OS学习笔记（一）

OS作为用户与计算机硬件系统的接口

OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统
OS作为计算机系统资源的管理者

在一个计算机系统中，通常含有多种硬件和软件资源，归纳起来只要氛围四类：处理机、存储器、I/O设备以及文件（数据和程序），相应的OS的主要功能也正是对这四类资源进行有效的管理
OS实现了对计算机资源的抽象

OS是铺设在计算机硬件上的多层软件集合，他们不仅增强了系统的功能，还隐藏了对硬件操作的具体细节，实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象模型

3、推动OS

不断提高计算机资源利用率
方便用户
期间的不断更新换代
计算机体系结构的不断发展
不断提出新的应用要求

二、OS的发展过程

1、未配置操作系统的计算机

1、人工操作方式

CPU等待人工操作并且用户独占全机

早期的操作方式是由程序员将事先已穿孔的纸带(或卡片)，装入纸带输入机(或卡片输入机)，再启动它们将纸带(或卡片)上的程序和数据输入计算机，然后启动计算机运行。仅当程序运行完毕并取走计算结果后，才允许下一个用户上机。这种人工操作方式有以下两方面的缺点：
　(1) 用户独占全机，即一台计算机的全部资源由上机用户所独占。
　(2) CPU等待人工操作。当用户进行装带(卡)、卸带(卡)等人工操作时，CPU及内存等资源是空闲的。

2、脱机输入/输出（Off-Line I/O）方式

程序和数据的输入输出由外围机控制下的脱离主机情况下完成的，故称为脱机输入/输出（Off-Line I/O）方式
OS（一）

2、单道批处理系统(Simple Batch Processing System)

为实现对作业的连续处理，需要先把一批作业以脱机方式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序(Monitor)，在它的控制下，使这批作业能一个接一个地连续处理。
OS（一）

缺点：

系统中的资源得不到充分的利用。这是因为在内存中仅有一道程序，每逢该程序在运行中发出I/O请求后，CPU便处于等待状态，必须在其I/O完成后才继续运行。又因I/O设备的低速性，更使CPU的利用率显著降低。

3、多道批处理系统(Multiprogrammed Batch Processing System)

为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量，在20世纪60年代中期引入了多道程序设计技术，由此形成了多道批处理系统。

缺点：

资源利用率高。引入多道批处理能使多道程序交替运行，以保持CPU处于忙碌状态；在内存中装入多道程序可提高内存的利用率；此外还可以提高I/O设备的利用率。
系统吞吐量大。能提高系统吞吐量的主要原因可归结为：① CPU和其它资源保持“忙碌”状态；② 仅当作业完成时或运行不下去时才进行切换，系统开销小。
平均周转时间长。由于作业要排队依次进行处理，因而作业的周转时间较长，通常需几个小时，甚至几天。
无交互能力。用户一旦把作业提交给系统后，直至作业完成，用户都不能与自己的作业进行交互，修改和调试程序极不方便。

4、分时系统(Time Sharing System)

如果说推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是提高资源利用率和系统吞吐量，那么，推动分时系统形成和发展的主要动力，则是为了满足用户对人—机交互的需求，由此形成了一种新型OS。

特点

多路性
独立性
及时性
交互性

5、实时系统(Real Time System)

该系统能即是响应外部时间的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行

特点

多路性
独立性
及时性
交互性
可靠性

6、微机操作系统

（1）单用户单任务操作系统

只允许一个用户上机且只允许用户程序作为一个任务运行，只要配置在8位和16位微机上，最具有代表性的单用户单任务微机操作系统是：CP/M和MS-DOS

（2）单用户多任务操作系统

只允许一个用户上机，但允许用户吧程序分为若干个任务，使它们并发执行，从而有效地改善系统的性能。其中最具有代表性的是由微软公司推出的Windows

（3）多用户多任务操作系统

允许多个用户通过各自的终端使用同一台机器。共享主机系统中的各种资源，而每个用户程序又可以进一步分为几个任务，使它们能够并发执行，从而进一步提高资源利用率和系统的吞吐量。其中最具有代表性的是UNIX OS。现在最有影响的两个能够运行在微机上deUNIX操作系统变形是Solaris OS和Linux OS

