【正文】 客戶進程進程服務器終端服務器…文件服務器存儲器服務器用戶方式核心方式回答核心請求① ④ ② ③ 第一章 操作系統(tǒng)引論 3) 應用 “ 機制與策略分離 ” 原理 在現(xiàn)代操作系統(tǒng)的結構設計中，經(jīng)常利用 “ 機制與策略分離 ” 的原理來構造 OS結構。 所謂機制，是指實現(xiàn)某一功能的具體執(zhí)行機構。而策略，則是在機制的基礎上，借助于某些參數(shù)和算法來實現(xiàn)該功能的優(yōu)化 ，或達到不同的功能目標。通常，機制處于一個系統(tǒng)的基層，而策略則處于系統(tǒng)的高層。在傳統(tǒng)的 OS中，將機制放在 OS的內(nèi)核的較低層，把策略放在內(nèi)核的較高層次中。而在微內(nèi)核操作系統(tǒng)中，通常將機制放在 OS的微內(nèi)核中。正因為如此，才有可能將內(nèi)核做得很小。 第一章 操作系統(tǒng)引論 4) 采用面向對象技術 操作系統(tǒng)是一個極其復雜的大型軟件系統(tǒng)，我們不僅可以通過結構設計來分解操作系統(tǒng)的復雜度，還可以基于面向對象技術中的 “ 抽象 ” 和 “ 隱蔽 ” 原則控制系統(tǒng)的復雜性，再進一步利用 “ 對象 ” 、 “ 封裝 ” 和 “ 繼承 ” 等概念來確保操作系統(tǒng)的 “ 正確性 ” 、 “ 可靠性 ” 、 “ 易修改性 ” 、 “ 易擴展性 ” 等，并提高操作系統(tǒng)的設計速度。正因為面向對象技術能帶來如此多的好處，故面向對象技術被廣泛應用于現(xiàn)代操作系統(tǒng)的設計中。 第一章 操作系統(tǒng)引論 2．微內(nèi)核的基本功能 1) 進程 (線程 )管理 采用 “ 機制與策略分離 ” 的原理。 2) 低級存儲器管理 只配置最基本的低級存儲器管理機制 3) 中斷和陷入處理 將與硬件緊密相關的一小部分放入微內(nèi)核中處理。此時微內(nèi)核的主要功能，是捕獲所發(fā)生的中斷和陷入事件，并進行相應的前期處理。 在微內(nèi)核 OS中是將進程管理、存儲器管理以及 I/O管理這些功能一分為二，屬于機制的很小一部分放入微內(nèi)核中，另外絕大部分放在微內(nèi)核外的各種服務器中來實現(xiàn)。 第一章 操作系統(tǒng)引論 3． 微內(nèi)核操作系統(tǒng)的優(yōu)點 1) 提高了系統(tǒng)的可擴展性 由于微內(nèi)核 OS的許多功能是由相對獨立的服務器軟件來實現(xiàn)的，當開發(fā)了新的硬件和軟件時，微內(nèi)核 OS只須在相應的服務器中 增加新 的功能，或再增加一個專門的服務器。與此同時，也必然改善系統(tǒng)的 靈活性 ，不僅可在操作系統(tǒng)中增加新的功能，還可修改原有功能，以及刪除已過時的功能，以形成一個更為精干有效的操作系統(tǒng) 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 2) 增強了系統(tǒng)的可靠性 這一方面是由于微內(nèi)核是出于精心設計和嚴格測試的，容易保證其正確性；另一方面是它提供了規(guī)范而精簡的應用程序接口 (API)，為微內(nèi)核外部的程序編制高質量的代碼創(chuàng)造了條件。此外，由于 所有服務器都是運行在用戶態(tài) ，服務器與服務器之間采用的是消息傳遞通信機制，因此，當某個服務器出現(xiàn)錯誤時，不會影響內(nèi)核，也不會影響其它服務器。 第一章 操作系統(tǒng)引論 3) 可移植性 隨著硬件的快速發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的硬件平臺，作為一個好的操作系統(tǒng)，必須具備可移植性，使其能較容易地運行在不同的計算機硬件平臺上。在微內(nèi)核結構的操作系統(tǒng)中， 所有與特定 CPU和 I/O設備硬件有關的代碼，均放在內(nèi)核和內(nèi)核下面的硬件隱藏層中，而操作系統(tǒng)其它絕大部分 (即各種服務器 )均與硬件平臺無關 ，因而，把操作系統(tǒng)移植到另一個計算機硬件平臺上所需作的修改是比較小的。 第一章 操作系統(tǒng)引論 4) 提供了對分布式系統(tǒng)的支持 由于在微內(nèi)核 OS中，客戶和服務器之間以及服務器和服務器之間的通信，是采用 消息傳遞通信機制 進行的，致使微內(nèi)核 OS能很好地支持分布式系統(tǒng)和網(wǎng)絡系統(tǒng)。事實上，只要在分布式系統(tǒng)中賦予所有進程和服務器惟一的標識符，在微內(nèi)核中再配置一張系統(tǒng)映射表 (即進程和服務器的標識符與它們所駐留的機器之間的對應表 )，在進行客戶與服務器通信時，只需在所發(fā)送的消息中標上發(fā)送進程和接收進程的標識符，微內(nèi)核便可利用系統(tǒng)映射表，將消息發(fā)往目標，而無論目標是駐留在哪臺機器上。 第一章 操作系統(tǒng)引論 5) 融入了面向對象技術 在設計微內(nèi)核 OS時，采用了面向對象的技術，其中的“ 封裝 ” ， “ 繼承 ” ， “ 對象類 ” 和 “ 多態(tài)性 ” ，以及在對象之間采用消息傳遞機制等，都十分有利于提高系統(tǒng)的 “ 正確性 ” 、 “ 可靠性 ” 、 “ 易修改性 ” 、 “ 易擴展性 ” 等，而且還能顯著地減少開發(fā)系統(tǒng)所付出的開銷。 第一章 操作系統(tǒng)引論 4． 微內(nèi)核操作系統(tǒng)存在的問題 較之早期 OS，微內(nèi)核 OS的運行 效率有所降低 。 最主要的原因：在完成一次客戶對 OS提出的服務請求時，需要利用消息實現(xiàn)多次交互和進行用戶 /內(nèi)核模式及上下文的多次切換。至少需要進行 四次上下文切換，有時八次上下文的切換。 怎么辦？把 os功能由服務器移入微內(nèi)核？ 第一章 操作系統(tǒng)引論 圖 111 在傳統(tǒng) OS和微內(nèi)核 OS中的上下文切換 客戶機應用客戶機應用 O S 內(nèi)核文件服務器 磁盤設備驅動器返回( a ) 在整體式內(nèi)核文件操作中的上下文切換微內(nèi)核( b) 在微內(nèi)核中等價操作的上下文切換① ④ ② ③ ① ② ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 第一章 操作系統(tǒng)引論 一 . 操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展 操作系統(tǒng)類型：批量 OS、分時 OS、實時 OS、 二 . 操作系統(tǒng)的基本概念：定義、功能、特性、結構設計 作業(yè)題： P33： 13 補充：什么是操作系統(tǒng) ？ 有什么功能 ？ 第一章 小結 第一章 操作系統(tǒng)引論 實驗 ?1機房 ?實驗內(nèi)容：熟悉 Linux環(huán)境