简单还是复杂?

开放还是封闭?

合作还是竞争?

slide10

三、操作系统与透明计算

普适计算的操作系统:

网络共享 

效率更高 

管理更方便 

安全性更高 

服务更主动 

虚拟环境,能共享不同设备

减少overhead(最好是只运转需要执行的那部分指令)

安装,维护等(最好是像电视机那样)

防止病毒、防止偷数据,合适的人、合适的地点、合适的信息

友好的界面、提供用户需要的可重构服务

slide11
透明计算(1)
  • 客户端不装操作系统还原为裸机
  • 用户可以从服务器上任意选择自己需要的OS操作系统与客户端硬件分离
  • 服务器OS动态调度到客户端执行效率更高
slide12
透明计算(2)
  • 资源管理存储全部在服务器上管理维护更加容易
  • 客户端只需内存、CPU和接口成本更低
  • 新的体系结构安全、防病毒
slide13

应用程序

开放界面

应用接口

中间件

体系结构

操作系统

标准

开放OS与主板的接口

主板

界面

进一步开放

实现:

slide14
技术难题
  • 网络速度 连续、高速(有线、无线)
  • 如何发现不同的BOOT区,引导下载? 多OS远程启动协议
  • 如何发现多服务器上的OS、程序、资源? 多OS、多服务器远程启动
  • 如何解决本地执行与VE上的指令存储? 虚拟存储管理方法
  • 如何解决资源的共享与安全? 透明计算文件系统
  • 等等。
slide15
实现示例

我们已在以太网环境下成功实现

拓扑图:

Inetrnet

Win2000

Win98

Linux

NAT:Network

Address

Translation

NAT

Server3

Server1

Server2

TransC

TransC

TransC

slide16

实现技术

端系统

改写Int13中断

Linux

搜索BOOT区

Win98

端系统

识别BOOT区

确认

Win2000

传送

确认

移交控制权

1)支持多操作系统的远程启动协议MRBP

解决不同操作系统从服务器到端系统的下载问题:

slide17

2)虚拟交换与调度

端系统中无硬盘和程序代码,通过网络从服务器中交换或调度,解决计算和存储的分布式一体化问题

服务器内存

Cache

网络请求调页

CPU

服务器CPU

数据

指令

(网络)

内存

交换区

本地硬盘

服务器硬盘

端系统

slide18
3)预防病毒

Boot

File

System

i节点

文件1

文件2

原文件卷

提出和实现了专用文件系统接口、自动地址配置、重置引导区等技术,可防御目前已知的主要病毒;

MultiBoot区

slide19
4)多用户地址配置

自动配置MMNC客户端的计算机名和内部IP地址,实现多内部IP地址到单一外部IP地址的映射,从而有效隔离内部网络与外部网络。

1、DHCP:分配内部IP地址实现与外部的隔离

2、NPC:计算机名称的自动配置

slide20

已研制出三种系列:

“小宝”

小宝系列(深圳在线通)

龙星系列(湖大远程与湘计算机)

网锐系列(联想集团)

“网锐”

“龙星”

slide21

应用

已广泛用于军事、教育、电子政务、电子商务、金融、企业 等领域;

slide22

与其它产品的区别

抗病毒能力

对服务器性能要求

OS

程序存储与计算

支持用户数

slide23

在同一终端设备上自主选择启动多个操作系统及其应用在同一终端设备上自主选择启动多个操作系统及其应用

系统演示

演示脚本:

1、启动Win98系统;

2、启动Win2000系统,并演示Word文字处理、IPTV等应用;

3、启动Linux(Redhat)系统,并演示上网等应用。

演示视频(点击播放)

slide24

小 结

透明计算的特点:

1、实现网格计算的一种方法:计算像电流、像自来水

2、成本降低

3、使用方便,像开电视机

4、形成新的产业链,为国产CPU和软件发展提供机会

5、防止病毒

直接成本: 硬件、软件间接成本: 管理维护成本、升级成本、使用成本、 安全成本、等

slide25

小 结

进一步研究方向:
  • 不同设备
  • 不同网络
  • 相关理论
  • ……
slide27

大世界与小世界

世界上的一切事物都是由小世界构成的

小世界:相对独立、经常联系的小圈子

操作系统:大世界

从汤普森和里奇开始:强调可移植性

即把一个OS放到各种计算机上

X86

OS

RISC

嵌入式芯片等

  • 如何发展小世界?
slide28

简单与复杂

  • 复杂化导致了微内核技术的失败(小内核 与大内核)
  • 简单化造就了UNIX,Linux和Dos的成功
  • “Keep it Simple, Stupid.” 汤普森
  • “实用 有限目标 简单设计”Linus的 Linux三原则
slide29
开放与封闭
  • 世界上很少有完全的封闭系统,Open与Closed是一个相对概念,开放是向上兼容的,是与标准连在一起的。
  • 最早的开放是程序的开放,例如Fortran
  • 只要支持Fortran编译,什么样的机器都可以执行Fortran
  • 之后是API的开放 (UNIX)
  • 再就是体系结构的开放 (OSI/ISO,TCP/IP)
  • 下一步怎么开放?
slide30

合作与竞争

操作系统与人类社会的管理在很多方面相同

中国的哲学思想是合作多于竞争:

  • 孔子的中庸
  • 道教的无为
  • 现代的和谐社会

操作系统是竞争多于合作

  • UXIX内部争论
  • Window、UNIX 和 Linux的争论

如何加强合作?

slide31
客户端不装操作系统

原计算模式

透明计算模式

网络

网络

S: 计算、存储、管理

单OS

成本高

C: 交互、通信

单OS

成本高

S: 多OS

管理与存储

成本低、负载轻

C: 无OS

本地计算

执行快、成本低

slide32
用户从服务器上自主选择需要的操作系统

使用哪个OS?

用户选择

端系统

服务器

slide33

数据请求

缺页请求

服务器OS动态调度到客户端执行

服务器硬盘

交换区

虚拟页面管理

虚拟页面管理

服务器CPU

缓存

内存

缓存

CPU

服务器

客户端