Операционные системы: архитектура и управление процессами. Макаров П.С. - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

34
стью от них защищен. Приложения обращаются к ядру с запросами на выпол-
нение системных функций.
Суть микроядерной архитектуры состоит в следующем. В привилегиро-
ванном режиме остается работать только очень небольшая часть ОС, называе-
мая микроядром (рис. 15). Микроядро защищено от остальных частей ОС и
приложений. В состав микроядра обычно входят машинно-зависимые модули, а
также модули, выполняющие базовые (но не все!) функции ядра по управлению
процессами, обработке прерываний, управлению виртуальной памятью, пере-
сылке сообщений и управлению устройствами ввода-вывода, связанные с за-
грузкой или чтением регистров устройств. Набор функций микроядра обычно
соответствует функциям слоя базовых механизмов обычного ядра. Такие функ-
ции операционной системы трудно, если не невозможно, выполнить в про-
странстве пользователя.
Все остальные более высокоуровневые функции ядра оформляются в ви-
де приложений, работающих в пользовательском режиме. Однозначного реше-
ния о том, какие из системных функций нужно оставить в привилегированном
режиме, а какие перенести в пользовательский, не существует. В общем случае
многие менеджеры ресурсов, являющиеся неотъемлемыми частями обычного
ядра – файловая система, подсистемы управления виртуальной памятью и про-
цессами, менеджер безопасности и т. п., – становятся «периферийными» моду-
лями, работающими в пользовательском режиме.
Работающие в пользовательском режиме менеджеры ресурсов имеют
принципиальные отличия от традиционных утилит и обрабатывающих про-
грамм операционной системы, хотя при микроядерной архитектуре все эти про-
граммные компоненты также оформлены в виде приложений. Утилиты и обра-
батывающие программы вызываются в основном пользователями. Ситуации,
когда одному приложению требуется выполнение функции (процедуры) друго-
го приложения, возникают крайне редко. Поэтому в операционных системах с
классической архитектурой отсутствует механизм, с помощью которого одно
приложение могло бы вызвать функции другого.
Совсем другая ситуация возникает, когда в форме приложения оформля-
ется часть операционной системы. По определению, основным назначением та-
кого приложения является обслуживание запросов других приложений, напри-
мер, создание процесса, выделение памяти, проверка прав доступа к ресурсу и
т. д. Именно поэтому менеджеры ресурсов, вынесенные в пользовательский
режим, называются серверами ОС, то есть модулями, основным назначением
которых является обслуживание запросов локальных приложений и других мо-
дулей ОС. Очевидно, что для реализации микроядерной архитектуры необхо-
димым условием является наличие в операционной системе удобного и эффек-
тивного способа вызова процедур одного процесса из другого. Поддержка тако-
го механизма и является одной из главных задач микроядра.
Схематично механизм обращения к функциям ОС, оформленным в виде
серверов, выглядит следующим образом. Клиент, которым может быть либо
прикладная программа, либо другой компонент ОС, запрашивает выполнение

Страницы