專利名稱：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具體而言，涉及一種嵌入式或者控制用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如交換機(jī)、路由器、或網(wǎng)絡(luò)防火墻。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、微內(nèi)核計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、外內(nèi)核計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。
1、傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如圖1所示，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序組成。系統(tǒng)程序?yàn)閼?yīng)用程序提供一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，其包括操作系統(tǒng)，其是在硬件的基礎(chǔ)上加載的一層軟件，用于管理整個(gè)系統(tǒng)，并為應(yīng)用程序提供接口；其他系統(tǒng)程序，其在操作系統(tǒng)的上一層，其中有編譯器、編輯器以及類似的獨(dú)立于應(yīng)用的程序，但這些程序運(yùn)行在用戶態(tài)，可以被用戶修改。系統(tǒng)程序的上面是應(yīng)用程序，應(yīng)用程序由用戶編寫，在系統(tǒng)程序的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)用戶所需要的功能。操作系統(tǒng)是一個(gè)控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源、組織計(jì)算機(jī)工作流程并且為應(yīng)用程序提供服務(wù)和支持的龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)支撐應(yīng)用程序運(yùn)行環(huán)境以及用戶操作環(huán)境的系統(tǒng)軟件，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心與基石。它的職責(zé)通常包括對(duì)硬件的直接監(jiān)管、對(duì)各種計(jì)算資源(如內(nèi)存、處理器時(shí)間等)的管理、以及提供諸如作業(yè)管理之類的面向應(yīng)用程序的服務(wù)等等。
在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用程序同操作系統(tǒng)通信并請(qǐng)求服務(wù)，是通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行的，即通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用命令中斷現(xiàn)行程序，而轉(zhuǎn)去執(zhí)行操作系統(tǒng)中相應(yīng)的子程序，以完成特定的系統(tǒng)功能，完成后，控制又返回到發(fā)出系統(tǒng)調(diào)用命令之后的一條指令，被中斷的程序?qū)⒗^續(xù)執(zhí)行下去。比如，在這一過(guò)程中把系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)放到指定位置，如寄存器，然后發(fā)出TRAP指令給操作系統(tǒng)。在TRAP之后，操作系統(tǒng)取得控制，它考察參數(shù)是否有效，如果是，完成所請(qǐng)求的工作。當(dāng)工作完成后，在寄存器中給出狀態(tài)代碼，通知成功還是失敗，然后執(zhí)行一條RETURN FROM TRAP的指令，把控制權(quán)返回給。
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)雖然通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用，使得應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間可以實(shí)現(xiàn)效率較高的通信，但是因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)不僅管理整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件資源和軟件資源，而且為應(yīng)用程序提供服務(wù)和支持，使得操作系統(tǒng)龐大而復(fù)雜。事實(shí)證明，現(xiàn)有的傳統(tǒng)式操作系統(tǒng)因?yàn)槠潺嫶蟮拇a和復(fù)雜的功能，漏洞較多，有不少被攻擊的隱患，而且不利于維護(hù)。
