Концепция архитектуры

В привилегированном режиме работает только небольшая часть ОС - микроядро, защищенное от остальных частей ОС приложений.

В состав функций микроядра включаются те функции ОС, которые трудно или не­возможно выполнить в пространстве пользователя. В соответствии с рис. 5.3 это фун­кции слоя базовых механизмов обычного ядра и ниже. Остальные, высокоуровневые функции ядра оформляются в виде приложений, работающих в пользовательском ре­жиме. Соотношение классической и микроядерной архитектур приведено на рис. 5.4.

Рисунок 5.4 - Перенос функций ядра в пользовательское пространство:

а - классическая архитектура, б - микроядерная архитектура

Однозначного решения о переносе в пользовательский режим тех или иных сис­темных функций не существует. В общем случае как пользовательские приложения оформляются многие менеджеры ресурсов.

По определению, основным назначением такого приложения является обслужива­ние запросов других приложений (создание процесса, выделение памяти, проверка прав доступа и т.д.). Поэтому менеджеры ресурсов, вынесенные в пользовательский режим, называются серверами ОС. Одной из главных задач микроядра является под­держка взаимодействия серверов. Механизм обращения к функциям ОС с микроядер­ной архитектурой изображен на рис. 5.5.

5.5 - Реализация системного вызова в ОС с микроядерной архитектурой

Клиент (прикладная программа либо другой компонент ОС) посылает соответству­ющему серверу сообщение-запрос на выполнение некоторой функции. Непосредственная передача этого сообщения серверу невозможна, так как каждое приложение ра­ботает в своем адресном пространстве. В качестве посредника выступает микрояд­ро, выполняющееся в привилегированном режиме и имеющее доступ к адресным про­странствам всех приложений. Микроядро передает сообщение нужному серверу, сер­вер выполняет запрошенную операцию и результат, снова через посредство микро­ядра, возвращается клиенту с помощью другого сообщения.

Такая схема обработки запроса соответствует модели клиент-сервер, где микро­ядро выполняет роль транспортных средств.

Микроядерная архитектура используется, в частности, в некоторых вариантах ОС Unix и частично - в ОС Windows NT.