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2018年5月第29题
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采用微内核结构的操作系统设计的基本思想是内核只完成操作系统最基本的功能并在核心态下运行,其他功能运行在用户态,其结构图如下所示。图中空(a)、(b)、(c)和(d)应分别选择如下所示①~④中的哪一项?(【③、④、②和①】)。
①核心态 ②用户态 ③文件和存储器服务器 ④进程调度及进程间通信

问题(1)
浓缩知识点

微内核操作系统采用极简内核架构,仅保留最基础、最关键的功能在内核中并运行于核心态,这类核心功能包含进程调度、进程间通信(IPC)、低级内存管理等,对应系统的核心态运行区域。其余如文件系统、设备驱动、存储器管理、网络协议等非核心功能,均以独立服务器进程(比如文件和存储器服务器)的形式运行在用户态空间,用户进程与这些服务进程通过消息传递机制完成通信。这种架构能大幅提升系统的模块化程度、稳定性与可扩展性,用户态服务进程出现故障时不会波及核心态内核,可单独重启修复,同时也便于系统功能的迭代与扩展。

正确答案
C

本题考察的是微内核操作系统的体系结构
微内核操作系统的基本思想是:

  • 内核只保留最基本的功能:如进程调度、进程间通信(IPC)、低级内存管理等,这些功能运行在核心态
  • 其他功能以服务器进程形式运行在用户态:如文件系统、设备驱动、存储管理、网络协议等都作为独立服务运行。
  • 用户进程与服务进程之间通过消息传递进行通信,保证系统的模块化与稳定性。

结合图示:

  • (a) 对应外围服务,即文件和存储器服务器(③),它运行在用户态。
  • (b) 表示核心提供的基本功能,即进程调度及进程间通信(④)
  • (c) 表示外围服务所在的区域,即用户态(②)
  • (d) 表示内核功能所在的区域,即核心态(①)

所以对应关系为:
(a) ③ 文件和存储器服务器
(b) ④ 进程调度及进程间通信
(c) ② 用户态
(d) ① 核心态
因此,正确答案是 C. ③、④、②和①。

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