三、OS的基本特性

1、并发（Concurrence）

并发与并行

并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念。

并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。

并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

引入进程

在一个未引入进程的系统中，在属于同一个应用程序的计算程序和I/O程序之间只能是顺序执行，即只有在计算程序执行告一段落后，才允许I/O程序执行；反之，在程序执行I/O操作时，计算程序也不能执行。

但在为计算程序和I/O程序分别建立一个进程(Process)后，这两个进程便可并发执行。若对内存中的多个程序都分别建立一个进程，它们就可以并发执行，这样便能极大地提高系统资源的利用率，增加系统的吞吐量。

2、共享（Sharing）

互斥共享方式

系统中的某些资源，如打印机、磁带机等，虽然可以提供给多个进程(线程)使用，但应规定在一段时间内，只允许一个进程访问该资源。

为此，在系统中应建立一种机制，以保证多个进程对这类资源的互斥访问

同时访问方式

系统中还有另一类资源，允许在一段时间内由多个进程**“同时”对它们进行访问。这里所谓的“同时”，在单处理机环境下是宏观意义上的，而在微观上**，这些进程对该资源的访问是交替进行的。

典型的可供多个进程“同时”访问的资源是磁盘设备。一些用重入码编写的文件也可以被“同时”共享，即允许若干个用户同时访问该文件。

3、虚拟

时分复用技术

（1）虚拟处理机技术

利用多道程序设计技术，为每道程序建立至少一个进程，让多道程序并发执行。

（2）虚拟设备技术

通过分时复用的方法，将一台物理I/O设备虚拟为多态逻辑上的I/O设备，并允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设备。

空分复用技术

引入虚拟内存技术并利用存储器的空闲控件分区域存放和运行其他的多道程序，以此来提高内存的利用率。

4、异步（Asynchronism）

在多道程序环境下，系统允许多个进程并发执行。在单处理机环境下，由于系统中只有一台处理机，因而每次只允许一个进程执行，其余进程只能等待。当正在执行的进程提出某种资源要求时，如打印请求，而此时打印机正在为其它进程打印，由于打印机属于临界资源，因此正在执行的进程必须等待，并释放出处理机，直到打印机空闲，并再次获得处理机时，该进程方能继续执行。可见，由于资源等因素的限制，使进程的执行通常都不可能“一气呵成”，而是以“停停走走”的方式运行。

简单来说就是进程是以人们不可预知的速度向前推进的，很有可能先进入内存的作业后完成，后进入的作业先完成，这就是异步性。

四、OS的主要功能

1、处理机管理功能

进程控制

为作业创建进程、撤销（终止）已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换。

进程同步

为使多个进程能有条不紊的运行，系统中必须设置相应的进程同步机智，该机制的主要任务是为多个进程（含线程）运行进行协调。

进程通信

当有一组相互合作的进程去完成一个共同的任务时，在它们之间往往需要交换信息。

调度

（1）作业调度

作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法选择出若干个作业，为它们分配运行所需的资源，在将这些作业调入内存后，分别为它们创建进程。

（2）进程调度

进程调度的任务是从进程的就绪队列中按照一定的算法选出一个进程将处理机分配给它，并为它设置运行现场，使其投入运行。

2、存储器管理功能

内存分配

内存分配的主要任务是：
　(1) 为每道程序分配内存空间。
　(2) 提高存储器的利用率，尽量减少不可用的内存空间(碎片)。
　(3) 允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要。

PS:

