微内核架构多线程机制的形式化设计研究

微内核架构因其有效的模块隔离性而成为操作系统方面研究的热点,多线程机制是微内核架构需要解决的关键性能问题。有不少的工作对微内核架构多线程机制进行了研究,但存在频繁的系统地址空间切换和实现复杂度高的问题。采用形式化的方式对微内核架构多线程和安全机制进行描述和设计,提出一个微内核线程分层对象语义模型,用以 设计多线程机制的线程间通信、调度和互斥同步方案。在已实现和验证的微内核操作系统VTOS中对多线程功能和性能进行了测试,结果表明 VTOS有效地实现了多线程机制,并具有很好的系统性能。     

基于微内核体系结构模块化和层次化设计的研究

针对传统操作系统“一锅粥”式的整体结构存在的问题,提出了一种解决方案。对微内核体系结构的设计进行了探讨,在对模块化的设计思想和方法进行分析的基础上,提出了基于微内核系统模块的环状层次化方案,并详细分析了这种微内核体系结构的特点和采用这种体系结构在实现过程中的优势。受到了嵌入式应用领域的青睐。     

支持多核架构的微内核操作系统设计

针对多核架构开始在嵌入式领域普及的趋势,设计一个基于多核处理器架构的微内核操作系统,描述系统中内存管理、线程调度、锁和中断、线程间通信以及应用程序等各部分的设计方案。该设计充分利用多核架构和微内核操作系统的特点,不仅应用于与Intel公司合作的L4微内核操作系统研究项目,也为其他微内核操作系统设计提供了参考。     

基于x86平台的多任务分时操作系统的设计与实现

该文阐述如何根据操作系统的原理和x86CPU的运行机制设计并实现一个简单的操作系统内核,并详细描述了其中内存管理,进程管理,以及磁盘文件系统的设计与实现方法。该系统的实现将有利于从微观上观察操作系统的行为特征,更好地学习、理解和实践微内核机制,也有利于对Linux内核的研究学习。     

服务体执行流模型中消息通信的时间可预测性分析

Minicore是基于服务体执行流模型的新型微内核,它有效的将操作系统中的存储模型和运行模型相分离.微内核的高度模块化的设计使Minicore对服务体(Minicore的基本单元)间的消息通信的依赖度极高.于是对于Minicore操作系统的时间可预测性分析也无可避免的依赖于通信模块的时间可预测性.本文的工作即是通过计算Minicore通信模块的WCET,分析消息通信的时间可预测性,为未来实现时间可预测的通信机制并分析Minicore的时间可预测性提供基础.对通信模块的WCET分析计算采用静态WCET分析中的基于路径的算法,应用到Minicore系统的通信模块,包括四个阶段:提取目标代码片段,程序控制流分析,处理器特征分析和WCET计算.基于WCET计算结果本文定义配置相关的时间可预测性(CIPr)作为评估消息通信时间可预测性的指标.     

基于Minix的进程间通信系统的设计与实现①

进程间通信作为操作系统中最重要的原语之一,提供了在多个隔离的进程之间相互通信交流的可能性．提出了一种适用于微内核操作系统的进程间通信系统,并在具体的Minix操作系统平台之上予以实现,解决了Minix系统中由于进程间通信模块的缺失而导致开发人员无法顺利移植其他平台的实用程序的问题。实验数据表明,该进程间通信系统具有高效的特点;同时由于该系统的设计原则。它保持着易扩展的特点。该系统的实现虽然是基于Minix平台,但该设计同样适用于其他微内核的系统,对其他操作系统具有借鉴意义。     

基于Minix的进程间通信系统的设计与实现①

进程间通信作为操作系统中最重要的原语之一,提供了在多个隔离的进程之间相互通信交流的可能性.提出了一种适用于微内核操作系统的进程间通信系统,并在具体的Minix操作系统平台之上予以实现,解决了Minix系统中由于进程间通信模块的缺失而导致开发人员无法顺利移植其他平台的实用程序的问题。实验数据表明,该进程间通信系统具有高效的特点;同时由于该系统的设计原则,它保持着易扩展的特点。该系统的实现虽然是基于Minix平台,但该设计同样适用于其他微内核的系统,对其他操作系统具有借鉴意义。     

微内核架构文件系统的形式化设计与验证方法研究

文件系统作为数据存储和管理的功能模块,其正确性是操作系统安全性的重要方面.采用形式化方法对微内核架构文件系统进行设计,使用操作系统对象语义模型(OSOSM)框架提出微内核架构文件系统的状态自动机模型,并依此描述系统调用的功能语义和系统状态转换,分析和归纳文件系统的功能正确性断言.以实现的微内核安全操作系统(Verified Trusted Oper-ating System,VTOS)为例,阐述在Isabelle/HOL定理证明器环境中构建状态自动机模型的方法,并对VTOS文件系统的形式化设计和功能正确性断言进行一致性验证,结果显示,VTOS文件系统的设计和实现符合预期的正确性规格说明.     

