【正文】 源代碼，用戶可以方便地向 UNIX 系統(tǒng)中逐步添加新功能和工具，這樣可使 UINX 越來越完善，能提供更多服務(wù)，成為有效的程序開發(fā)支撐平臺。它是目前唯一可以安裝和運(yùn)行在從微型機(jī)、工作站直到大型機(jī)和巨型機(jī)上的操作系統(tǒng)。 ? Unix系統(tǒng)和 C語言的設(shè)計(jì)者 Ritcchie 和Thompson 共同獲得了 1983 年度的 ACM圖靈獎 (ACM Turing Award)和軟件系統(tǒng)獎(Software System Award)。 Linux和自由軟件 ? Linux 是由芬蘭藉科學(xué)家 Linus Torvalds 于1991 年編寫完成的一個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)核，當(dāng)時(shí)他還是芬蘭首都赫爾辛基大學(xué)計(jì)算機(jī)系的學(xué)生，在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程中，自己動手編寫了一個(gè)操作系統(tǒng)原型，從此，一個(gè)新的操作系統(tǒng)誕生了。Linus 把這個(gè)系統(tǒng)放在 Inter 上，允許自由下載 實(shí)例研究： Windows2022/XP ? Windows 2022/XP 的設(shè)計(jì)者們認(rèn)為： ? (1)采用整體式或?qū)哟问讲僮飨到y(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是不恰當(dāng)?shù)模鼈冊诳蓴U(kuò)充性和可移植性方面效果不好。 ? (2）采用類似于 Mach的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)也是不恰當(dāng)?shù)?，純的微?nèi)核設(shè)計(jì)只涉及最小內(nèi)核，其他服務(wù)都運(yùn)行在用戶態(tài)，它的運(yùn)算成本太高，在商業(yè)上不適用。 ? Windows 2022/XP 把許多系統(tǒng)服務(wù)代碼放在核心態(tài)運(yùn)行，包括：文件服務(wù)、設(shè)備管理、圖形引擎等。 在一個(gè)實(shí)際操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，要綜合考慮來自用戶、系統(tǒng)、兼容性等方方面面的因素。 ? 因此， Windows2022/XP 采用基于對象的技術(shù)來設(shè)計(jì)系統(tǒng)，提出了一種客戶 /服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在純微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做了一些擴(kuò)展，它融合了層次式結(jié)構(gòu)和純微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。 ? 對操作系統(tǒng)性能影響很大的組件放在內(nèi)核下運(yùn)行，而其他一些功能則在內(nèi)核外實(shí)現(xiàn)。這種結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是模塊化程度高、靈活性大、便于維護(hù)、系統(tǒng)性能好。 Windows2022/XP客戶 /服務(wù)器結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡框 系統(tǒng)進(jìn)程 服務(wù)進(jìn)程 應(yīng)用程序 環(huán)境子系統(tǒng) 子系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫 用戶態(tài) 核心態(tài) 執(zhí)行體 內(nèi)核 設(shè)備驅(qū)動程序 硬件抽象層 圖形 引擎 Windows2022/ XP客戶 /服務(wù)器結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)線程 RPC Spooler 事件日志 服務(wù)進(jìn)程 任務(wù)管理器 IE瀏覽器 用戶程序 子系統(tǒng) DLL 應(yīng)用程序 POSIX OS2 WIN32 環(huán)境子系統(tǒng) 服務(wù)管理器 安全驗(yàn)證 Win登錄 會話管理器 系統(tǒng)進(jìn)程 核 心 態(tài) 用 戶 態(tài) Win32 User GDI 圖形驅(qū)動器 硬件抽象層 (HAL) 