《计算机操作系统第11章操作系统的性能指标.ppt

Mach采用微内核的主要目的在于研究操作系统支持进程之间利用消息进行通信的问题。 Mach为多处理器环境设计的一种多任务、多线程的操作系统，支持进程和线程。 在Mach系统中，一个任务中的一个线程相当于一个标准进程，因此，一个任务可以支持多个线程，一个线程只对应一个进程。 如果一个任务在多处理器环境下建立，则通过线程同步机制实现其对资源的访问。 Mach支持的地址空间是新型的虚拟存储器空间。在多处理器情况下，进程的通信不采用共享存储器，而采用消息机制。 11.2.4 基于微内核结构形式（续) Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 利用消息，Mach实现了客户线程与核心线程、核心线程与服务器线程之间的通信。但是，对跨越网络的线程通信，Mach通过用户空间的消息服务器实现，而不是直接由内核空间中的消息机制实现。内核并不支持跨越网络的消息通信。用户空间中的消息服务器需要在内核空间中进行注册，由内核对服务器进行定义后才能使用。 Mach微内核支持可扩展的功能，利用用户空间的程序，可以定义各种操作系统策略支持。Mach中已经建立了支持不同操作系统的标准功能的公共集合，其中BSD UNIX是其默认的操作系统，Mach的微内核能够将BSD UNIX的系统调用映射到相应的用户级服务。Mach微内核中除了支持BSD UNIX操作系统外，还支持Apple公司的MacOSX服务器操作系统和其他操作系统。在内核扩展方面，Mach与虚拟机结构有些相似。 11.2.4 基于微内核结构形式（续) Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 无论是基于层结构方式，还是微内核结构方式，硬件都处于最底层，操作系统核心位于硬件层之上。因此，核心可以利用硬件提供的指令为核心之上的用户和应用程序创建一系列的系统调用。在核心之上的系统程序既可以利用核心提供的系统调用，也可以利用硬件提供的指令，使得这些系统程序能够提供更高级的功能。 11.2.5 虚拟机结构形式 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 11.2.5 虚拟机结构形式（续） 将硬件和系统调用看作一体，处于上层的应用程序可以利用下层提供的所有功能的观点，是产生虚拟机（Virtual Machine，VM）结构的基础。 虚拟机结构可以将核心提供的不同系统调用映射为不同的操作系统系统调用。 因此，虚拟机结构允许在单一硬件平台上建立依赖策略的多操作系统版本，如图11.8所示。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 11.2.5 虚拟机结构形式（续） 图11.8 扩展内核形成虚拟机结构 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 在虚拟机结构中，操作系统管理和控制多用户共享的计算机硬件，用户只是应用计算机资源而与其它用户没有直接的关系。通过CPU调度和虚拟存储器技术，在虚拟机接口上的每个用户都会将自己的进程视为在自己“单独”的处理器和内存环境下运行，即自己“单独”在使用计算机，自己完全拥有计算机资源，而没有感觉到还有其他用户在并发操作。如图11.9所示，多道应用在虚拟机结构的最上面，计算机CPU、内存、设备等硬件在最下层，应用和硬件之间不直接打交道，而是通过虚拟机实现通信。 11.2.5 虚拟机结构形式（续） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 图11.9 虚拟机结构 11.2.5 虚拟机结构形式