Research of the Memory Management and Shared Memory of the Hurd Operating System

GNU/Hurd操作系统是GNU设计用来替代Unix内核的新一代操作系统内核.Hurd基于微内核Mach 3.0架构之上,并与Mach系统独具各自不同的优点与特点.首先,简单介绍Hurd与Mach系统的关系,并且介绍了作为新一代操作系统内核的优点和特点,其次,重点分析了Mach微内核的内存管理以及Mach实现内存管理的接口.最后,讨论了如何在Mach微内核下完成内存共享,给出并分析了三种不同的实现方案.     

操作系统体系结构与内核技术对操作系统设计的影响

基于对操作系统体系结构的理解,从传统的模块结构和层次结构出发,深入到现代的客户/服务器和对象模式结构,又分别结合单内核、微内核技术分析了当今几种主流操作系统的设计思想及工作原理。并由此对今后操作系统设计的发展方向做了一定的预测和展望。     

操作系统体系结构与内核技术对操作系统设计的影响

基于对操作系统体系结构的理解，从传统的模块结构和层次结构出发，深入到现代的客户/服务器和对象模式结构，又分别结合单内核、微内核技术分析了当今几种主流操作系统的设计思想及工作原理。并由此对今后操作系统设计的发展方向做了一定的预测和展望。     

嵌入式微内核实时操作系统分析与测试

介绍嵌入式微内核实时操作系统的体系结构;针对Wolf嵌入式操作系统,设计一套微内核嵌入式操作系统测试实现方案.在Wolf操作系统支持下,已产业化的阅读不耗电电子书(eBook)验证了Wolf操作系统的可靠性.     

基于微内核的操作系统综述

当今操作系统发展方向是在微内核上实现特征操作系统，如Ｕｎｉｘ、ＯＳ／２。基于微内核的操作系统能够解决传统操作系统存在的许多问题。本文详细介绍在微内核Ｍａｃｈ３．０上实现Ｕｎｉｘ操作系统的各种方案，并分析了各种方案的优缺点及其发展趋势。     

操作系统形式化设计与验证综述

对操作系统的形式化设计和验证的概念进行介绍,描述其框架和基本方法。比较和分析操作系统宏内核和微内核结构,调查多个设计和验证项目,阐述项目的验证目标、方法、优缺点和进展情况。在总结研究现状的基础上,分析和展望操作系统形式化设计和验证的发展趋势,从操作系统模型设计、验证工具、代码实现和验证重用等方面给出形式化设计和验证的思路。     

微内核中断机制的形式化设计与验证

操作系统的正确性和安全性很难用定量的方法进行描述。形式化方法是操作系统设计和验证领域公认的标 准方法。以操作系统对象语义模型(OSOSM)为基础,采用形式化方法对微内核架构的中断机制进行了设计和验证, 在自行开发的安全可信操作系统VTOS上加以实现,采用Isabelle/HOL对设计过程进行了形式化描述,对VTOS中 断机制的完整性进行了验证,这对操作系统的形式化设计和验证工作起到了一定的借鉴意义。     

嵌入式微内核实时操作系统分析与测试

介绍嵌入式微内核实时操作系统的体系结构；针对Wolf嵌入式操作系统，设计一套微内核嵌入式操作系统测试实现方案。在Wolf操作系统支持下，已产业化的阅读不耗电电子书（eBook）验证了Wolf操作系统的可靠性。     

基于微内核的操作系统的研究与发展

当今操作系统的发展方向是在微内核上实现特征操作系统,如ＵＮＩＸ,ＯＳ／２等。基于微内核的操作系统能够解决传统操作系统存在的许多问题。本文详细介绍了在微内核Ｍａｃｈ３．０上实现ＵＮＩＸ操作系统的三种方案,并分析了它们的优缺点以及将来的发展趋势。     

微内核技术—操作系统设计的新趋势

一、微内核技术现状 微内核是操作系统的微小内核。Next公司计算机的Mach操作系统向我们展示了微内核的概念。Microsoft公司声称,它的Windows NT的微内核设计,不仅模块性好,而且可移植性更是它的突出优点。Novell/USL、OSF(开放软件基金会)、IBM、Apple及其他公司也都宣布了自己的微内核体系结构。总之,下一代操作系统都将拥有一个微内核。     

Linux微内核模型

Linux操作系统是一种通用型操作系统,内核采用了分层设计思想,导致了内核在实时性、内核扩充性和内核大小控制性方面的不足,文章提出了全新linux微内核设计模型,从根本上解决linux系统结构的缺点。     

基于微内核的雷达数据处理平台设计

采用微内核的插件系统,设计一种雷达数据处理平台。该平台以数据处理为中心,通过统一的功能接口将业务模块插件化,在微内核管理下组合成复杂数据处理流程,实现积木式系统结构和界面与算法分离的面向对象开发模式。该平台具有良好的可扩展性和可维护性,通过主件对象模型技术进一步封装,拓展插件使用范围,实现多语言混合编程。