OS在实现内存分配时，可采取静态和动态两种方式：
　(1) 静态分配方式。每个作业的内存空间是在作业装入时确定的，在作业装入后的整个运行期间不允许该作业再申请新的内存空间，也不允许作业在内存中“移动”。
　(2**) 动态分配方式**。每个作业所要求的基本内存空间虽然也是在装入时确定的，但允许作业在运行过程中继续申请新的附加内存空间，以适应程序和数据的动态增长，也允许作业在内存中“移动”。

内存保护

内存保护的主要任务是：

（1） 确保每道用户程序都仅在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰。

（2） 绝不允许用户程序访问操作系统的程序和数据，也不允许用户程序转移到非共享的其它用户程序中去执行。

地址映射

将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址，该功能应在硬件的支持下完成。

在多道程序环境下，由于每道程序经编译和链接后所形成的可装入程序其地址都是从0开始的，但不可能将它们从“0”地址(物理)开始装入内存，致使(各程序段的)地址空间内的逻辑地址与其在内存空间中的物理地址并不相一致。为保证程序能正确运行，存储器管理必须提供地址映射功能。

内存扩充

内存扩充并非是从物理上去扩大内存的容量，而是借助于虚拟存储技术，从逻辑上扩充内存容量，使用户所感觉到的内存容量比实际内存容量大得多，以便让更多的用户程序能并发运行。

为了能在逻辑上扩充内存，系统必须设置内存扩充机制(包含少量的硬件)，用于实现下述各功能：
　(1) 请求调入功能

系统允许在仅装入部分用户程序和数据的情况相爱，便能启动改程序运行。

(2) 置换功能

若发现在内存中已无足够的空间来装入需要调入的程序和数据时，系统应能将内存中的一部分暂时不用的程序和数据调至硬盘上，以腾出内存空间，然后再将所需调入的部分装入内存。

3、设备管理功能

设备管理的主要任务如下:

(1)完成用户进程提出的IO请求,为用户进程分配所需的/0设备，并完成指定的I/O操作

(2)提高CPU和I/O设备的利用率，提高I0速度，方便用户使用I0设备。

缓冲管理

如果在I/O设备和CPU之间引入缓冲，则可有效地缓和CPU和I0设备速度不匹配的矛盾，提高CPU的利用率，进而提高系统吞吐量。

因此在现代OS中，无一例外地在内存中设置了缓冲区，而且还可通过增加缓冲区容量的方法来改善系统的性能。不同的系统可采用不同的缓冲区机制。

最常见的缓冲区机制有:单缓冲机制、能实现双向同时传送数据的双缓冲机制、能供多个设备同时使用的公用缓冲池机制。

上述这些缓冲区都由 OS缓冲管理机制将它们管理起来。

设备分配

根据用户进程的I/0 请求、系统现有资源情况以及按照某种设备分配策略，为之分配其所需的设备。

如果在IO设备和CPU之间还存在着设备控制器和IO通道，则还需为分配出去的设备分配相应的控制器和通道。

为实现设备分配，系统中应设置设备控制表、控制器控制表等数据结构，用于记录设备及控制器等的标识符和状态。根据这些表格可以了解指定设备当前是否可用，是否忙碌，以供进行设备分配时参考。在进行设备分配时，应针对不同的设备类型而采用不同的设备分配方式。

对于独占设备的分配还应考虑到该设备被分配出去后系统是否安全。在设备使用完后，应立即由系统回收。

设备处理

设备处理程序又称为设备驱动程序。它用于实现CPU和设备控制器之间的通信，即由CPU向设备控制器发出I/O命令，要求它完成指定的IO操作；反之，由CPU接收从控制器发来的中断请求，并给予迅速的响应和相应的处理。

五、OS与用户之间的接口

用户接口

(1)联机用户接口。这是为联机用户提供的，它由–组键盘操作命令及命令解释程序组成。当用户在终端或控制台上键入-条命令后，系统便立即转入命令解释程序，对该命令加以解释执行。在完成指定功能后系统又返回到终端或控制台上，等待用户键入下一-条命令。这样，用户便可通过先后键入不同命令的方式来实现对作业的控制，直至作业完成。

