OS体系结构：大内核和微内核 用户挨式 用户 文件系统 进程间通信 用户挨式 客户进程 文件服务器 进程服务器 虚拟内存 内核挨式 设备驱动程序 1/0和设备管理 虚拟内存 基本进程管理 内核挨式 微内核 硬件 硬件
OS体系结构：大内核和微内核
OS体系结构由固定变为灵活 ,大内核操作系统(Monolithic Kernel) 一将图形、设备驱动、文件系统等全部功能在操作系统内 核中实现，运行在内核状态、同一地址空间。 -优点：减少进程间通信和状态切换的系统开销，获得较 好的运行效率。 一 缺点：内核庞大，占用资源多，剪裁不易，并且一旦个 别驱动程序运行出错，就会导致整个系统崩溃，稳定性、 安全性不好。 。 微内核(Micro Kernel) 一内核中只实现那些必须由内核实现的基本功能 。 图形、文件系统、设备驱动、通讯等功能放在内核之外，作为系 统服务来提供，这些程序在用户状态下运行。 一优点：有一个精炼的内核，便于剪裁、移植。 llxx@ustc.edu.cn 7/94
OS体系结构由固定变为灵活 • 大内核操作系统（Monolithic Kernel） – 将图形、设备驱动、文件系统等全部功能在操作系统内 核中实现，运行在内核状态、同一地址空间。 – 优点：减少进程间通信和状态切换的系统开销，获得较 好的运行效率。 – 缺点：内核庞大，占用资源多，剪裁不易，并且一旦个 llxx@ustc.edu.cn 7/94 别驱动程序运行出错，就会导致整个系统崩溃，稳定性、 安全性不好。 • 微内核（Micro Kernel） – 内核中只实现那些必须由内核实现的基本功能 • 图形、文件系统、设备驱动、通讯等功能放在内核之外，作为系 统服务来提供，这些程序在用户状态下运行。 – 优点：有一个精炼的内核，便于剪裁、移植
通用系统架构：Linux 用户程序 函数库 用户级 一一 内核级 系统调用接口 进程间通信 文件子系统 进程控制 高速缓冲 子系统 调度程序 字符设备 块设备 内存管理 设备取动程序 使件控制 内核级 -=- 硬 硬件级
通用系统架构：Linux
嵌入式操作系统 ·在本质上与通用的操作系统没有大的区别 o 对嵌入式系统的硬件有较高的要求 一内核本身也增加了系统的额外负荷 ·代码空间增加ROM用量 ·内核的数据结构增加了RAM的用量 ·内核的CPU占用时间为2~5% 一许多嵌入式操作系统不划分“系统空间”和“用户空间” ·操作系统“内核”与外围应用程序之间不再有物理的边界 ·系统中所谓“进程”实际上全都是内核线程 ·应用程序与OS API采用静态编链方式 0 嵌入式OS体系结构采用微内核结构(kernel) 一可伸缩、可移植、可剪裁、可配置 llxx@ustc.edu.cn 9/94
嵌入式操作系统 • 在本质上与通用的操作系统没有大的区别 • 对嵌入式系统的硬件有较高的要求 – 内核本身也增加了系统的额外负荷 • 代码空间增加ROM用量 • 内核的数据结构增加了RAM的用量 • 内核的CPU占用时间为2～5% llxx@ustc.edu.cn 9/94 • 内核的CPU占用时间为2～5% – 许多嵌入式操作系统不划分“系统空间”和“用户空间” • 操作系统“内核”与外围应用程序之间不再有物理的边界 • 系统中所谓“进程”实际上全都是内核线程 • 应用程序与OS API采用静态编链方式 • 嵌入式OS体系结构采用微内核结构（kernel） – 可伸缩、可移植、可剪裁、可配置
嵌入式系统架构 e》 Hardware Independent Software Applications I/O System RTOS libraries TCP/IP Stack File System RTOS Kernel Hardware Abstraction Layer BSP&Device Driver SCSI Flash MMU Cache Serial Ethernet Device Driver Driver Driver Driver Driver Driver Drivers Hardware llxx@ustc.edu.cn 10/94
Hardware Independent Software Applications TCP/IP Stack I/O System RTOS libraries File System RTOS Kernel 嵌入式系统架构 llxx@ustc.edu.cn 10/94 Hardware Abstraction Layer ：BSP&Device BSP&Device Driver SCSI Driver Flash Driver MMU Driver Cache Driver Serial Driver Ethernet Driver Device Drivers Hardware