采用微内核的操作系统提高了系统的灵活性和扩展性,并增强了系统的可靠性和可移植性,可运行于分布式系统
在设计微内核OS时,采用了面向对象的技术,其中的“封装”,“继承”,“对象类“和多态性”,以及在对象之间采用消息传递机制等,都十分有利于提高系统的“正确性”、”可靠性“、”易修改性“、”易扩展性“等,而且还能显著的减少开发系统所付出的开销。采用微内核结构的操作系统与传统的操作系统相比,其优点是提高了系统的灵活性、可扩展性,增强了系统的可靠性,提供了对分布式系统的支持。
①灵活性和可扩展性:由于微内核OS的许多功能是由相对独立的服务器软件来实现的,当开发了新的硬件和软件时,微内核OS只需在相应的服务器中增加新的功能,或再增加一个专门的服务器。与此同时,也必然改善系统的灵活性,不仅可在操作系统中增加新的功能,还可修改原有功能,以及删除已过时的功能,以形成一个更为精干有效的操作系统。
②增强了系统的可靠性和可移植性:由于微内核是出于精心设计和严格测试的,容易保证其正确性;另一方面是它提供了规范而精简的应用程序接口(API),为微内核 外部的程序编制高质量的代码创造了条件。此外,由于所有服务器都是运行在用户态,服务器与服务器之间采用的是消息传递通信机制,因此,当某个服务器出现错误时,不会影响内核,也不会影响其他服务器。另外,由于在微内核结构的操作系统中,所有与特定CPU和I/O设备硬件有关的代码,均放在内核和内核下面的硬件隐藏层中,而操作系统其他绝大部分(即各种服务器)均与硬件平台无关,因而,把操作系统移植到另一个计算机硬件平台上所需作的修改是比较小的。
③提供了对分布式系统的支持:由于在微内核OS中,客户和服务器之间以及服务器和服务器之间的通信,是采用消息传递通信机制进行的,致使微内核OS能很好地支持分布式系统和网络系统。事实上,只要在分布式系统中赋予所有进程和服务器唯一的标识符,在微内核中再配置一张系统映射表(即进程和服务器的标识符与它们所驻留的机器之间的对应表),在进行客户与服务器通信时,只需在所发送的消息中标上发送进程和接收进程的标识符,微内核便可利用系统映射表将消息发往目标,而无论目标是驻留在哪台机器上。
操作系统为用户提供了两类接口:操作一级的接口和程序控制一级的接口。其中,操作一级的接口包括操作控制命令、菜单命令等;程序控制一级接口包括系统调用。
在磁盘调度管理中,应先进行移臂调度,再进行旋转调度。
先进行移臂(对应“柱面”)调度,再进行旋转(对应“磁头、扇区”)调度。
若进程A的逻辑页4与进程B的逻辑页5要共享的物理页8,那么应该在进程A页表的逻辑页4对应的物理页处填8,进程B页表的逻辑页5对应的物理页处也填8。
进入临界区时执行P操作,退出临界区时执行V操作。
PCI(Peripheral ComponentInt Interconnect)总线标准是一种局部并行总线标准,常用来表示个人计算机中使用最为广泛的接口,几乎所有的主板产品上都带有这种插槽。
GUI(Graphical User Interface)常用来表示采用图形方式显示的计算机操作用户界面。
API(Application Programming Interface,应用程序编程接口)是一些预先定义的函数,目的是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件得以访问一组例程的能力,开发人员无须访问源码(或理解内部工作机制的细节)。
给定段地址(x,y),其中:x为段号,y为段内地址。将(x,y)转换为物理地址的方法是:根据段号;c查段表一判断段长;如果小于段长,则物理地址=基地址-段内地址y,否则地址越界。
在索引文件结构中,二级间接索引是指:索引结点对应的盘块存索引表,在索引表指向的盘块中依然存索引表,由于每个索引表可以存4K/4=1024个块号,所以二级索引可对应1024*1024个物理块。
实时操作系统是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。因而,提供及时响应和高可靠性是其主要特点。实时操作系统有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。 实时操作系统不仅要及时响应实时事件中断,同时也要及时调度运行实时任务。但是,处理机调度并不能随心所欲的进行,因为涉及两个进程之间的切换,只能在确保“安全切换”的时间点上进行,实时调度机制包括两个方面,一是在调度策略和算法上保证优先调度实时任务;二是建立更多“安全切换”时间点,保证及时调度实时任务。 事实上,实时操作系统如同操作系统一样,就是一个后台的支撑程序,能针对硬件变化进行结构与功能上的配置、裁剪等。其关注的重点在于任务完成的时间是否能够满足要求。
串行总线的特点如下。
- 串行总线由半双工和全双工之分。
- 串行总线适宜长距离传输数据。
- 串行总线按(bit)发送和接收,尽管较按字节(byte)的并行通信满,但是串口可以在使用一条线发送数据的同时用另一条线接受数据。它很简单并能够实现远距离通信,如 IEEE488 定义并行通信状态时,规定设备线总线长不得超过 20 米,并且任意两种设备间的连接长度不得超过 2 米。而对于串口而言,长度可达 1200 米。
- 串口通信最重要的参数时波特率、数据位、停止位和奇偶校验,对于两个进行通信的端口,这些参数必须匹配。
- 串行总线的数据发送和接收可以使用多种方式,其中中断方式和 DMA 较为常见。
软件设计层面的工号控制可以从以下几个方面展开。
- 软硬件协同设计,即软件的设计要与硬件的匹配,考虑硬件因素。
- 编译优化,采用低功耗优化的编译技术。
- 减少系统的持续运行时间,可以从算法角度进行优化。
- 用中断代替查询。
- 进行电源的有效管理。
CPU 的工作频率(主频) = 外频 × 倍频。外频就是外部频率,指的是系统总线的频率。倍频的全称是“倍频系数”,是指 CPU 主频与外频之间的相对比例关系。
最初 CPU 主频和系统总线速度是一样的,但 CPU 的速度越来越快,倍频技术也相应的产生。它的作用是使系统总线工作在相对较低的频率上,而 CPU 速度可以通过倍频来提升。
在客户机上运行 nslookup 查询某服务器名称时能解析出 IP 地址, 查询 IP 地址时却不能解析出服务器名称,解决这一问题的方法是为改服务器创建 PTR 记录。
PTR 记录是反向记录,通过 IP 查询域名。
DHCP 客户端收到 DHCP 服务器回应的 ACK 报文后,通过地址冲突检测发现服务器分配的地址冲突或者由于其他原因导致不能使用,则发送 DhcpDecline 报文通知服务器所分配的 IP 地址不可用。
为了优化系统性能,又是需要对系统进行调整。对于数据库系统,性能调整主要包括CPU/内存使用情况、数据库设计、数据库管理、进程/线程状态、硬盘剩余空间、查询语句性能、日志文件大小等;对于应用系统,性能调整主要包括应用系统的可用性、响应时间、并发用户数,以及特定应用的系统资源占用等。