(2)脱机用户接口。这是为批处理作业的用户提供的。用户用作业控制语言JCL把需要对作业进行的控制和干预的命令事先写在作业说明书上，然后将它与作业一起提供给系统。当系统调度到该作业运行时，通过调用命令解释程序去对作业说明书上的命令逐条解统。当系统调度到该作业运行时，通过调用命令解释程序去对作业说明书上的命令逐条解

(3)图形用户接口。通过联机用户接口取得OS的服务既不方便又花时间，用户必须熟图形用户接口。通过联机用户接口取得OS的服务既不方便又花时间，用户必须熟记所有命令及其格式和参数，并逐个字符地键入命令，于是图形用户接口便应运而生。图形用户接口采用了图形化的操作界面，用非常容易识别的各种图标(icon)来将系统的各项功能、各种应用程序和文件直观、逼真地表示出来。用户可通过菜单(和对话框)用移动鼠标选择菜单项的方式取代命令的键入，以方便、快捷地完成对应用程序和文件的操作，从而把用户从繁琐且单调的操作中解脱出来。

程序接口

程序接口是为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，是用户程序取得操作系统服务的唯一途径。

它是由一组系统调用组成的，每一个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序。每当应用程序要求OS提供某种服务(功能)时，便调用具有相应功能的系统调用(子程序)。早期的系统调用都是用汇编语言提供的，只有在用汇编语言书写的程序中才能直接使用系统调用。

六、现代OS的新功能

系统安全

1、认证技术

这是一个用来确认被认证的对象是否名副其实的过程，以确定对象的真实性，防止入侵者进行假冒和篡改等。如身份认证，是通过验证被认证对象的一个或多

2、密码技术

即对系统中所需存储和传输的数据进行加密，使之成为密文，这样，攻击者即使截获到数据，也无法了解到数据的内容。

3、访问控制技术

可通过两种途径来保障系统中资源的安全

①通过对用户存取权限的设置，可以限定用户只能访问被允许访问的资源。

②访问控制还可以通过对文件属性的设置来保障指定文件的安全性。

4、反病毒技术

对于病毒的威胁，最好的解决方法是预防，不让病毒侵入系统，但要完全做到这一点是十分困难的，因此还需要非常有效的反病毒软件来检测病毒。

网络的功能和服务

1、网络通信

用于在源主机和目标主机之间，实现无差错的数据传输。

2、资源管理

对网络中的共享资源(硬件和软件)实施有效的管理，协调诸用户对共享资源的使用，保证数据的安全性和一致性

3、应用互操作

在一个由若千个不同网络互连所构成的互连网络中，必须提供应用互操作功能，以实现信息的互通性和信息的互用性。

支持多媒体

1、接纳控制功能

在多媒体系统中，为了保证同时运行多个实时进程的截止时间,需要对在系统中运行的软实时任务，即SRT任务的数目、驻留在内存中的任务数目加以限制，为此设置了相应的接纳控制功能。

2、实时调度

多媒体系统中的每一个任务，往往都是一些要求较严格的、周期性的软实时任务SRT,如为了保证动态图像的连续性，图像更新的周期必须在40 ms之内，因此在SRT调度时，不仅需要考虑进程的调度策略，还要考虑进程调度的接纳度等，相比传统的OS这就要复杂得多。

3、多媒体文件的存储

为了存放多媒体文件，对OS最重要的要求是能把硬盘上的数
据快速地传送到输出设备上。因此，对于在传统文件系统中数据的离散存放方式以及磁盘寻道方式都要加以改进。

七、传统OS结构

无结构OS

在早期开发操作系统时，设计者只是把他的注意力放在功能的实现和获得高的效率上，缺乏首尾一致的设计思想。此时的OS是为数众多的一组过程的集合，每个过程可以任意地相互调用其它过程，致使操作系统内部既复杂又混乱，因此，这种OS是无结构的，也有人把它称为整体系统结构。

