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1.4 操作系统的体系结构

操作系统主要有两种体系结构:大内核微内核

大内核

大内核系统将操作系统的主要功能模块都作为一个紧密联系的整体运行在核心态,从而为应用提供高性能的系统服务。因为各个管理模块之间共享信息,能够有效利用相互之间的有效特性,所以具有无可比拟的性能优势

但是随着体系结构和应用需求的不断发展,需要操作系统提供的服务越来越多,而且接口也越来越复杂,导致操作系统的设计规模急剧增长。

微内核

为解决操作系统的内核代码难以维护的问题,提出了微内核的体系结构。

微内核将内核中最基本的功能保留在内核,而将那些不需要在核心态执行的功能移到用户态执行,大大降低了内核的设计复杂性。那些移出内核的操作系统代码根据分层的原则被划分为若干个服务程序,它们的执行相互独立,交互则借助于微内核进行通信。

微内核结构有效地分离了内核与服务、服务与服务,使得它们之间的接口更加清晰,维护的代价大大降低,各部分可以独立地进行优化和演进,从而保证操作系统地可靠性。

微内核的最大问题在于性能,因为需要频繁地在核心态和用户态之间进行切换,操作系统的执行开销偏大。

为减少开销,也有人提出将系统服务作为运行库链接到用户程序,这样的体系结构称为库操作系统


参考资料:王道考研——操作系统

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