操作系统结构

一、常见的OS总体结构风格

大多数现代OS包括两类子系统：用户接口子系统（提供用户命令）、基础平台子系统（提供系统调用）。

用户接口子系统和基础平台子系统之间关系具有单向性。用户接口子系统调用基础平台子系统，基础平台子系统对用户接口子系统提供支撑作用，基础平台子系统相当于用户接口子系统和计算机硬件平台之间的桥梁。

二、基础平台子系统结构风格

常见的结构分格

1.分层结构分格：

此类系统包含若干层，每层实现一组基本概念以及相关的基本属性。各层的实现不依赖其以上各层所提供的的概念及其属性，只依赖其 直接下层所提供的概念及属性。每层只对其上各层隐藏其下各层的存在，即每个下级只支持其直接上级。

2.分级结构分格：

包含若干级，每级实现一组基础概念和基本属性，各级不依赖以上各级，只依赖其以下各级所提供的概念及属性。

3.分块结构分格:

包含若干模块，每一块实现一组基本概念及其基本属性，所有各块实现均可任意引用其他块。

4.三种风格关系：

分层结构是一种特殊的分级结构，分级结构是一种特殊分块结构。

分层结构有利于实现基础平台子系统的可维护性，不利于提高其时间和空间效率，很难构造一个纯粹的分层结构。

分块结构的构造很切实可行，有利于生成高效紧凑的可执行代码，但由于各个模块之间的错综复杂的关系，不利于实现系统的灵活性，维护困难。

分级结构介于分层和分块之间，比较中庸的风格。

按照执行模式分

Mode（模式）：程序运行过程中使用的、由硬件体系结构提供的CPU特权运行模式，主要出于系统的安全考虑。

1.多模式结构分格：

包含多个模式模块，这些模式模块是一个应用软件或 基础平台子系统的一部分。使用多模式结构分格，不同模式模块在不同的CPU特权模式下运行。

2.单模式结构分格：

只包含一个模式模块，有应用软件和基础平台子系统共同组成，所有程序的CPU特权相同。

3.两种分格比较：

多模式分格可靠安全但会降低系统的性能，在较高级别CPU特权模式下调用程序比较困难，单模式相反。

三、双模式基础平台子系统结构分格

包含两个模式模块，分别在两个不同的CPU特权模式下运行，既考虑了安全性又兼顾了系统效率。两个模式模块分别称为，核外子系统（用户模式）和核心子系统（核心模式）。

软中断：进行用户和核心模式切换时，判断访问是否符合核心模式的规则，如果不符合则中断访问。