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互操作系统的设计方法技术方案

技术编号:2843510 阅读:162 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术属于计算机操作系统技术领域,尤其是涉及多个操作系统上运行的应用软件在一个操作系统上进行互操作运行的设计方法。该发明专利技术的设计方法是采用了多接口单内核模型结构,在新研制的内核基础上,建立不同操作系统并列的内核服务机制;在运行应用程序时先根据读文件头检查该文件的类型或格式来区分应用程序是哪种操作系统上的应用程序,然后调用相应的内核服务,解决了单一操作系统进行互操作问题。利用该方法基于开源代码重新设计、集成、开发出的Space互操作系统,能够很好地同时运行Windows和Linux操作系统上的应用软件。这种互操作技术的实现不仅节约了成本,而且具有更好的实用性和推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机操作系统
,尤其是涉及不同操作系统上运行的应用软件在一个操作系统上进行互操作的设计方法。
技术介绍
目前计算机普遍安装的操作系统是Windows操作系统和Linux操作系统。尽管Windows操作系统的使用比Linux操作系统普遍,但是由于Linux操作系统为开源代码,因此在Linux操作系统上开发的应用软件越来越多,安装Linux操作系统也在逐渐增多。由于在Windows上开发的应用软件与在Linux上开发的应用软件的格式和构架不同,因此在Windows操作系统上不能运行Linux上的软件,同样Linux操作系统上也不能运行Windows上的应用软件。人们希望在计算机中只安装一个操作系统就能够运行在Windows和Linux不同操作系统上运行的应用软件,为此人们做了大量的研究工作。由于Windows操作系统不开放源代码,因此人们寄希望于在Linux操作系统上能够运行Windows操作系统上的应用软件。出于这种目的,人们基于Linux操作系统做了大量的研究工作,目前有许多开发者试图在Linux操作系统上运行Windows的应用软件,或开发Windows和Linux可以互相操作的系统。例如Wine、Ndis Wrapper、KWin32、React OS等基于不同思想在不使用Windows操作系统同样可以运行Windows操作系统上的应用软件,这些工作都取得了较大的成效,目前两种最流行的操作系统Windows和Linux之间的互操作已成为人们关注的热点。最近微软与Novell公司的合作就是希望将来Windows上能够运行Linux应用软件,或Linux上能够运行Windows应用软件。对这两种操作系统对象互操作的研究推动了互操作系统研究的发展。由于Windows操作系统不是开源的,所以我们无法对Windows操作系统本身进行修改以实现与Linux操作系统对象的互操作,因而只能在Linux操作系统上做研究工作,这种设计思路简单而快捷。但是无论是对Linux内核进行修改,还是在Linux操作系统上增加互操作组件,都会产生一些局限性,而且有些问题是致命的。例如,操作系统的内核差异、体系结构差异、以及异地操作系统对象在本地操作系统环境运行的稳定性等问题的解决都受到了原操作系统框架的限制,所以有必要对互操作系统的整体架构和各个模块重新进行设计。本专利技术的方法实现的Space互操作系统就是这样一个全新的互操作系统。当然,Space互操作系统也借鉴了其它的一些开源项目的研发成果,这些开源项目既包括互操作组件,又包括开源操作系统的内核,但是其设计方法以及所实现互操作系统的结构是新颖的。基于用户层面的Wine在不涉及内核的情况下就能够运行一些简单的Windows程序,尽管运行速度较慢,也不稳定,且较大的程序(Microsoft word等)不能很好地运行,但是它为人们不安装Windows操作系统就能运行其上的应用软件带来了希望。由于Wine所存在的问题,接下来开发者在Linux内核上下工夫,基于Wine开发了Kernel-Win32,相当于在Linux内核中运行Windows应用软件的一个模块,使运行Windows应用软件更加合理,速度更快。尽管Kernel-Win32目前还不能够较好地运行Windows的应用程序,但为人们提供了很好的思想方法和具有重要参考价值的技术及方案。现在许多开发者基于Linux操作系统在Wine和Kernel-Win32之间开发了一些具有商业价值的软件,例如Cross Over X等一些工具软件安装在Linux操作系统中也能够运行一些Windows上的应用软件。这些方法实现的互操作都是采用的继承模型结构,这种结构是以某个操作系统的内核为根,其它的操作系统服务器继承于这个内核,使用其双亲节点(服务器或内核)提供的系统调用等接口。