傳統(tǒng)的整體內(nèi)核操作系統(tǒng)是許多過(guò)程的集合，每個(gè)過(guò)程都可以任意調(diào)用其他過(guò)程，每個(gè)過(guò)程都有定義好的接口，互相間的調(diào)用不受約束。這樣，當(dāng)操作系統(tǒng)中的一個(gè)過(guò)程或者說(shuō)一個(gè)功能組件被無(wú)意或惡意的破壞后，很容易影響其他的功能組件，造成整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。
2、微內(nèi)核計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微內(nèi)核是二十世紀(jì)八十年代產(chǎn)生出來(lái)的較新的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)性部件與功能性部件的分離。微內(nèi)核結(jié)構(gòu)由一個(gè)非常簡(jiǎn)單的硬件抽象層和一組比較關(guān)鍵的原語(yǔ)或系統(tǒng)調(diào)用組成，這些原語(yǔ)僅僅包括了建立一個(gè)系統(tǒng)必需的幾個(gè)部分，如線程管理，地址空間和進(jìn)程間通信等。所有其他服務(wù)，包括各種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)等，都和一般應(yīng)用進(jìn)程一樣運(yùn)行在用戶模式，請(qǐng)求服務(wù)的客戶進(jìn)程通過(guò)IPC請(qǐng)求服務(wù)組件的服務(wù)。每個(gè)服務(wù)組件都運(yùn)行在自己的進(jìn)程空間，彼此隔離，這樣的設(shè)計(jì)使內(nèi)核中最核心的部分的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單。一個(gè)服務(wù)組件的失效并不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，內(nèi)核需要做的，僅僅是重新啟動(dòng)這個(gè)組件，而不必影響其它的部分。
微內(nèi)核雖然相對(duì)于傳統(tǒng)的整體式內(nèi)核來(lái)說(shuō)有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是也同樣存在很多問(wèn)題，比如IPC耗時(shí)較多是影響微內(nèi)核計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率的最重要問(wèn)題。
2.1)第一代微內(nèi)核微內(nèi)核的概念是由Richard Rashid在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)開發(fā)Mach操作系統(tǒng)時(shí)提出的，目標(biāo)是建立一個(gè)基于消息傳送機(jī)制的最小內(nèi)核。參見(jiàn)圖2，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的Mach微內(nèi)核的結(jié)構(gòu)圖。Mach微內(nèi)核為例，該微內(nèi)核提供了進(jìn)程管理、線程管理、內(nèi)存管理、通信和I/O服務(wù)的功能，把傳統(tǒng)操作系統(tǒng)提供的其他功能(如文件管理、目錄管理)移出內(nèi)核，在用戶空間控制和管理。Mach采用消息傳遞方式通信，通信功能由Mach核心中的IPC機(jī)制實(shí)現(xiàn)。
但是，包括Mach在內(nèi)的第一代微內(nèi)核設(shè)計(jì)有一個(gè)重要缺點(diǎn)由于微內(nèi)核使用進(jìn)程來(lái)隔離系統(tǒng)組件，這些組件之間的通信通過(guò)消息傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)。組件間的每次通信都是一個(gè)IPC過(guò)程，其性能一般低于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用的性能。由于微內(nèi)核操作系統(tǒng)的IPC是通過(guò)消息傳送機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，而傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用一般是通過(guò)類似trap的方法實(shí)現(xiàn)。相比于trap方法，通過(guò)消息傳送機(jī)制實(shí)現(xiàn)完成一次IPC操作較慢，這是由于需要?jiǎng)?chuàng)建消息、發(fā)送消息、進(jìn)程切換等更多的步驟。這些步驟使得微內(nèi)核操作系統(tǒng)的消息傳送部分成為一個(gè)瓶頸，其性能大大低于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用部分。例如，在Mach 3上，一個(gè)基于消息傳送機(jī)制的類RPC調(diào)用在486-DX50上引入了230μs的開銷，而一個(gè)傳統(tǒng)Unix系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用在同一硬件上僅僅引入了20μs的開銷。這就是說(shuō)，傳統(tǒng)Unix系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用比Mach 3的類RPC調(diào)用快10倍。這些性能下降除了是由于消息傳送機(jī)制過(guò)多的步驟引起外，還和微內(nèi)核設(shè)計(jì)導(dǎo)致的過(guò)多用戶態(tài)和核心態(tài)之間的切換以及過(guò)多的不同地址空間之間的切換有關(guān)。一個(gè)研究表明不同地址空間之間的切換導(dǎo)致較高的Cache未命中率是導(dǎo)致性能下降的重要原因。
