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《国防科学技术大学》 2004年
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可扩展操作系统中存储管理子系统的研究与实现

汪飞  
【摘要】:随着科学技术的飞速发展,新领域的应用对操作系统提出了新的要求。目前的操作系统虽然能够在一定程度上支持一般性的应用,但对于特殊应用,如网络多媒体、大型数据库和分布式计算等,却无法保证满足其需求。在这种应用背景下,可扩展操作系统被提出并得到了发展。 本文首先介绍了可扩展操作系统的历史背景。然后,分析了可扩展操作系统结构下设计存储管理子系统的三个关键问题:性能、可扩展性和完整性。并且,对存储管理子系统的扩展和安全模型进行了分类研究。 在此研究基础上,我们采用了垂直结构的可扩展存储管理系统模型。系统结构分为两层,分别为应用相关层和应用无关层。功能上,应用相关层管理存储系统的高级抽象,应用无关层提供机器相关的资源接口和服务接口。模型采用基于事件的向上调用机制,增强了系统的可扩展能力并提高了系统性能;采用基于capability的保护机制,保证了系统资源的安全复用。 基于UVM系统,我们设计并实现了一种可行的支持自分页的存储管理系统,提出了全新的系统结构和设计方案。为了支持可扩展性,我们对物理地址空间和虚地址空间采用新抽象,并将其直接向上暴露;为了节约不必要的空间和时间开销,我们实现了一种怠惰的虚地址空间管理机制;为了实现自分页,我们提出了用户级缓冲的管理策略,提高了系统性能;由于改变了UVM的结构,我们对物理映射和内核地址空间的管理作了重新设计。 最后,对存储管理子系统就性能、可扩展性和完整性进行了分析并进行了简单的性能测试。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP316

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