1.5? 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

OS的結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了四代變革：

微內(nèi)核OS結(jié)構(gòu)——現(xiàn)代OS結(jié)構(gòu)

微內(nèi)核結(jié)構(gòu)能有效地支持多處理機(jī)運(yùn)行，故非常使用于分布式系統(tǒng)環(huán)境。

Windows NT采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)

在與微內(nèi)核技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，客戶/服務(wù)器技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)也在迅速發(fā)展，把它們應(yīng)用到基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的OS中，便具有了以微內(nèi)核為OS核心，以客戶/服務(wù)器為基礎(chǔ)，并且采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法的特征。

微內(nèi)核技術(shù)

微內(nèi)核技術(shù)——是指精心設(shè)計(jì)的、能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代OS核心功能的小型內(nèi)核。

OS的變龐大，使對OS的開發(fā)、維護(hù)和移植變得十分困難。

為了減少OS的復(fù)雜性，增加OS的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性而產(chǎn)生了微內(nèi)核技術(shù)。

微內(nèi)核操作系統(tǒng)的基本概念

1）足夠小的內(nèi)核

微內(nèi)核是指精心設(shè)計(jì)的、能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代OS最基本的核心功能的部分。

2）基于客戶/服務(wù)器模式

把OS的最基本部分放在內(nèi)核中，把OS的絕大部分功能放在內(nèi)核外面的一組服務(wù)器(進(jìn)程)中實(shí)現(xiàn)

3）應(yīng)用“機(jī)制與策略分離”原理

所謂機(jī)制，是指實(shí)現(xiàn)某一功能的具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

策略是在機(jī)制基礎(chǔ)上，借助于某些參數(shù)和算法來實(shí)現(xiàn)該功能的優(yōu)化，或達(dá)到不同的功能目標(biāo)。

機(jī)制處于系統(tǒng)的低層，而策略處于系統(tǒng)的高層。

傳統(tǒng)OS將機(jī)制放在內(nèi)核低層，策略放在內(nèi)核高層。

微內(nèi)核OS將機(jī)制放在微內(nèi)核中，策略放在微內(nèi)核外。

4）采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)

2.? 微內(nèi)核的基本功能

1）進(jìn)程（線程）管理

進(jìn)程隊(duì)列屬于調(diào)度功能的機(jī)制部分，放在微內(nèi)核中；確定、修改優(yōu)先級，屬于策略問題，放在進(jìn)程管理服務(wù)器中。

進(jìn)程(線程)通信、進(jìn)程切換、線程調(diào)度、多處理機(jī)之間的同步等功能也放在微內(nèi)核中。

2）低級存儲管理

頁表機(jī)制和地址變換機(jī)制在微內(nèi)核中；實(shí)現(xiàn)虛存的策略，包括頁面置換算法、內(nèi)存分配回收策略等放在存儲器服務(wù)器中

3）中斷和陷入處理

大多數(shù)微內(nèi)核操作系統(tǒng)都將與硬件緊密相關(guān)的一小部分放入微內(nèi)核中處理。此時(shí)，微內(nèi)核的主要功能，是捕獲所發(fā)生的中斷和陷入事件，并進(jìn)行相應(yīng)的前期處理。如進(jìn)行中斷現(xiàn)場保護(hù)，識別中斷或陷入類型，然后將有關(guān)事件的信息轉(zhuǎn)換成消息后，發(fā)送給相應(yīng)的服務(wù)器作中斷后期處理。

微內(nèi)核的優(yōu)點(diǎn)

1）提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性

2）增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性

3）可移植性

4）提供了對分布式系統(tǒng)的支持

5）融入了面向?qū)ο蠹夹g(shù)

4.? 微內(nèi)核操作系統(tǒng)存在的問題

微內(nèi)核OS的運(yùn)行效率有所降低。

原因是：在完成一次客戶對OS提出的服務(wù)請求時(shí)，需要利用消息實(shí)現(xiàn)多次交互和進(jìn)行用戶/內(nèi)核模式及上下文的多次切換。

解決的辦法：

重新將一些常用的操作系統(tǒng)基本功能，有服務(wù)器移入微內(nèi)核中。

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創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机操作系统（5）：操作系统的结构设计的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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