2.2)第二代微內(nèi)核解決微內(nèi)核設(shè)計(jì)性能問(wèn)題的一個(gè)方法是擴(kuò)大微內(nèi)核并把一些關(guān)鍵的服務(wù)程序和驅(qū)動(dòng)程序重新加入到內(nèi)核中去，從而減少系統(tǒng)在用戶態(tài)和核心態(tài)之間的切換以及系統(tǒng)在不同地址空間之間的切換。這方面的例子有Mach操作系統(tǒng)和Chorus操作系統(tǒng)。但是，擴(kuò)大內(nèi)核的方法大大削弱了微內(nèi)核思想帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)一一擴(kuò)大的內(nèi)核降低了系統(tǒng)的擴(kuò)充性、靈活性和可靠性。
與擴(kuò)大內(nèi)核的思路相反，解決微內(nèi)核性能問(wèn)題的另一條思路是進(jìn)一步減少內(nèi)核的大小并對(duì)盡力對(duì)IPC進(jìn)行優(yōu)化。這種思路導(dǎo)致了被稱為第二代微內(nèi)核的一些新的內(nèi)核設(shè)計(jì)的出現(xiàn)。在這些新的微內(nèi)核中，L4微內(nèi)核是一個(gè)著名的例子。
圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的L4微內(nèi)核的結(jié)構(gòu)圖。參見(jiàn)圖3，L4內(nèi)核只提供基本的地址空間管理，線程創(chuàng)建，銷毀，消息傳遞等基本操作功能，其它如驅(qū)動(dòng)程序、文件操作，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理等都交給用戶態(tài)應(yīng)用處理。L4微內(nèi)核的中斷處理方式是把硬件中斷處理成IPC消息，微內(nèi)核把硬件當(dāng)作是一些能夠發(fā)送IPC消息給相關(guān)處理代碼的線程，而把中斷服務(wù)程序當(dāng)作是一些正在接收這些IPC消息的線程。當(dāng)一個(gè)硬件中斷發(fā)生時(shí)，微內(nèi)核會(huì)為這個(gè)中斷產(chǎn)生一條消息并把此消息發(fā)送到和此中斷相關(guān)聯(lián)的用戶進(jìn)程中，然后由用戶進(jìn)程中的負(fù)責(zé)接收這條IPC消息的線程來(lái)處理這個(gè)硬件中斷。這樣，內(nèi)核只負(fù)責(zé)產(chǎn)生中斷消息，而不用涉及到具體的中斷處理，從而使得中斷處理的具體策略和內(nèi)核隔離開來(lái)。
L4的地址空間管理原語(yǔ)負(fù)責(zé)內(nèi)存地址空間的映射，支持三個(gè)操作Grant(給出)、Map(映射)和Flush(收回)，進(jìn)程之間通過(guò)IPC完成以上三個(gè)操作，比如最開始，所有的內(nèi)存都給一個(gè)進(jìn)程，其他新來(lái)的進(jìn)程，可以向他申請(qǐng)內(nèi)存。
L4的硬件中斷處理以及內(nèi)存管理都是通過(guò)IPC實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)與第一代微內(nèi)核相比，L4并沒(méi)有減少IPC，而是通過(guò)對(duì)IPC進(jìn)行優(yōu)化來(lái)提高效率。L4通過(guò)以下方法來(lái)提高IPC效率的，首先在IPC中的小消息通過(guò)寄存器傳遞，可以大大提高效率；大消息用Map映射機(jī)制；另外每個(gè)線程都有一個(gè)內(nèi)核堆棧(kernel stack)可以降低緩存(cache)的未命中率。
總之，第一代微內(nèi)核的主要瓶頸是IPC耗時(shí)較多造成系統(tǒng)效率不高；而以L4為代表的第二代微內(nèi)核致力于減小IPC耗時(shí)，在系統(tǒng)效率提高方面與第一代相比有了一定的改進(jìn)。但是，不論是第一代微內(nèi)核還是第二代微內(nèi)核，IPC都是非常多的，即使使IPC耗時(shí)降到很小，也只能在一定程度上提高效率。另外，IPC越多，安全隱患越多，越不容易對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全監(jiān)控。
