操作系统 第一章 概述

微内核技术:OS将更多的成分和功能放到更高的层次(用户模式)去运行,留下一个尽可能小的内核来完成OS最基本的核心功能。

微内核中通常提供:

(1)进程/线程管理

(2)低级存储器管理

(3)中断和陷入处理

微内核的特点:

(1)足够小的内核

(2)基于用户/服务器模式(C/S模式)

(3)应用机制和策略分离原理

(4)采用面向对象技术

补充:

1、机制和策略的含义

机制:实现某一功能的具体执行机构(what)。

策略:在机制的基础上借助于某些参数和算法实现该功能的优化(how)。

2、CPU核心态和用户态的区别

(1)所谓核心态:运行操作系统;用户态:运行用户程序。

(2)两者的区别:

  a.  内核态与用户态是操作系统的两种运行级别,当程序运行在3级特权级上时,就可以称之为运行在用户态。

  这是最低级的特权级,普通的用户进程运行的特权级,大部分的用户直接卖你对的程序都是运行在用户态的。

  b.  当程序运行在0级特权级时,就可以称之为内核态。

  c.  运行在用户态下的程序不能直接访问操作系统内核数据结构和程序。

  当我们在系统中执行一个程序时,大部分的时间是在用户态下的。

  在其需要操作系统的帮助完成某些他没有权力和能力的工作时,就会切换到内核态。

  ------------------------------------------------------>(特权级,特权环:R0、R1、R2、R3)

  R0     R1      R2         R3  其中R0相当于内核态,R3相当于用户态。

  d.  内核态和用户态的差别:

  处于用户态执行的进程,所能访问的内存空间和对象受到限制,其处于:占有的处理机可能被抢占。

  处于核心态执行的进程,能访问所有的内存空间和对象,且处于:占有的处理机不允许被抢占。

(3)三种从 用户态——>内核态 的方式:

  用户进程主动发起:

  a.  系统调用:用户进程通过系统调用申请使用操作系统提供的服务程序完成工作。

  异常和外围设备中断被动发起:

  b.  异常:出现异常,触发当前进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态。eg:缺页异常。

  c.  外围设备的中断:当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,CPU会先执行中断信号对应的处理程序。

3、国家的超算(超级计算机)情况

 我国研究超算的有:国防科技大学(天河系列)和国家并行计算机工程技术研究中心(神威)、联想。

现已发布的有:天河一号、神威 太湖之光、天河二号,正在研究中的有:(神威E级原型机)天河三号。

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