【摘要】： 微內(nèi)核技術(shù)與傳統(tǒng)的宏內(nèi)核相比,微內(nèi)核將操作系統(tǒng)服務(wù)及驅(qū)動(dòng)移出內(nèi)核的模塊化設(shè)計(jì)大大提高了操作系統(tǒng)的可靠性,安全性,可擴(kuò)展性和移植性,體現(xiàn)出操作系統(tǒng)發(fā)展的一種趨勢(shì),因此,微內(nèi)核技術(shù)也逐漸成了研究的熱點(diǎn),在未來(lái)操作系統(tǒng)的發(fā)展中將發(fā)揮著巨大的作用。 目前,微內(nèi)核還沒有形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),基本上還處在策略研究層面上。影響其發(fā)展的最大因素就是性能低下,而最大影響性能的地方在于頻繁的地址空間切換和在此基礎(chǔ)之上的進(jìn)程間通信的速度過慢。本文在分析研究了現(xiàn)有微內(nèi)核優(yōu)缺點(diǎn)的情況下,主要在優(yōu)化微內(nèi)核的地址空間架構(gòu)的基礎(chǔ)上,來(lái)改進(jìn)進(jìn)程間通信和地址空間切換的效率,并研究設(shè)計(jì)了自己的微內(nèi)核——MyOS。 本文的主要研究?jī)?nèi)容包括: (1)研究了現(xiàn)有的微內(nèi)核結(jié)構(gòu),真正從微內(nèi)核的角度去思考問題,研究并設(shè)計(jì)了一種新的微內(nèi)核結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)之上對(duì)部分性能做了測(cè)試。 (2)研究了現(xiàn)有微內(nèi)核進(jìn)程間通信的性能,采用臨時(shí)映射拷貝的方法對(duì)進(jìn)程間通信的主要手段——消息傳遞做出了改進(jìn)。 (3)研究并實(shí)現(xiàn)了微內(nèi)核的內(nèi)存管理服務(wù):微內(nèi)核內(nèi)部的地址空間管理和微內(nèi)核外的內(nèi)存管理服務(wù)。并針對(duì)微內(nèi)核的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過引入小地址空間概念,對(duì)地址空間的設(shè)計(jì)做出了改進(jìn)。 在系統(tǒng)測(cè)試中,MyOS表現(xiàn)出了良好的性能,但距離操作系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用尚有距離。在以后的工作中我們將不斷改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其功能,完善系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
【圖文】：

用用戶進(jìn)程程程用戶進(jìn)程程程用戶進(jìn)程程程用戶進(jìn)程程程 程箱娜硬圖2一 3Myos的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在MyoS微內(nèi)核中只實(shí)現(xiàn)了以下幾種基本的機(jī)制:(l)地址空間管理。不同的進(jìn)程運(yùn)行在相互獨(dú)立的地址空間，地址空間的相互隔離能夠有效的隔離錯(cuò)誤和保護(hù)數(shù)據(jù)，地址空間隔離的基本機(jī)制由硬件的MMU[33](內(nèi)存管理單元)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，內(nèi)核作為硬件的直接支配者，直接管理著MMIJ模塊。內(nèi)核只實(shí)現(xiàn)最基本的管理，他只為上層服務(wù)提供最基本的地址空間映射原語(yǔ)，僅僅是完成物理地址到虛擬地址的映射，而具體的映射策略則由上層服務(wù)來(lái)完成。(2)中斷管理。中斷的響應(yīng)必須在高特權(quán)級(jí)下，因此，內(nèi)核必須提供對(duì)中斷的管理，但是，內(nèi)核內(nèi)部并不提供對(duì)中斷的具體處理，內(nèi)核只提供對(duì)中斷的封裝，將中斷封裝成一條消息

個(gè)塊K肖l才尹|l|||圖4一 8Cache/主存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖中有一個(gè)相對(duì)比較大而比較慢的主存儲(chǔ)器和一個(gè)較小較快的cache存儲(chǔ)器，。ache包含一部分主存儲(chǔ)器的副本。當(dāng)處理器試圖度曲存取器中的一個(gè)字時(shí)，進(jìn)行一次檢查以確定這個(gè)字是否在cachc中。如果在，該字被傳遞給處理器;如果不在，則由固定數(shù)目的字組成的一塊主存儲(chǔ)器被讀入cache，然后該字被傳遞給處理器。由于訪問局部性現(xiàn)象的存在，，當(dāng)一塊數(shù)據(jù)被取入cache滿足依次存儲(chǔ)器訪問時(shí)，很有可能下一次是訪問該塊中的其他字。圖4一8描述了cache/主存儲(chǔ)器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。主存儲(chǔ)器由2”個(gè)可尋址的字組成，每個(gè)字有一個(gè)唯一的n位地址�；谟成涞哪康�
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP332

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 王世鈾,郭福順,臧天儀;微核心操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;1999年01期

2 付長(zhǎng)冬,孟慶余,潘清;基于微內(nèi)核的操作系統(tǒng)綜述[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);1997年03期

3 劉福巖,尤晉元;一種提高微內(nèi)核效率的有效方法[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2000年07期

本文編號(hào)：2663224