3、外內(nèi)核計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳統(tǒng)的內(nèi)核設(shè)計(jì)(包括整體內(nèi)核和微內(nèi)核)都對(duì)硬件作了抽象，把硬件資源隱藏在硬件抽象層下。比方說(shuō)，在這些系統(tǒng)中，如果分配一段物理存儲(chǔ)，應(yīng)用程序并不知道它的實(shí)際位置。而外內(nèi)核不抽象硬件資源，而是把資源導(dǎo)出，比如是讓應(yīng)用程序向外內(nèi)核請(qǐng)求一塊“特定”的物理空間，一塊“特定”的磁盤塊等等。外內(nèi)核使用三種操作安全的導(dǎo)出硬件資源一種是把應(yīng)用程序和資源安全綁定在一起，實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)給每個(gè)資源分配一個(gè)能判定使用者權(quán)限的口令，每次使用資源時(shí)，外內(nèi)核先進(jìn)行權(quán)限檢查；第二是對(duì)已經(jīng)分配的資源使用可見(jiàn)回收協(xié)議，在該協(xié)議中，應(yīng)用程序接到資源不足的通報(bào)，可以自己作出放棄哪些資源這類的決定；最后是使用強(qiáng)制終止協(xié)議，對(duì)于不接收撤回的應(yīng)用程序使用強(qiáng)制性解除安全綁定。
外內(nèi)核的目標(biāo)是把系統(tǒng)保護(hù)和資源管理分開。外內(nèi)核只負(fù)責(zé)系統(tǒng)保護(hù)和系統(tǒng)資源復(fù)用相關(guān)的服務(wù)，保證被請(qǐng)求的資源當(dāng)前是空閑的，應(yīng)用程序就允許直接存取它。因?yàn)椴粚?duì)硬件資源進(jìn)行抽象，外內(nèi)核通過(guò)增加額外的運(yùn)行庫(kù)支持來(lái)為用戶程序提供完整的功能，這些運(yùn)行庫(kù)運(yùn)行在外內(nèi)核之上，使用下層外內(nèi)核的接口，為應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)上層的抽象，而且大部分運(yùn)行庫(kù)的代碼運(yùn)行在使用它的應(yīng)用程序的地址空間中。
參見(jiàn)圖4，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的Aegis外內(nèi)核的結(jié)構(gòu)圖。Aegis是一個(gè)外內(nèi)核操作系統(tǒng)實(shí)例。在Aegis中，系統(tǒng)調(diào)度是通過(guò)時(shí)間片流轉(zhuǎn)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)應(yīng)用程序與一個(gè)時(shí)間片相對(duì)應(yīng)。Aegis把CPU當(dāng)成一個(gè)線性失量，用位置標(biāo)識(shí)使用時(shí)間片的順序和收回時(shí)機(jī)，用位置信息在應(yīng)用程序執(zhí)行時(shí)間的滿足和吞吐率延遲間權(quán)衡。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的計(jì)算程序，給它分配連續(xù)的時(shí)間片以減輕程序切換過(guò)程切換程序上下文的消耗。而對(duì)于交換性強(qiáng)的應(yīng)用程序，Aegis為它提供長(zhǎng)度相同的時(shí)間片，以最大化其反應(yīng)速度。系統(tǒng)通過(guò)限定應(yīng)用程序保存上下文環(huán)境的時(shí)間確保公平，每一個(gè)對(duì)時(shí)間片提出要求的下一個(gè)中斷都會(huì)由時(shí)間計(jì)數(shù)器記錄下來(lái)。對(duì)于任意的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，它們都要為在保存應(yīng)用程序環(huán)境時(shí)多消耗的每一個(gè)時(shí)間片在接下來(lái)的時(shí)間片申請(qǐng)內(nèi)付出代價(jià)。如果應(yīng)用程序用到的時(shí)間超出預(yù)定值，系統(tǒng)就消滅其運(yùn)行環(huán)境。Aegis也有比較友好的方法，系統(tǒng)會(huì)代為應(yīng)用程序保存其上下文環(huán)境。
Aegis的處理器環(huán)境是一個(gè)存儲(chǔ)將事件發(fā)送給應(yīng)用程序時(shí)所需信息的結(jié)構(gòu)。由于Aegis必須把與資源相關(guān)的事件與資源所以者相關(guān)聯(lián)，所有的資源消耗都和這個(gè)環(huán)境發(fā)生相關(guān)聯(lián)。Aegis主要管理四種事件異常，中斷，受保護(hù)的控制轉(zhuǎn)移和地址變換。Aegis也與這四種事件相對(duì)應(yīng)有四種處理器環(huán)境。
為有效的實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的進(jìn)程間通訊功能，Aegis提供一種受保護(hù)的控制權(quán)交替機(jī)制。從操作上看，受保護(hù)的控制權(quán)轉(zhuǎn)換在調(diào)用端把程序計(jì)數(shù)器賦成一個(gè)固定的值，用于標(biāo)識(shí)處理器環(huán)境中的當(dāng)下時(shí)間片，并安裝調(diào)用端處理器環(huán)境上下文環(huán)境的元素(地址上下文標(biāo)識(shí)符，地址空間標(biāo)簽和處理器狀態(tài)字)。