实际上所有运行于某种平台上的虚拟机软件都是属于这种模型结构。这种模型结构对不同操作系统存在内核态进程支持的不足和效率问题,导致所实现的互操作功能不好、运行不稳定。尽管这种模型结构存在运行效率不高、稳定性差,但是所做工作和取得的成果还是非常有价值和实际意义的。更有意义的是React OS,它是一个具有开放源代码的兼容内核的操作系统,该操作系统试图将Linux和Windows的应用软件都能运行。由于React OS是用C语言重新编写了一套兼容内核的操作系统,相当于Linux加Windows两个操作系统,因此开发周期长,达到商业程度也很难。我国的浙大网新科技有限公司投资和主持的开源项目Linux兼容内核,是将Linux的内核进行修改,主要是在Linux内核中添加一些Windows内核态运行机制,以实现一个互操作内核。这种修改内核的方法实现的互操作是采用的高内聚模型结构,这种模型结构能够比较好的完成不同操作系统的内核态功能,对用户态进程的调度和运行也能得到比较高的运行效率。由于内核可以直接处理CPU中断,读写I/O端口,所以能对不同操作系统的驱动程序有比较好的支持。这种模型结构的不足之处在于当进行不同操作系统的内核服务很多时,互操作系统的内核有时会过于庞大;而且有些操作系统的服务不宜在内核中实现,这会大大限制互操作系统的功能,因此难以将互操作系统做到实用化。目前在世界范围内有很多开发者利用不同的方式、方法开发一些开源的互操作系统,使其能够运行Windows环境下的应用软件。但是这些人都是分散的自由开发者,力量不集中,难以形成规模。对于目前不使用Windows操作系统也能够运行Windows上的应用软件所取得的成果,本人进行了一一尝试,发现这些应用软件安装在Linux操作系统上,仅能运行一些小的Windows应用软件和一些简单的Windows游戏软件。对于较大的应用软件例如微软的Office以及Photoshop等不是运行不起来就是运行速度很慢,无法达到实用的程度。
技术实现思路
针对目前计算机操作系统所存在的互操作性不足的问题,在现有研究成果的基础上,经过认真分析和研究,为解决操作系统的互操作性,设计并实现了一个新的方法——多接口单内核模型结构。即通过单一内核实现与不同操作系统的服务模块进行多进程的交互来运行不同操作系统上的应用程序。本专利技术采取的技术方案是,其技术特点是专利技术了多接口单内核模型结构,在新研制的内核基础上,建立Linux和Windows并列的内核服务机制;在运行应用程序时先根据读文件头,检查该文件的类型或格式区分该应用程序是哪种操作系统上的应用程序,然后调用相应的内核服务。利用该专利技术的设计方法,基于开源代码重新设计、集成、开发新框架结构的互操作系统,能够较好地运行Windows和Linux操作系统上的应用软件,该方法是解决单一操作系统进行互操作问题的关键技术。Linux的内核具有开放的源代码,因此Linux的内核服务模块容易解决。由于Windows操作系统内核不公开,因此对于Windows的内核服务模块的实现就不是容易的事了。然而为了更好地推广和使用Windows操作系统,希望人们在Windows上开发更多的应用软件,因此为开发Windows应用软件积极提供接口,利用这些Windows操作系统的接口,同样可以创建和开发Windows的内核本文档来自技高网
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【技术保护点】
互操作系统的设计方法,是在一个操作系统上同时可以运行两种或多种操作系统上不同格式应用软件的设计方法,其特征是:多接口单内核模型结构,从应用程序的一般用户进程到具有区分不同应用程序的用户进程服务层模块,经过不同的系统调用服务于一个互操作系统内核上并列建立的不同操作系统内核服务模块。

【技术特征摘要】
1.互操作系统的设计方法,是在一个操作系统上同时可以运行两种或多种操作系统上不同格式应用软件的设计方法,其特征是多接口单内核模型结构,从应用程序的一般用户进程到具有区分不同应用程序的用户进程服务层模块,经过不同的系统调用服务于一个互操作系统内核上并列建立的不同操作系统内核服务模块。2.根据权利要求1所述的互操作系统的设计方法,其特征是用户进程服务层模块根据文件头部将文件区分后,分别通向相应的系统调用。3.根据权利要求1所述的互操作系统的设计方法,其特征是内核服务模块是由...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘金刚
申请(专利权)人:刘金刚
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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