設(shè)備驅(qū)動程序 內(nèi)核 對象管理器 核心態(tài)可調(diào)用接口 (執(zhí)行程序 API) 系統(tǒng)服務(wù)調(diào)度進(jìn)程 I/O 管理器 文件緩存管理 進(jìn)程線 程管理 安全訪問監(jiān)視 虛存 管理 局部過 程調(diào)用 注冊表配 置管理器 電源 管理器 即插即用管理 硬件接口（總線、 I/O、時(shí)鐘、計(jì)時(shí)器、中斷、 DMA、 CACHE控制器） 1）硬件抽象層 HAL ? HAL是實(shí)現(xiàn)可移植性的關(guān)鍵部分 ， 位于硬件最上面和系統(tǒng)的最低層 ， 把系統(tǒng)的內(nèi)核 、 設(shè)備驅(qū)動程序及執(zhí)行體從與平臺相關(guān)的硬件差異中分隔開來 。 ? HAL隱藏各種與硬件有關(guān)的細(xì)節(jié) ， 如系統(tǒng)總線 、 計(jì)時(shí)器 、 I/O接口 、 DMA、 中斷控制器 、 多處理器通信機(jī)制等 ， 對內(nèi)核來說是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件平臺上的低級接口 。 2）設(shè)備驅(qū)動程序 ? 設(shè)備驅(qū)動程序是 I/O系統(tǒng)和相關(guān)硬件之間的接口 ， 把用戶的 I/O函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換成特定硬件設(shè)備的I/O要求 。 ? 設(shè)備驅(qū)動程序不直接操作硬件 ，而是調(diào)用 HAL來控制硬件的接口 。 3）內(nèi)核 內(nèi)核執(zhí)行操作系統(tǒng)最基本的操作 ， 決定操作系統(tǒng)如何使用處理器并確保慎重使用它們 。 內(nèi)核提供如下函數(shù)： (1) 線程管理和調(diào)度； (2) 進(jìn)程切換 。 (3) 陷阱處理和異常調(diào)度； 4)Windows 2022/XP執(zhí)行體 執(zhí)行體包括五種類型函數(shù)： (1)從用戶態(tài)被導(dǎo)出并且可以調(diào)用的函數(shù) 。 (2)從用戶態(tài)被導(dǎo)出并且可以調(diào)用的函數(shù) ， (3)只能從在 DDK中已經(jīng)導(dǎo)出并且文檔化的核心態(tài)調(diào)用的函數(shù) 。 (4)在核心態(tài)組件之間調(diào)用的但沒有文檔化的函數(shù) 。 (5)組件內(nèi)部的函數(shù) 。 執(zhí)行體包含下列重要組件 ? 進(jìn)程和線程管理器 ? 虛擬內(nèi)存管理器 ? 安全訪問監(jiān)視器 ? I/O管理器 ? 高速緩存管理器 5） ，用于子系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫。包含兩類函數(shù)： (1)作為 Windows XP執(zhí)行體系統(tǒng)服務(wù)的系統(tǒng)服務(wù)調(diào)度占位程序； (2)子系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫、及其他本機(jī)映像使用的內(nèi)部支持函數(shù)。 6）系統(tǒng)進(jìn)程 ? Idle進(jìn)程： ? System進(jìn)程和 System ： ? 會話管理器 ： ? WIN32子系統(tǒng) ： ? 登錄進(jìn)程 ： ? 本地安全身份身份鑒別服務(wù)器進(jìn)程： ? 服務(wù)管理器 務(wù)器進(jìn)程： 7） 服務(wù)控制器及服務(wù)進(jìn)程 ?一個(gè)特殊系統(tǒng)進(jìn)程 ， 負(fù)責(zé)啟動 、 停止和與服務(wù)控制器交互 ， 并管理用戶態(tài)進(jìn)程服務(wù) 。 服務(wù)類似于 UNIX的守護(hù)進(jìn)程 ， 可配置成在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)自動啟動而不需交互式登錄 。 ?服務(wù)程序是合法的 Win32映象 ， 這些映象調(diào)用特殊 Win32函數(shù)以與服務(wù)控制器相互使用 ， 例如 ， 注冊 、 啟動 、 響應(yīng)狀態(tài)請求 、 暫?；蜿P(guān)閉服務(wù) 。 一些組件是作為服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的 ， 如 ，事件日志 、 假脫機(jī) 、 RPC支持和網(wǎng)絡(luò)組件 。 