由上面的介紹可知，外內(nèi)核的設(shè)計(jì)思想是，內(nèi)核為應(yīng)用程序?qū)С鲇布Y源，而不是提供一組抽象，它的責(zé)任是通過(guò)一定的機(jī)制保證硬件資源的安全復(fù)用。應(yīng)用程序直接向外內(nèi)核請(qǐng)求硬件資源的使用，內(nèi)核本身只保證被請(qǐng)求的資源當(dāng)前是空閑的，應(yīng)用程序就被允許直接存取它。外內(nèi)核雖然沒(méi)有負(fù)責(zé)對(duì)硬件資源的管理，但是它不僅要為應(yīng)用程序?qū)С鲇布Y源，還要通過(guò)比較復(fù)雜的協(xié)議保證硬件資源被安全復(fù)用，比如安全綁定、可見(jiàn)回收協(xié)議和強(qiáng)制終止協(xié)議。這樣一種運(yùn)行模式，和其他微內(nèi)核相比，雖然可以使應(yīng)用程序?qū)τ布Y源的訪問(wèn)和使用有更高的效率，但是比較復(fù)雜的安全機(jī)制還是會(huì)消耗一定的系統(tǒng)資源，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行的效率；另外，應(yīng)用程序?qū)τ布Y源的復(fù)用，也會(huì)具有一定的安全隱患，為了保證安全性，就使系統(tǒng)對(duì)管理硬件資源復(fù)用的機(jī)制提出比較高的要求。對(duì)硬件資源復(fù)用管理程序的維護(hù)也有很高的要求，因?yàn)檫@個(gè)程序的錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。
外內(nèi)核的這種設(shè)計(jì)思想，主要是為了在外內(nèi)核之上建立一個(gè)操作系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)，應(yīng)用程序可以運(yùn)行在運(yùn)行庫(kù)之上，系統(tǒng)的大部分服務(wù)和抽象都在用戶級(jí)的庫(kù)中實(shí)現(xiàn)。而本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想是，應(yīng)用程序和硬件資源是綁定的，系統(tǒng)中不存在硬件資源復(fù)用的問(wèn)題。應(yīng)用程序不通過(guò)任何“中介”直接對(duì)和自己綁定的硬件資源進(jìn)行管理和訪問(wèn)，這就使系統(tǒng)不僅具有比Aegis更高的效率，還有更好的安全性，適合應(yīng)用在對(duì)安全性要求高的專用系統(tǒng)中，比如網(wǎng)絡(luò)防火墻、路由器等等。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的上述缺陷，提供了一種新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，以及利用該方法實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)更高的效率、更好的穩(wěn)定性、和更好的安全性，適合應(yīng)用在對(duì)安全性要求高的專用系統(tǒng)中，比如網(wǎng)絡(luò)防火墻、路由器、或網(wǎng)絡(luò)防火墻等等。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目的和特征將至少部分地在隨后的說(shuō)明書中闡述，部分地在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員分析以下內(nèi)容的基礎(chǔ)上變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要求、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和達(dá)到。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其包括多個(gè)獨(dú)立處理裝置，其中，每個(gè)所述獨(dú)立處理裝置均用于獨(dú)立完成對(duì)硬件資源的管理和訪問(wèn)以及實(shí)現(xiàn)一個(gè)應(yīng)用功能，并獨(dú)占所需硬件資源，所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的通信通過(guò)消息傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)；以及交換裝置，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置的調(diào)度、監(jiān)控、和實(shí)現(xiàn)所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的所述消息傳遞。
