中断控制器客户服务器结构硬件抽象层•是实现可移植性的关键部分，位于硬件最上面和系统的最低层，把系统的内核设备驱动程序及执行体从与平台相关的硬件差异中分隔开来。•隐藏各种与硬件有关的细节，如系统总线计时器接口中断控制器多处理器通信机制等，对内核来说是运行在计算机硬件平台上的低级接口。客户服务器结构设备驱动程序•设备驱动程序是系统和相关硬件之间的接口，把用户的函数调用转换成特定硬件设备的要求。设备驱动程序不直接操作硬件，而是调用来控制硬件的接口。客户服务器结构设备驱动程序设备驱动程序包括以下几类硬件设备驱动程序文件系统驱动程序过滤器驱动程序网络重定向程序和服务器客户服务器结构内核内核执行操作系统最基本的操作，决定操作系统如何使用处理器并确保慎重使用它们。内核提供如下函数线程管理和调度进程切换陷阱处理和异常调度客户服务器结构内核提供如下函数中断处理和调度多处理器同步提供由执行体使用的基本内核对象。客户服务器结构执行体执行体包括五种类型函数从用户态被导出并且可以调用的函数。从用户态被导出并且可以调用的函数，只能从在中已经导出并且文档化的核心态调用的函数。在核心态组件之间调用的但没有文档化的函数。组件内部的函数。客户服务器结构•••五种类型之。执行体包含下列重要组件•进程和线程管理器•虚拟内存管理器•安全访问监视器•管理器•高速缓存管理器客户服务器结构是特殊的系统支持库，用于子系统动态链接库。包含两类函数作为执行体系统服务的系统服务调度占位程序子系统动态链接库及其他本机映像使用的内部支持函数。客户服务器结构系统进程•进程•进程和•会话管理器•子系统•登录进程•本地安全身份身份鉴别服务器进程•服务管理器及其相关服务器进程客户服务器结构服务控制器及服务进程•个特殊系统进程，负责启动停止和与服务控制器交互，并管理用户态进程服务。服务类似于的守护进程，可配置成在系统引导时自动启动而不需交互式登录。•服务程序是合法的映象，这些映象调用特殊函数以与服务控制器相互使用，例如，注册启动响应状态请求暂停或关闭服务。些组件是作为服务来实现的，如，事件日志假脱机支持和网络组件。客户服务器结构环境子系统•子系统是将基本的执行体系统服务的些子集提供给应用程序，向用户应用程序展示本地操作系统服务，提供操作系统“环境”或个性。带有三个环境子系统和。客户服务器结构用户应用程序和子系统动态连接库用户应用程序可以是••和磁鼓对换区的数据交换。第层处理进程与操作员间的通信，为每个进程生成虚操作员控制台。第层管理，管理信息缓冲区。第层用户进程层。第层系统操作员进程层。虚拟机结构的操作系统基于如下思想，个分时系统应该提供以下特性多道程序，个具有比裸机更方便界面扩展的计算机。的主旨在于将此二者彻底地隔离开来。虚拟机结构的操作系统•物理计算机资源通过多重化和共享技术可改变成多个虚拟机。•基本做法通过用类物理设备来模拟另类物理设备，或通过分时地使用类物理设备，把个物理实体改变成若干个逻辑上的对应物。物理实体是实际存在的，而逻辑上的对应物是虚幻的感觉上的。虚拟机结构的操作系统程序设计接口进程内核虚机器硬件进程内核进程内核虚拟机系统调用陷入陷入指令运行的虚拟机器虚拟机概念结构裸机客户服务器与微内核结构操作系统客户服务器与微内核结构客户服务器结构的思想将操作系统分成两大部分，是运行在用户态并以方式活动的进程二是运行在核心态的内核。客户服务器与微内核结构操作系统客户服务器结构的思想•每个进程实现类服务，称服务器进程如文件服务进程管理服务存储管理服务网络通信服务等。它的任务是检查是否有客户提出服务请求，如果有请求则在满足客户的要求后返回结果，于是，用户进程与服务器进程形成了关系。客户服务器与微内核结构操作系统客户服务器结构的思想•运行在核心态的内核把该消息传给服务器服务器执行相应操作，再通过内核用消息把结果返回给用户。内核只实现极少任务，主要起信息验证交换的作用，因而，称微内核，这种结构也就操作系统运行模型功能在用户进程内执行的模型进程切换函数操作系统运行模型功能在用户进程内执行模型的进程映像进程控制块用户堆栈用户私有地址空间程序数据共享地址空间内核堆栈操作系统的运行模型功能作为独立进程执行的模型进程切换函数客户服务器结构系统结构的设计目标可扩充性可移植性可靠性与坚固性兼容性高性能客户服务器结构•采用基于对象技术，提出了种系统结构，该结构在纯微内核结构的基础上做了扩展，融合了层次式结构和纯微内核结构的特点。