模块化结构OS

1、模块化程序设计技术的基本概念

模块化程序设计技术是20世纪60年代出现的一种结构化程序设计技术。该技术基于**“分解”和“模块化”的原则来控制大型软件的复杂度。为使OS具有较清晰的结构，OS不再是由众多的过程直接构成的，而是按其功能精心地划分**为若干个具有一定独立性和大小的模块。
OS（一）

2、模块独立性

在模块-接口法中，关键问题是模块的划分和规定好模块之间的接口。如果我们在划分模块时将模块划分得太小，虽然可以降低模块本身的复杂性，但会引起模块之间的联系过多，从而会造成系统比较混乱；如果将模块划分得过大，又会增加模块内部的复杂性，使内部的联系增加，因此在划分模块时，应在两者间进行权衡。

3、模块接口法的优缺点

优点：

提高OS设计的正确性、可理解性和可维护性。
增强OS的可适应性。
加速OS的开发过程。

存在的问题：

在OS设计时，对各模块间的接口规定很难满足在模块设计完成后对接口实际需求。
在OS设计阶段，设计者必须做出一系列的决定(决策)，每一个决定必须建立在上一个决定的基础上，但模块化结构设计中，各模块的设计齐头并进，无法寻找一个可靠的决定顺序，造成各种决定的“无序性”，这将使程序人员很难做到“设计中的每一步决定”都是建立在可靠的基础上，因此模块-接口法又被称为“无序模块法”。

分层式结构OS

1、分层式结构的基本概念

为了将模块-接口法中“决定顺序”的无序性变为有序性，引入了有序分层法，分层法的设计任务是，在目标系统An和裸机系统(又称宿主系统)A0之间，铺设若干个层次的软件A1、A2、A3、…、An-1，使An通过An-1、An-2、…、A2、A1层，最终在A0上运行。在操作系统中，常采用自底向上法来铺设这些中间层。

2、分层结构的优缺点

优点：

易保证系统的正确性。
易扩充和易维护性。

缺点：

主要缺点是系统效率降低。由于层次结构是分层单向依赖的，必须在每层之间都建立层次间的通信机制，OS每执行一个功能，通常要自上而下地穿越多个层次，这无疑会增加系统的通信开销，从而导致系统效率的降低。

客户/服务器模式（Client/Server Model）

1、客户/服务器模式的由来组成和类型

客户机：

通常在一个LAN网络上连接有多台网络工作站(简称客户机)，每台客户机都是一个自主计算机，具有一定的处理能力，客户进程在其上运行，平时它处理一些本地业务，也可发送一个消息给服务器，以请求某项服务。

服务器：

通常是一台规模较大的机器，在其上驻留有网络文件系统或数据库系统等，它应能为网上所有的用户提供-一种或多种服务。平时它-直处于工作状态，被动地等待来自客户机的请求，一旦检查到有客户提出服务请求，便去完成客户的请求，并将结果送回客户，这样，工作站中的用户进程与服务器进程就形成了客户/服务器关系。

网络系统：

是连接所有客户机和服务器，实现它们之间通信和网络资源共享的系统。

2、客户/服务器之间的交互

一次完整的交互过程可分成以下四步:

(1)客户发送请求消息

当客户机上的用户要请求服务器进行应用处理时，应输入相应的命令和有关参数。由客户机上的发送进程先把这些信息装配成请求消息，然后把它发往服务器;客户机上的接收进程则等待接收从服务器发回来的响应消息。

