操作系统的逻辑结构

操作系统的逻辑结构

以模块为基本的单位构建

1.整体式结构

特点:

模块调用自由
模块设计,编码和调试独立
模块通信多以 全局变量 形式完成

缺点:

信息传递随意,维护更新困难

2.层次结构

例子:TCP/IP协议栈

所有功能模块按照调用次序排成若干层，相邻层间只有单向依赖或者单向调用。

分层原则

硬件相关–底层
外部特性–最外层
中间层–调用次序或消息传递顺序
共性服务–较低层
活跃功能–较低层

优点

结构清晰，避免循环调用
整体问题局部化，系统的正确性容易保证
有利于操作系统的维护扩充移植。

3.微内核结构

操作系统=微内核+核外服务器

微内核

足够小，提供os最基本核心的功能和服务
实现与硬件紧密相关的处理
实现一些较为基本的功能
负责客户和服务器间的通信

核外服务器

完成OS的绝大部分服务功能，等待 应用程序 提出请求
由若干服务器或进程共同完成
例如进程/线程服务器，虚存服务器，设备管理服务器

CPU

CPU态

CPU的工作状态
对资源和指令使用权限的描述
态就是对指令权限的描述，比如说系统底层需要特权权限去操作这些重要指令，就需要计算机需要什么状态去执行它。

态的分类

1.核态

能够访问所有资源和执行所有指令
管理程序/OS内核

2.用户态

能够访问部分资源，其他资源受限
用户程序

3.管态

介于用户态和核态之间的态。

用户态和核态之间的转换

1.用户态向核态转换

用户态请求OS提供服务
发生中断
用户进程产生错误
用户态企图执行特权指令

2.核态向用户态转换的情形

一般是执行中断返回 IRET

INTEL CPU的态

RING 0~RING 3(RING 0 最核心 RING3最外层)
程序段A访问程序段B时进行权限检查(态)
程序段:请求特权级(Requested Priviledge Level) RPL=0.3
描述符特权级:DPL(Description Priviledge Level)DPL=0.3