14操作系统的结构设计

14操作系统的结构设计内容摘要：

理设备，把一个物理实体改变成若干个逻辑上的对应物。 物理实体是实际存在的，而逻辑上的对应物是虚幻的、感觉上的。 虚拟机结构的操作系统 (3) 程序设 计接口 进程 内核 虚机器 硬件 进程 内核 进程 内核 CMS CMS CMS 370虚拟机 系统调用 陷入 陷入 I/O指令 运行 CMS的 VM370虚拟机器 虚拟机概念结构 370裸机 VM370 客户 /服务器与微内核 结构操作系统 (1) 客户 /服务器与微内核结构 客户 /服务器结构的思想：将操作系统分成两大部分， 一是运行在用户态并以 C/S方式活动的进程。 二是运行在核心态的内核。 客户 /服务器与微内核 结构操作系统 (2) 客户 /服务器结构的思想 (1)  每个进程实现一类服务 ， 称服务器进程 (如文件服务 、 进程管理服务 、 存储管理服务 、 网络通信服务等 )。 它 的任务是检查是否有客户提出服务请求 ，如果有请求则在满足客户的要求后返回结果 ， 于是 ， 用户进程与服务器进程形成了 C/S关系。 客户 /服务器与微内核 结构操作系统 (3) 客户 /服务器结构的思想 (2)  运行在核心态的内核把该消息传给服务器。 服务器执行相应操作 ， 再通过内核用消息把结果返回给用户。 内核只实现极少任务 ， 主要起信息验证 、 交换的作用 ，因而 ， 称微内核 (Microkernel)， 这种结构也就称为客户 /服务器与微内核结构。 客户 /服务器与微内核 结构操作系统 (4) 1） 分层结构内核 2） 微内核 进程管理 硬件 存储管理 设备管理 文件管理 作业管理 内 核 模 式 微内核 硬件 客户进程 安全服务 虚存管理器 文件服务器 设备驱动程序 用 户 模 式 客户 /服务器与微内核 结构操作系统 (5) 微内核结构的优点有 : 1） 一致性接口 2） 可扩充性 3） 可移植性 4） 可靠性 5） 支持分布式系统 6） 支持面向对象的操作系统 客户 /服务器与微内核 结构操作系统 (6) 微内核的设计 1） 基本的存储管理 微内核支持内核外部的页面管理和虚存管理： •转让 （ Grant） •映射 (Map) •刷新 （ Flush） 客户 /服务器与微内核 结构操作系统 (7) 内核外的页面管理程序做缺页处理 微内核 应用进程 页面管理程序 缺页中断 恢 复 地址空间函数调用 客户 /服务器与微内核 结构操作系统 (8) 2）进程间通信 微内核操作系统中 ， 进程和线程通信的基本形式是消息。 进程间通信基于进程间相关联的端口 （ Ports） ， 一个端口是一个特定进程的消息队列 ， 与端口相关的是一张能力表 ， 记录了可以与这个进程通信的进程。 客户 /服务器与微内核 结构操作系统 (9) 3） I/O和中断管理 driver thread。 do wait for (mhg， sender)。 if sender = my_hardware_interrupt { read/writer I/O ports。 reset hardware interrut。