(2)服务器接收消息

服务器中的接收进程平时处于等待状态，-旦有客户机发来请求，接收进程就被**，根据请求信息的内容，将之提供给服务器上的相应软件进行处理。

(3)服务器回送消息

服务器的软件根据请求进行处理，在完成指定的处理后，把处理结果装配成一个响应消息，由服务器中的发送进程将之发往客户机。

(4)客户机接收消息

客户机中的接收进程把收到的响应消息转交给客户机软件，再由后者做出适当处理后提交给发送该请求的客户。

3、客户/服务器模式的优缺点

优点

(1)数据的分布处理和存储。

由于客户机具有相当强的处理和存储能力，可进行本地处理和数据的分布存储，从而摆脱了由于把- - 切数据都存放在主机中而造成的既不可靠又容易产生瓶颈现象的困难局面。

(2)便于集中管理。

尽管C/S模式具有分布处理功能，但公可(单位)中的有关全局的重要信息、机密资料、重要设备以及网络管理等，仍可采取集中管理方式，这样可较好地保障系统的“可靠”和“安全”。

(3)灵活性和可扩充性。

CIS 模式非常灵活，极易扩充。理论上，客户机和服务器的数量不受限制，其灵活性还表现在可以配置多种类型的客户机和服务器上。

(4)易于改编应用软件。

在客户服务器模式中，对于客户机程序的修改和增删，比传统集中模式要容易得多，必要时也允许由客户进行修改。

缺点：

存在着不可靠性和瓶颈问题。在系统仅有一个服务器时，一旦服务器故障，将导致整个网络瘫痪。当服务器在重负荷下工作时，会因忙不过来而显著地延长对用户请求的响应时间。如果在网络中配置多个服务器，并采取相应的安全措施，则这种不足可加以改善。

面向对象的程序设计（Object-Orientated Programming）技术简介

1、面向对象技术的基本概念

对象

在面向对象的技术中，是利用被封装的数据结构(变量)和一组对它进行操作的过程(方法)来表示系统中的某个对象的。

对象中的变量(数据)也称为属性，它可以是单个标量或一张表。面向对象中的方法是用于执行某种功能的过程，它可以改变对象的状态，更新对象中的某些数据值或作用于对象所要访问的外部资源。
OS（一）
如果把一个文件作为一个对象该对象的变量便是文件类型、文件大小、文件的创建者等。对象中的方法包含对文件的操作，如创建文件、打开文件、读文件、写文件、关闭文件等。

对象类

在实践中，有许多对象可能表示的是同一类事物，每个对象具有自己的变量集合，而它们所具有的方法是相同的。如果为每一个相似的对象都定义一组变量和方法，显然是低效的，由此产生了“对象类”的概念，利用“对象类”来定义一组大体相似的对象。一个类同样定义了一组变量和针对该变量的一组方法，用它们来描述一组对象的共同属性和行为。
OS（一）
类是在对象上的抽象，对象则是类的实例。对象类中所定义的变量在实例中均有具体的值。

继承

在面向对象的技术中，可以根据已有类来定义一个新
的类，新类被称为子类(B)，原来的类被称为父类(A)。
OS（一）

2、面向对象技术的优点

通过“重用”提高产品质量和生产率
使系统具有更好的易修改性和易扩展性
更易于保证系统的“正确性”和“可靠性”

微内核OS结构

1、微内核OS的基本概念

足够小的内核

在微内核操作系统中，内核是指精心设计的、能实现现代OS最基本核心功能的小型内核，微内核并非是一个完整的OS，而只是将操作系统中最基本的部分放入微内核，通常包含有：① 与硬件处理紧密相关的部分；② 一些较基本的功能；③ 客户和服务器之间的通信。这些OS最基本的部分只是为构建通用OS提供一个重要基础，这样就可以确保把操作系统内核做得很小。

基于客户/服务器模式

由于客户/服务器模式具有非常多的优点，故在单机微内核操作系统中几乎无一例外地都采用客户/服务器模式。
OS（一）
将操作系统中最基本的部分放入内核中，而把操作系统的绝大部分功能都放在微内核外面的一组服务器(进程)中实现，如用于提供对进程(线程)进行管理的进程(线程)服务器、提供虚拟存储器管理功能的虚拟存储器服务器、提供I/O设备管理的I/O设备管理服务器等，它们都是被作为进程来实现的，运行在用户态，客户与服务器之间是借助微内核提供的消息传递机制来实现信息交互的。示出了在单机环境下的客户/服务器模式。