根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)龐大、難以維護(hù)、以及安全性差的問(wèn)題，以及解決了微內(nèi)核技術(shù)和外內(nèi)核技術(shù)的效率低的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種高效率、高安全性的系統(tǒng)，很適合應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或者路由器等嵌入式設(shè)備中。


附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并入并且構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分。

本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起解釋本發(fā)明原理。在附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的Mach微內(nèi)核的結(jié)構(gòu)圖；圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的L4微內(nèi)核的結(jié)構(gòu)圖；圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的Aegis外內(nèi)核的結(jié)構(gòu)圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的S-F系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的Switch系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的S-F系統(tǒng)間的消息傳遞機(jī)制的流程圖；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的消息結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面將以實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明加以描述，應(yīng)該注意的是，本發(fā)明的這些實(shí)施例并不用于限制依據(jù)于權(quán)利要求的本發(fā)明，并且并非在實(shí)施例中所描述的所有特征的組合都是本發(fā)明的解決方案所必須的。
首先參見(jiàn)圖5，示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法。這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，可以使用在嵌入式或者其他控制用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由多個(gè)可以獨(dú)立完成某些功能的獨(dú)立處理裝置，以及對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)度、監(jiān)控和實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的消息傳遞的交換裝置構(gòu)成。
每個(gè)獨(dú)立處理裝置可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)一定的功能，包括對(duì)硬件資源的訪問(wèn)和管理都可以在裝置內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。這些獨(dú)立處理裝置包括圖5中的網(wǎng)口數(shù)據(jù)包過(guò)濾裝置、串口數(shù)據(jù)包過(guò)濾裝置、以及完成其他功能的裝置。一個(gè)獨(dú)立處理裝置可以看作是一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元，每個(gè)單元占用系統(tǒng)一定的資源，完成特定的功能，各個(gè)裝置之間的數(shù)據(jù)傳遞是通過(guò)消息的形式實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)獨(dú)立處理裝置包括代碼段和數(shù)據(jù)段，代碼段和數(shù)據(jù)段在內(nèi)存中分別獨(dú)立地占用兩段空間，代碼和數(shù)據(jù)的尋址分別通過(guò)各自的段選擇址和段內(nèi)偏移地址來(lái)實(shí)現(xiàn)。各個(gè)獨(dú)立處理裝置運(yùn)行在不同的CPU級(jí)別上，通過(guò)硬件來(lái)進(jìn)行安全保護(hù)。優(yōu)選地，獨(dú)立處理裝置中還包括看門狗裝置，用于定時(shí)向選定的獨(dú)立處理裝置發(fā)送看門狗消息。
