一、操作系统概述（四）操作系统结构和引导_操作系统引导

目录

4.1操作系统结构

4.1.3 宏内核（大内核、单内核）和微内核

4.1.1 分层

4.1.2 模块化

4.1.3 宏内核（大内核、单内核）

4.1.4 微内核

4.1.5 外核

4.2 操作系统引导

4.3 虚拟机

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4.1操作系统结构

4.1.1 宏内核（大内核、单内核）和微内核

大内核（宏内核、单内核）:

• 将操作系统的主要功能模块都作为系统内核，运行在核心态。
• 优点：高性能
• 缺点：内核代码庞大，结构混乱，难以维护。

微内核:

• 只把最基本的功能保留在内核。基于C/S模式（客户/服务器模式）；应用“机制与策略分离原理”；采用面向对象技术。
• 优点：内核功能少，结构清晰，方便维护。
• 缺点：需要频繁地在核心态和用户态之间切换，性能低

典型的宏内核（大内核、单内核）操作系统：Linux、UNIX，Windows XP。

典型的微内核操作系统：Windows NT。 

4.1.2 分层

 优点：

• 便于调试和验证，自底向上逐层调试验证。
• 易扩充和易维护，各层之间调用接口清晰固定。

 缺点：

• 仅可调用相邻低层，难以合理定义各层的边界。
• 效率低，不可跨层调用，系统调用执行时间长。 

4.1.3 模块化

 优点：

• 模块间逻辑清晰易于维护，确定模块间接口后即可多模块同时开放。
• 支持动态加载新的内核模块（如：安装设备驱动程序、安装新的文件系统模块到内核），增强OS适应性。
• 任何模块都可以直接调用其他模块，无需采用消息传递进行通信，效率高。 

缺点：

• 模块间的接口定义未必合理、实用。
• 模块间相互依赖，更难调试和验证。 

4.1.4 外核

 优点：

 缺点：

4.2 操作系统引导（boot）

 

 C盘中装了操作系统，称为活动分区。

 

 BIOS（Basic Input/output system）包含：ROM引导程序，即自举程序。

1. CPU加电
2. 执行JMP指令跳转到BIOS
3. 登记BIOS中断例程入口地址。
4. 硬件自检 
5. 主引导记录MBR读入，执行磁盘引导程序
6. 扫描硬盘分区表
7. 加载分区引导记录PBR，执行分区引导程序
8. 加载启动管理器，执行操作系统初始化程序
9. 加载操作系统

4.3 虚拟机

 

• 真实硬件不会直接执行虚拟机中的敏感指令。
• 虚拟机是运行在计算机中的一个应用程序。
• 虚拟机文件封装在一个文件夹中，并存储在数据存储器中