应用“机制与策略分离”原理

在现在操作系统的结构设计中，经常利用“机制与策略分离”的原理来构造OS结构。所谓机制，是指实现某一功能的具体执行机构。而策略，则是在机制的基础上借助于某些参数和算法来实现该功能的优化，或达到不同的功能目标。

采用面向对象技术

操作系统是一个极其复杂的大型软件系统，我们不仅可以通过结构设计来分解操作系统的复杂度，还可以基于面向对象技术中的“抽象”和“隐蔽”原则控制系统的复杂性，再进一步利用“对象”、“封装”和“继承”等概念来确保操作系统的“正确性”、“可靠性”、“易修改性”、“易扩展性”等，并提高操作系统的设计速度。正因为面向对象技术能带来如此多的好处，故面向对象技术被广泛应用于现代操作系统的设计中。

2、微内核OS的基本功能

（1）进程(线程)管理

采用“机制与策略分离”原理实现对进程管理功能的实现

（2）低级存储器管理

只配置最基本的低级存储器管理机制

（3）中断和陷入处理

捕获所发生的终端和陷入事件，并进行相应的前期处理

3、微内核OS的优点

(1)提高了系统的可扩展性

由于微内核OS的许多功能是由相对独立的服务器软件来实现的，当开发了新的硬件和软件时，微内核OS只需在相应的服务器中增加新的功能，或再增加一个专门的服务器。与此同时，也必然改善系统的灵活性，不仅可在操作系统中增加新的功能，还可修改原有的功能，以及删除已过时的老功能，以形成一个更为精干的有效的操作系统。
(2)增强了系统的可靠性

这一方面是由于微内核是通过精心设计和严格测试的，容
易保证其正确性，另-方面，它提供了规范而精简的应用程序接口(API)，为微内核外部的程序编制高质量的代码创造了条件。此外，由于所有服务器是运行在用户态，服务器与服务器之间采用的是消息传递通信机制，因此，当某个服务器出现错时，不会影响内核，也不会影响其它服务器。
(3)可移植性强

随着硬件的快速发展，出现了各种各样的硬件平台，作为一个好的操作系统，必须具备可移植性，使其能较容易地运行在不同的计算机硬件平台上。在微内核结构的操作系统中，所有与特定CPU和I/0设备硬件有关的代码，均放在内核和内核下面的硬件隐藏层中，而操作系统其它绝大部分一各种服务器，均与硬件平台无关，因而，把操作系统移植到另一个计算机硬件平台上所需作的修改是比较小的。

(4)提供了对分布式系统的支持

由于在微内核OS中，客户和服务器之间、服务器和服务器之间的通信采用消息传递通信机制，致使微内核os能很好地支持分布式系统和网络系统。事实上，只要在分布式系统中赋予所有进程和服务器唯一的标识符，在微内核中再配置一张系统映射表(即进程和服务器的标识符与它们所驻留的机器之间的对应表)，在进行客户与服务器通信时，只需在所发送的消息中标上发送进程和接收进程的标识符，微内核便可利用系统映射表将消息发往目标，而无论目标是驻留在哪台机器上。
(5)融入了面向对象技术

在设计微内核OS时采用了面向对象的技术，其中的“封装”，“继承”，“对象类”和“多态性”，以及在对象之间采用消息传递机制等，都十分有利于提高系统的正确性、可靠性、易修改性、易扩展性等，而且还能显著地减少开发系统所付出的开销。

4、微内核OS存在的问题

相比于早起的OS，微内核OS的运行效率有所降低。最主要原因是因为在完成一次客户对操作系统提出的服务请求时，需要利用消息实现多次交互和进行用户/内核模式与上下文的多次切换。
OS（一）