8）環(huán)境子系統(tǒng) ? Win32子系統(tǒng)是將基本的執(zhí)行體系統(tǒng)服務(wù)的某些子集提供給應(yīng)用程序，向用戶應(yīng)用程序展示本地操作系統(tǒng)服務(wù)，提供操作系統(tǒng) “ 環(huán)境 ” 或個(gè)性。 ? Windows 2022/XP帶有三個(gè)環(huán)境子系統(tǒng)：WIN3 POSIX和 OS/2 。 9）用戶應(yīng)用程序和子系統(tǒng)動態(tài)連接庫 用戶應(yīng)用程序可以是： ? WIN3 ? Windows 、 ? MSDOS、 ? POSIX 、 ? OS/2 五種類型之一。 六、常見的嵌入式操作系統(tǒng)簡介 ? Windows CE ? PlamOS ? Symbian ? VxWorks ? Nucleus ? uC/OS II ? ThreadX ? ECOS ? LINUX 常見的嵌入式操作系統(tǒng) ? Windows CE ? 微軟的嵌入式操作系統(tǒng)，主要面向 PDA與手機(jī)市場 ? 特點(diǎn)： ? 強(qiáng)大的圖形功能 ? 較好的開發(fā)工具支持 ? 支持多種 CPU ? 實(shí)時(shí)性較差 ? 占用較多的系統(tǒng)資源 ? 許可證費(fèi)用較高 常見的嵌入式操作系統(tǒng) ? PalmOS ? 一款優(yōu)秀的 PDA的操作系統(tǒng) ? 特點(diǎn)： ? 有較好的圖形界面 ? 較高的系統(tǒng)效率，可在低端處理器上運(yùn)行 ? OS6以前的版本不支持多任務(wù) 常見的嵌入式操作系統(tǒng) ? SymbianOS ? Symbian成立于 1998年，由愛立信、諾基亞、摩托羅拉和 Psion共同出資籌建。 常見的嵌入式操作系統(tǒng) ? VxWorks (美國風(fēng)河公司 ) ? 廣泛用于通信、軍事、航空等領(lǐng)域， ? 特點(diǎn) : ? 高安全性與可靠性 ? 內(nèi)核可裁剪 ? 支持多種 CPU ? 較完善的開發(fā)工具 ? 許可證價(jià)格昂貴 ? 一般無法得到源碼 常見的嵌入式操作系統(tǒng) ? Nucleus ? AT公司開發(fā)，多用于低端 PDA及網(wǎng)絡(luò)路由器 ? 特點(diǎn)： ? 只需一次性購買許可 ? 內(nèi)核和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都以源碼的形式提供，用戶可以根據(jù)需要修改 ? 支持當(dāng)前流行的大多數(shù) RISC、 CISC、 DSP處理器 ? 它的缺點(diǎn)是實(shí)時(shí)性不夠，定時(shí)中斷管理不可靠，I/O管理太簡單 常見的嵌入式操作系統(tǒng) ? uC/OS II ? 特點(diǎn) : ? 開放源碼 ? 通過美國聯(lián)邦航空管理局 (FAA)認(rèn)證 ,穩(wěn)定性安全性較高 ? 缺點(diǎn) : ? 過于簡單 ,對于復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)工作量較大 ? 商用需要許可證 常見的嵌入式操作系統(tǒng) ? ThreadX （ Express Logic) ? 一個(gè)高效、健壯、無版權(quán)稅的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ? 占用系統(tǒng)資源低 ? 有較高的實(shí)時(shí)響應(yīng)時(shí)間 ? 快速的進(jìn)程切換 常見的嵌入式操作系統(tǒng) ? ECOS ? RED HAT公司開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng) ? 特點(diǎn)： ? 具有良好的可配置能力，提供了圖形化的配置工具 ? 開放源代碼，完全免費(fèi) ? 支持多種 CPU ? 比 LINUX更高的實(shí)時(shí)性 ? 良好的開放性，兼容性和可擴(kuò)展性 ? 簡單易學(xué)，易于操作 常見的嵌入式操作系統(tǒng) ? LINUX ? 功能強(qiáng)大的嵌入操作系統(tǒng)，廣泛用于網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，PDA，手機(jī)等信息家電領(lǐng)域 ? 特點(diǎn)： ? 系統(tǒng)穩(wěn)定，功能強(qiáng)大 ? 支持多種硬件平臺 ? 應(yīng)用軟件多，簡單易用 ? 開放源碼，不存在黑箱技術(shù) ? 不需許可證，使用成本低 ? 文檔完善 ? 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能 ? 具有軟實(shí)時(shí)性