Операционные системы - статьи


Системы с минимальным ядром


На другом полюсе находится минимальное ядро, содержащее только чистый механизм и никакой политики. Минимальное ядро включает обработчики прерываний, механизм для запуска и остановки процессов (путем загрузки регистров MMU и ЦП), планировщик и механизм поддержки межпроцессных коммуникаций; в идеальном случае больше в ядро не входит ничего. Поддержка функциональных возможностей стандартной операционной системы, представленных в монолитном ядре, перемещается в пользовательское адресное пространство, и соответствующий код больше не выполняется на наиболее привилегированном уровне.

Поверх минимального ядра возможны различные организации операционной системы. Одним из вариантов является выполнение всей операционной системы в одном сервере в пользовательском режиме, но в такой архитектуре существуют те же проблемы, что и в монолитной системе, и ошибки по-прежнему могут привести к аварийному отказу всей операционной системы, выполняемой в режиме пользователя. В разд. 6 мы обсудим некоторые работы в этой области.

Лучшим решением является выполнение каждого ненадежного модуля в пользовательском режиме в отдельном процессе, изолированном от других процессов. Мы до крайности увлеклись этой идеей и полностью раздробили свою систему, как показано на рис. 2. Все функциональные компоненты операционной системы, такие как драйверы устройств, файловая система, сервер сети и высокоуровневое управление памятью, выполняются как отдельные процессы в режиме пользователя в собственном адресном пространстве. Эту модель можно определить, как мультисерверную операционную систему.

С логической точки зрения наши пользовательские процессы можно разбить на три уровня, хотя с точки зрения ядра все они являются всего лишь процессами. Самый низкий уровень процессов, выполняемых в пользовательском режиме, занимают драйверы устройств, каждый из которых управляет некоторым устройством. Мы реализовали драйверы для интерфейса IDE, гибких и жестких дисков, клавиатуры, дисплеев, аудио-устройств, принтеров и различных карт Ethernet.


Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин