操作系统的体系结构有哪些？

 

我们可以利用时钟中断实现计时功能。

原语是一种特殊的程序，具有原子性。也就是说，这段程序的运行必须一气呵成，不能中断。

内核是操作系统最基本，最核心的部分。

实现操作系统内核功能的哪些程序就是内核程序。

原语：

 管理工作

注意：对这些管理工作更多的是对数据结构的操作，不会直接涉及硬件。

 

我们需要注意的是：

操作系统内核需要运行在内核态。

操作系统的非内核功能运行在用户态。

案例

 

 

注意：变态的过程是需要成本，要消耗不少时间，频繁地变态会降低系统性能。

大内核与小内核的优缺点

典型的大内核操作系统：Linux，UNIX

典型的微内核操作系统：Windows NT

分层结构

特性、思想：内核分多层，每层可以单向调用更低一层提供的接口。

优点：便于调试和验证，自底向上逐层调试验证。

易扩充和易维护，各层之间调用接口清晰固定。

缺点：仅仅可以调用相邻低层，难以合理定义各层的边界。

效率低，不可跨层调用，系统调用执行时间长。

最底层是硬件，最高层是用户接口。

模块化

特性、思想：将内核划分为多个模块，各个模块之间相互协作。

内核=主模块+可加载内核模块。

主模块：只负责核心功能，如进程调度、内存管理。

可加载内核模块：可以动态加载新模块到内核，而无需重新编译整个内核。

优点：

1.模块间逻辑清晰，易于维护，确定模块间接口后即可多模块同时开发

2.支持动态加载新的内核模块，增强OS适应性。

3.任何模块都可以直接调用其他模块，无需采用消息传递进行通信，效率高。

缺点

1.模块间的接口定义未必合理，实用。

2.模块间相互依赖，更难调试和验证。

外核

特性、思想：内核负责进程调度，进程通信等功能，外核负责为用户进程分配未经抽象的硬件资源，且由外核负责保证资源使用安全。

优点：

1.外核柯直接给用户进程分配“不虚拟、不抽象”的硬件资源，是用户进程可以更加灵活的使用硬件资源。

2.减少了虚拟硬件资源的“映射层”，提升效率。

缺点

1.降低了系统的一致性

2.使系统变得更加复杂

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