客户服务器与微内核：操作系统结构详解

本篇课件内容主要围绕客户/服务器与微内核结构的操作系统展开讲解，适用于计算机信息安全系的课程教学，由教师朱长征主讲，适合计算机基础课程的学习者。课程强调了操作系统的理论基础，如其定义、目标、作用和功能，以及在计算机系统中的层次结构。 1. **分层结构内核与微内核**： - 分层结构的内核设计有助于模块化，使得系统更易于管理和维护，比如将操作系统划分为硬件抽象层、核心内核、用户空间和应用层，提高了灵活性和安全性。 - 微内核模型则聚焦于提供最小的核心服务，如进程管理、硬件抽象、通信服务，其他服务如设备管理和文件系统在用户态运行，以此降低内核复杂性和风险。 2. **进程管理**： - 在微内核模型中，进程通常在用户模式下运行，与内核进行通信，通过安全机制确保它们对系统的访问受限，提高系统的可靠性和安全性。 3. **硬件与安全服务**： - 硬件抽象层确保操作系统与不同硬件平台的兼容性，而安全服务包括权限控制和隔离，以防止恶意进程的攻击。 4. **虚存管理器与文件服务器**： - 虚存管理器负责内存的分配和回收，为用户提供连续的地址空间，而文件服务器则负责文件的存储、检索和共享，支持多用户环境下的文件系统。 5. **设备驱动程序与用户模式**： - 设备驱动程序作为硬件和操作系统的桥梁，运行在用户模式下，当有设备请求时，通过系统调用与内核交互。用户模式则是用户直接与操作系统交互的地方。 6. **课程结构与考核**： - 课程以计算机信息安全系为核心基础课程，涉及多个先修课程。课程采用56课堂模式，包括40个理论课时和四次实验，考核以笔试为主，占比70%，平时表现占30%。答疑时间安排在周六。 7. **参考书目**： - 提供了多本权威教材，涵盖了操作系统的基础理论、实践和最新版本，便于学生深入学习。 8. **操作系统层次结构**： - 层次结构清晰地展示了用户、应用程序、系统程序、操作系统和硬件之间的关系，强调了各层次的职责和协作。 操作系统的目标包括方便用户、扩展机器功能、高效管理资源和创建开放环境。通过理解这些概念和结构，学生可以掌握操作系统设计的关键原则，并为其未来在信息技术领域发展打下坚实基础。