操作系统透明性研究

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1、万方数据第10卷第4期2009年12月信息工程大学学报JournalofInformationEngineeringUniversityV01．10NO．4Dec．2009操作系统透明性研究郭玉东1，张萍2(1．信息T程大学信息工程学院，河南郑州450002；2．河南工程学院，河南郑州450002)摘要：目前的操作系统存在很多问题，其中的一个原因是透明性不够，用户无法了解操作系统的运行细节，无法观察到操作系统的内部运行机制。Dtrace的推出使用户有可能对操作系统进行全面的观察，但Dtrace是一个专业化的

2、工具，对使用者的要求较高，普通用户无法从中获益。文章提出了一种基于Dtrace的观察系统结构，使普通用户也可方便、直观地观察到操作系统的内部机制，从而提高操作系统的透明度。关键词：操作系统；透明性；可观察性；Dtrace；虚拟机中图分类号：TP316文献标识码：A文章编号：1671—0673(2009)04—0550—04ResearchontheVitrificationofOperatingSystemGUOYu-don91，ZHANGPin92(1．InstituteofInformationEngi

3、neering，InformationEngineeringUniversity，Zhengzhou450002，China；2．CollageofHenanEngineering，Zhengzhou450002，China)Abstract：Thecurrentoperatingsystemhasmanyproblems，oneisthatitisunabletoknowthede—tailsofOSandopaquetolookintotheinsiderunnablemechanismforuses．

4、ThedetrusionofDtracemakesitpossibletotaketheall—sidedobservationontheOS，butasaprofessionaltool，itisquitedemandingSOthatconsumerscan’tbenefitfromit．ThepaperdesignsaDtrace—basedobservationalsystem．whichallowsusersconvenientlyanddirectlyobservetheinsidenln—de

5、tailsofOSandpro-motesthevitrificationofOSgreatly．Keywords：operatingsystem；vitrification；observability；dtrace；virtualmachine本文所说的透明性是指操作系统的可观察性，即允许用户在需要时观察操作系统内部的运行机制、工作流程等。众所周知，操作系统是计算机资源的管理者，它管理计算机的软硬件资源；同时，操作系统又是作业的组织者，它负责协调系统中各进程的运行。然而，对普通用户来说，操作系统仅仅是一个

6、黑盒子，它的所有管理工作都在暗箱中完成，用户不知道它如何管理资源，也不知道它如何协调进程的运行。操作系统的这种不透明性带来了很多安全问题，也给用户带来了很多不便。1操作系统不透明所带来的问题在计算机发展的早期，计算机系统的处理能力十分有限，其中的资源也很少，用户是程序员、操作员，也是计算机系统的管理员，此时根本没有操作系统的概念。随着计算机系统的发展，其处理能力越来越强，软、硬件资源越来越丰富，需要管理的事务越来越多、用户已无法直接管理整个计算机系统，因而出现了各种辅助的管理程序，如内存管理程序、作业调度程

7、序等，操作系统应运而生。操作系统是各种管理工具的集合，其最原始的设计目标收稿日期：2008—12—16作者简介：郭玉东(1964一)，男，教授。主要研究方向为计算机操作系统、网络存储；张萍(1963一)，女，副教授，主要研究方向为计算机操作系统、数据库与信息系统。万方数据第4期郭玉东等：操作系统透明性研究551是在用户的授权下，辅助用户管理计算机系统，从而简化用户的管理工作，提高系统的运行效率。然而，在随后的发展中，操作系统变得越来越复杂，越来越庞大，它逐步接管了用户的各种权力，如决策权、监察权等，使用户无

8、法再直接管理自己的资源，甚至无法监督资源的管理过程。相信很多计算机用户都曾经发现过下列现象：①计算机系统非常忙碌地工作，硬盘狂转，处理器的利用率达到了100％，对用户的操作没有反应或者反应很慢；②系统中被莫名其妙地安装了病毒、木马，计算机系统的行为变得越来越古怪；③系统中的文件、数据等被无故修改，程序被破坏，重要数据被损毁或丢失；④保存在系统中的信息被盗窃，等等。产生上述现象的一个原因是操作系统的权力过大，危害用