问与答

15.问:嵌入式系统是否需要操作系统? 答:嵌入式操作系统是嵌入式应用系统软件运行的管理内核,嵌入式编程的大多数问题可以因为使用操作系统而获益。操作系统可以是自己编写的微内核操作系统,或者是功能完善的商用操作系统。嵌入式操作系统一般只提供一些较为松散的函数、例程——就好像现在的软件库一样,便于对硬件设备进行重置、读取状态、写入指令之类的操作。     

小型微内核操作系统内核模型设计与实现

微内核操作系统模型为操作系统教学提供了基本功能和应用需求,同时也是学习操作系统模型的基础。为实现微内核模型特设计了一个运行在VMWARE虚拟机上的微内核结构的小型操作系统模型,简单描述了键盘输入模块、屏幕显示模块、中断模块和TTY控制模块等的设计与实现。本系统模型的设计与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。     

微内核操作系统的设计及其设计实例比较

超级计算机技术发展的趋势是在规模并行计算机。在这各计算机的每个结点上运行的操作系统的一般计算机上的操作系统有极大区别。微内核操作提供了燕行计算机所需的功能和性能，是并行操作系统的发展方向。本文讨论了微内核操作系统的基本设计方法，并对三个典型实例ＡｍｏｅｂａＭａｃｈ、Ｃｈｏｒｕｓ进行了分析比较。     

一种基于微内核操作系统进程间通信恢复方法

微内核架构为操作系统提供了良好的隔离性,高度模块化的架构设计使得微内核架构操作系统对进程间通信的依赖度极高,进程间通信恢复是系统恢复正常运行的关键。权能是微内核架构操作系统中进程对资源操作权限的描述,决定进程间能否进行通信。针对微内核操作系统在系统服务恢复过程中出现的进程间通信信道丢失问题,提出并实现了一种进程间通信恢复方法。在通信异常时保存权能信息,用于在系统关键服务恢复过程中重新建立客户程序与服务程序的进程间通信信道。实验结果表明所提出的方法是有效的,可以提高操作系统的可靠性。     

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。     

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。     

智能变电站实时操作系统微内核适用性的研究

智能变电站作为智能电网的重要支撑,随着智能电网建设而全面推进,智能变电站对智能设备（IED）的性能提出了更高的要求。面对这些需求,人们曾试图启用单一内核操作系统、微内核操作系统以及外核操作系统等众多结构的内核作为智能设备操作系统的核心,通过对比分析及机理研究,得出微内核操作系统最适合于智能变电站的应用需求,并给出了一种改进的微内核模型,其综合性能已通过实践检验。     

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。     

微内核操作系统设计方法及其设计实例的比较

超级计算机技术发展的趋势是大规模并行计算机,这种计算机的每个结点上运行的操作系统和一般计算机上的操作系统有极大区别。微内核操作系统提供了并行计算机所需的功能和性能,是并行操作系统的发展方向。本文讨论微内核操作系统的基本设计方法,并介绍几个典型实例:Amoeba,Mach,Chorus。     

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.     

微内核操作系统设计方法及其设计实例的比较

微内核操作系统提供了并行计算机所需的功能和性能，是并行操作系统的发展方向。并行计算机上的每个结点上运行的操作系统又与一般计算机上的操作系统有极大区别，而大规模并行计算机则是超级计算机技术发展的必然趋势。讨论了微内核操作系统的基本设计方法，介绍了Ａｍｏｅｂａ、Ｍａｃｈ、Ｃｈｏｒｕｓ等几个典型实例。     

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。     

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.     

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。     

通过单地址空间提高微内核操作系统的效率

提出了一个提高微内核操作系统效率的方法,该方法通过在操作系统中实现单地址空间,操作系统内核程序和用户程序在一个处理抗状态下运行 ,以及复ｄａｐａｂｉｌｉｔｙ实施对资源的保护,使得当进程通过进程通信访问服务器提供的服务时,其代价将接近执行调用的代价,从而提高了微内核结构操作系统的改进。     

Mach3.0微内核结构和机制的研究

本文分析探讨了Mach3.0的微内核结构和微内核机制。微内核结构比传统操作系统结构更加适合各种紧密/松散耦合多处理机系统,微内核机制使得核心和核心之外的服务器能够协同地灵活有效地管理系统资源。     

一个教学用操作系统的设计与实现

本文首先指出了现有的教学用操作系统存在的不足,然后设计并实现了一个运行在虚拟机上的微内核结构的教学用操作系统,描述了系统中进程管理、进程间通信、基本内存管理、磁盘服务器以及文件服务器的设计和实现。本系统的实现将有利于学生从微观上观察操作系统的行为特征,并且帮助他们理论联系实际,具有较好的教学价值。     

服务体模型与操作系统内核设计技术

操作系统内核通常分为宏内核和微内核两类,前者可扩展性与可维护性很差,而后者效率低下,缺乏实用性服务体模型是一种新型的操作系统构造模型,该模型使其存储抽象与运行抽象相分离,并采用一种新的基于消息推动的通信机制,既保持了微内核模型灵活和可扩展性,又具有很高的运行效率．MiniCore是基于服务体模型的一个原型操作系统,通过将该操作系统应用于路由器硬件实验平台,以实例说明了所提出操作系统构造模型的优越性．     

基于Agent微内核工作流技术研究

工作流引擎作为基于工作流的信息系统的核心技术,发挥了越来越重要的作用,可能成为信息系统基础性的通用框架平台。借鉴操作系统的微内核思想,将其引入到工作流系统设计中,建立起基于微内核的层次分明的工作流系统。为了能在异步的分布式环境中进行部署和通信,在微内核的设计中采用Agent机制。以WMFC标准参考模型为基本要素,将微内核思想、Agent技术融合起来,构建一个基于Agent微内核工作流系统。     

一种新型的基于构件和微内核的设备驱动模型

论文首先从内核性能和安全性的角度分析驱动程序对微内核与单体内核的影响;然后讨论硬件抽象层对驱动抽象能力的影响以及与移植性及内核大小的关系;分析传统UNIX系列与Windows NT操作系统内核结构以及驱动模型优缺点;最后介绍一个构件化驱动模型的特点。该模型基于构件装配运行平台技术,运行在和欣2.0操作系统平台上。驱动模型底层是一个合适的硬件抽象层,方便移植,用户态程序可以灵活地调用驱动程序。