基于微内核的简单OS的设计与实现开题报告

 2021-12-02 01:12

1. 研究目的与意义(文献综述)

内核(kernel)就是操作系统的最主要代码,我们也可以简单的认为kernel(内核)就是指操作系统。根据系统将功能放在核心态与用户态的多少分为了宏内核和微内核。在微内核中,一般只包含关键功能virtual memory、task schedules和ipc,遵循“能多小就要多小”的设计原则。而宏内核中,则包含一个操作系统所需要的全部功能[11]。虽然当前我们使用的大多数系统,都是基于宏内核架构搭建起来的,例如windows、android、ios、macos、linux等等[1],但是在系统设计的许多方面以上系统都借鉴了微内核的设计思想。因为微内核在设计之初就有以下优点[10]

易于维护和升级。微内核把众多的服务功能和设备驱动从内核代码中分离出来,如果只需要对某些功能进行改进,这并不需要修改内核的核心代码,效率十分高。

系统更加稳定。只要微内核的关键功能代码不出问题,系统就不会崩溃。比如说如果文件服务代码运行时候出了问题,宏内核因为文件服务代码是放在内核态的,会导致就系统崩溃。而微内核的文件服务代码是放在用户态的,只要运行在内核态的代码直接把文件服务功能强行停止然后重启就可以继续使用了,系统并不会崩溃。

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2. 研究的基本内容与方案

本次论文主要通过研究和学习微内核的特性以及功能,通过自己设计一个微内核并对其功能进行拓展和优化,最终构建出一个建议的操作系统。

研究基本内容包括:

1. 微内核开发环境的搭建

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3. 研究计划与安排

2020.1.10—2020.1.31 学习熟练掌握汇编语言、c语言在内核编写中的应用。

2020.2.1—2020.2.15查找论文、论坛、博客资料,熟悉微内核的发展过程以及各种微内核的大致特性,并阅读相关外国书籍、文献。

2020.2.16—2020.2.28 确定进行使用的微内核,搭建研究实验环境。

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4. 参考文献(12篇以上)

参考文献

[1]冯小建. 轻量级操作系统的设计与开发[d].南京邮电大学,2019.

[2]林鑫龙. 多内核操作系统文件系统虚拟化的研究及实现[d].中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院),2017.

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