微内核操作系统及L4概述

作者 | 2008-06-27 16:36 | 类型 专题分析, 弯曲推荐 | 14条用户评论 »

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微内核操作系统及L4概述

杰夫，《弯曲评论 》

www.tektalk.cn

摘要：本文是对微内核操作系统及L4的发展历程和主要功能的综述。本文还对微内核操作系统的优缺点及发展前景发表评论。

关键词：微内核，操作系统，L4

Abstract: This paper describes the history of microkernel-based operating systems, and the structure and main functions of L4. It also discusses the pros and cons of microkernel systems and their prospect of actual deployments in the industry.

Keywords: microkernel, operating system, L4

1. Introduction

微内核(microkernel)并非是一个新的概念，这个名词至少在七十年代初就有了。一般认为，他的发明权属于Hansen [Han70] 和Wulf [Wul74]. 但是在这一名词出现之前已经有人使用类似的想法设计计算机操作系统了。

早期的操作系统绝大多数是Monolithic Kernel, 意思是整个操作系统 – 包括Scheduling （调度）, File system （文件系统）, Networking （网络）, Device driver （设备驱动程序）, Memory management （存储管理）, Paging（存储页面管理） – 都在内核中完成。一直到现在广泛应用的操作系统，如UNIX，Linux，和Windows还大都是monolithic kernel操作系统。但随着操作系统变得越来越复杂（现代操作系统的内核有一两百万行C程序是很常见的事情），把所有这些功能都放在内核中使设计难度迅速增加。

微内核是一个与Monolithic Kernel相反的设计理念。它的目的是使内核缩到最小，把所有可能的功能模块移出内核。理想情况下，内核中仅留下Address Space Support（地址空间支持），IPC (Inter-Process Communication，进程间通讯)，和Scheduling（调度），其他功能模块做为用户进程运行。对于内核来说，他们和一般用户进程并无区别。它们与其他用户进程之间的通讯通过IPC进行。

在八十年代中期，微内核的概念开始变得非常热门。第一代微内核操作系统的代表作品是Mach [Mac85]。Mach是由位于痞子堡的卡内基梅隆大学（CMU）设计。CMU是美国计算机科学研究重镇，其计算机排名长期位于美国大学前五位。美国只有少数几所大学的计算机是学院不是系，CMU就是其中之一。除Mach外，CMU的另一重要成果是衡量计算机软件设计能力的CMM (Capability Maturity Model) 模型，广泛用于评估业界软件公司的计算机软件开发能力。好像印度的软件公司们非常热衷于此，通过CMM-5最高规格评价的软件公司们有一半是印度的。

……

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雁过留声

“微内核操作系统及L4概述”有14个回复

  1. 匿名 于 2008-06-29 8:50 下午

    转发给师弟门看看，呵呵！

  2. 微内核与Unix实时扩充的分析：Neutrino vs RTCore : 弯曲评论 于 2008-11-06 11:07 上午

    [...] 微内核操作系统及L4概述 QNX . Neutrino . 微内核 . 视频教程 RTLinux/RTCore局限性 RTLinux/RTCore体系结构 (没有打分) [...]

  3. 王磊 于 2009-01-26 6:02 下午

    学习了。

    GOOGLE了很久，这篇算是比较清楚的。

  4. james 于 2010-01-14 7:01 上午

    非常好。 由于是 PDF ，估计很多同学都没有去下载下来读。要是直接放上来阅读的同学会更多。

  5. 理客 于 2010-01-14 12:37 下午

    微内核的理念和实践都很先进，但QNX等微内核有点太微了，具体到产品开发是也会造成一些大障碍，微内核应该还有很大的改进和发展空间

  6. ABC 于 2010-01-14 9:54 下午

    希望在物联网方面能有所建树！

  7. 陈怀临 于 2010-01-14 10:03 下午

    华为和思科不都死求Neutrino吗。客客为何如此看轻QNX？

  8. 理客 于 2010-01-14 11:24 下午

    这个说实在的，我是外行，道听途说的，不好意思，C用QNX在90年代末年就开始了，也许当时还没有更多的选择，H后来用linux

  9. 陈怀临 于 2010-01-15 2:46 下午

    我估计在这个圈子里，如果我说我对QNX Neutrino的熟悉和理解是第二，还真没人敢说第一。BTW，小唐，in case你潜水，如果你在，你算第一。

  10. 理客 于 2010-01-15 3:51 下午

    首席在谷里浸淫安全通信操作系统实践多年，定然功力深厚，有时间会多拜读首席这方面的著作

  11. ZH 于 2010-01-15 5:17 下午

    不知道linux在H的普及程度，谁给介绍一下。

    诸如无线，交换，传输，承载，核心网等领域是否都向linux靠了，还是大部分还是在用vx.

    NE40,50系列还是vx吧？

  12. Whoknows 于 2010-01-15 8:27 下午

    Z,H早就有QNX,Vx的源代码。Z已经下死命令，必须转Linux. H 全靠各个产品现自己折腾。

  13. ZH 于 2010-01-15 8:55 下午

    这么说，H的linux并没有全公司统一规划了 ？

    NE40E系列都还是Vx吧。Vx被intel收购，感觉继续跑Vx不是很有前途。

  14. 理客 于 2010-01-16 7:51 上午

    微内核多IPC优化的结果，很快就被许多实际商用系统IPC使用。目前的微核OS，好像还是不够壮大，是性能问题仍然困挠实际的商用系统还是其他原因？