•对操作系统性能影响很大的组件放在内核下运行，其他功能则在内核外实现。•主要优点是模块化程度高灵活性大便于维护系统性能好。客户服务器结构结构简框系统进程服务进程应用程序环境子系统子系统动态链接库用户态核心态执行体核心设备驱动程序硬件抽象层图形引擎客户服务器结构系统线程事件日志服务进程任务管理器浏览器用户程序子系统应用程序环境子系统服务管理器安全验证登录会话管理器系统进程核心态用户态图形驱动器硬件抽象层设备驱动程序内核对象管理器核心态可调用接口执行程序系统服务调度进程管理器文件缓存管理进程线程管理安全访问监视虚存管理局部过程调用注册表配置管理器电源管理器即插即用管理硬件接口总线时钟计时器称为客户服务器与微内核结构。客户服务器与微内核结构操作系统分层结构内核微内核进程管理硬件存储管理设备管理文件管理作业管理内核模式微内核硬件客户进程安全服务虚存管理器文件服务器设备驱动程序用户模式客户服务器与微内核结构操作系统微内核结构的优点有致性接口可扩充性可移植性可靠性支持分布式系统支持面向对象的操作系统客户服务器与微内核结构操作系统微内核的设计基本的存储管理微内核支持内核外部的页面管理和虚存管理•转让•映射•刷新客户服务器与微内核结构操作系统内核外的页面管理程序做缺页处理微内核应用进程页面管理程序缺页中断恢复地址空间函数调用客户服务器与微内核结构操作系统进程间通信•微内核操作系统中，进程和线程通信的基本形式是消息。进程间通信基于进程间相关联的端口，个端口是个特定进程的消息队列，与端口相关的是张能力表，记录了可以与这个进程通信的进程。客户服务器与微内核结构操作系统和中断管理操作系统的运行模型•操作系统本身是组程序，也在处理器上运行，那么，操作系统程序是否组织成进程它是如何控制的怎样执行的呢它在什么模式下运行呢•从操作系统的运行方式来看，可分成非进程内核模型功能函数在用户进程内执行的模型和功能函数作为进程执行的模型。操作系统的运行模型非进程内核模型操作系统内核每个进程提供了台虚拟处理器，虚拟机为进程或模块提供了功能较强的指令系统。内核被触发和内核处理流程运行进程发现中断源发现中断源装配中断码交换自愿中断事件保护现场分析和传递参数原语原语处理创建系统进程系统调用处理强迫中断事件机器故障中断处理中断处理程序中断处理队列调整低级调度运行进程是否管态目态目态硬件完成操作系统内核完成外中断处理创建系统进程操作系统的构件进程进程是并发程序设计的个工具，并发程序设计支撑了多道程序设计操作系统的构件进程概念使结构变得清晰个进程到另个进程的控制转移由进程调度机构统管理，不能杂乱无章，随意进行。进程间的信号发送消息传递和同步互斥由通信及同步机制完成，进程无法有意或无意破坏它进程的数据。每个进程相对独立，相互隔离，提高了系统的安全性和可靠性。操作系统的构件进程概念使结构变得清晰进程结构较好刻画了系统的并发性，动态地描述出系统的执行过程，具有进程结构的操作系统，结构清晰整齐划，可维护性好。操作系统的构件线程•进程是系统进行保护和资源分配的单位，而线程则是进程中条执行路径，每个进程中允许有多个并行执行的路径，线程才是系统进行调度的单位。操作系统的构件管程•管程是管理共享资源的机制，对管程的调用表示对共享资源的请求与释放。管程应包含条件变量，当条件不满足时，可以通过对条件变量做延迟操作使调用进程等待，直到另个进程调用管程过程并执行个释放操作为止。操作系统的构件类程•类程用于管理私有资源，对类程的调用表示对私有资源的操作。它仅能被进程及起源于同进程的其它类程或管程嵌套调用链所调用。其本身也可以调用其它类程或管程。类程可以看作子程序概念的扩充。操作系统的构件采用进程管程类程实现的操作系统•进程执行过程中若请求使用共享资源，可以调用管程若要控制私有资源操作，可以调用类程，这样便于使用高级语言来书写操作系统。•年，汉森成功地在机上实现了单用户操作系统处理小作业作业流系统和过程控制实时调度系统等三个层次管程结构的操作系统。操作系统体系结构分类•整体式结构•层次式结构•虚拟机结构•客户服务器及微内核结构整体式结构的操作系统操作系统的整体式结构又叫模块组合法，早期操作系统如操作系统采用这种结构设计方法，•主要设计思想•主要设计步骤•主要优点和缺点层次式结构的操作系统层次式结构是把操作系统划分为内核和若干模块或进