操作系统体系结构学习卡片

内核核心功能

• 时钟管理：通过时钟中断实现计算机计时功能
• 中断处理：负责实现中断机制，与硬件交互密切
• 原语：具有原子性的特殊程序，执行不可中断

非核心功能：如GUI、应用程序开发等不属于内核功能

大内核特点

• 将所有操作系统功能模块都包含在内核中
• 所有内核功能都运行在内核态
• 典型代表：Linux、UNIX系统

优点：性能高（状态转换少，服务请求只需2次CPU状态转换）

缺点：内核代码庞大，结构混乱，难以维护

微内核特点

• 只保留与硬件最紧密的核心功能在内核中
• 其他功能（如管理功能）运行在用户态
• 典型代表：Windows NT系统

优点：内核功能少，结构清晰，方便维护

缺点：需要频繁状态转换（服务请求需6次状态转换），性能较低

原语特性

• 具有原子性：程序要么全部执行完成，要么完全不执行
• 执行过程不可中断
• 即使有外部中断信号，CPU也会先完成原语执行
• 常见例子：设备驱动、CPU切换等

核心区别对比

• 功能范围：大内核包含所有功能，微内核只保留核心硬件功能
• 性能：大内核性能高（状态转换少），微内核性能低
• 维护难度：大内核代码庞大难维护，微内核结构清晰易维护

状态转换次数：大内核2次 vs 微内核6次（相同服务请求）