系統(tǒng)中的交換裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)獨(dú)立處理裝置的調(diào)度和監(jiān)控以及這些裝置之間的數(shù)據(jù)交換。當(dāng)多個(gè)獨(dú)立處理裝置中的一個(gè)出錯(cuò)時(shí)，交換裝置恢復(fù)出錯(cuò)的獨(dú)立處理裝置。交換裝置包括調(diào)度器，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)獨(dú)立處理裝置的調(diào)度；消息傳遞器，用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的消息傳遞；監(jiān)控器，用于監(jiān)控多個(gè)獨(dú)立處理裝置；以及交換裝置還儲(chǔ)存待處理消息隊(duì)列和獨(dú)立處理裝置的參數(shù)。交換裝置中儲(chǔ)存的獨(dú)立處理裝置的參數(shù)包括獨(dú)立處理裝置在某個(gè)時(shí)間內(nèi)應(yīng)該處理完成消息的時(shí)間參數(shù)，以及獨(dú)立處理裝置的加電時(shí)初始狀態(tài)；當(dāng)獨(dú)立處理裝置在時(shí)間參數(shù)的時(shí)間范圍內(nèi)沒(méi)有處理完所述消息時(shí)，所述監(jiān)控器通過(guò)獨(dú)立處理裝置的加電時(shí)初始狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)。
參見(jiàn)圖6，示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)圖。每個(gè)獨(dú)立處理裝置，稱為一個(gè)“S-F系統(tǒng)(self-functioningsystem)”。優(yōu)選地，S-F系統(tǒng)中有一個(gè)特殊的“軟看門狗”系統(tǒng)，它完成的功能是每間隔一定的時(shí)間向特定的S-F系統(tǒng)發(fā)送測(cè)試消息。因?yàn)镾witch(交換裝置)是通過(guò)一個(gè)S-F系統(tǒng)處理消息的時(shí)間來(lái)判斷這個(gè)S-F系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常需要恢復(fù)的，對(duì)于沒(méi)有消息處理的S-F系統(tǒng)就需要由“軟看門狗”系統(tǒng)發(fā)送測(cè)試消息讓它處理，Switch根據(jù)S-F系統(tǒng)處理測(cè)試消息的時(shí)間來(lái)判斷它是否出現(xiàn)異常。這樣，當(dāng)不需要處理消息的S-F系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，Switch也會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)。每個(gè)S-F系統(tǒng)可以獨(dú)立的完成一定的功能，不需要調(diào)用其他S-F系統(tǒng)的函數(shù)。各個(gè)S-F系統(tǒng)相當(dāng)于圖5中的各個(gè)獨(dú)立處理裝置。但是在S-F系統(tǒng)之間有時(shí)需要傳遞數(shù)據(jù)，系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞通過(guò)消息來(lái)實(shí)現(xiàn)。Switch只是處理消息傳遞和S-F系統(tǒng)的調(diào)度以及監(jiān)控，不對(duì)硬件進(jìn)行監(jiān)管和訪問(wèn)。
參見(jiàn)圖7，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的S-F系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。管理、訪問(wèn)硬件的程序和需要調(diào)用它的應(yīng)用程序組成獨(dú)立的S-F系統(tǒng)，可以獨(dú)立地完成一定的功能而不需要再調(diào)用其他S-F系統(tǒng)的函數(shù)。針對(duì)不同的應(yīng)用程序，構(gòu)造不同的S-F系統(tǒng)。例如，為了完成網(wǎng)口數(shù)據(jù)包過(guò)濾功能、串口數(shù)據(jù)包過(guò)濾功能、數(shù)據(jù)簽名功能、或其他功能，可以分別創(chuàng)建網(wǎng)口數(shù)據(jù)包過(guò)濾功能S-F系統(tǒng)、串口數(shù)據(jù)包過(guò)濾功能S-F系統(tǒng)、數(shù)據(jù)簽名功能S-F系統(tǒng)、或其他功能S-F系統(tǒng)。這些S-F系統(tǒng)不對(duì)外提供接口也不調(diào)用其他S-F系統(tǒng)的函數(shù)，S-F系統(tǒng)間的通信通過(guò)消息傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)。S-F系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞通過(guò)消息傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)，Switch中有管理消息傳遞的程序。
下面將描述S-F系統(tǒng)間的消息傳遞機(jī)制。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的S-F系統(tǒng)間的消息傳遞機(jī)制的流程圖。其步驟如下在S-F系統(tǒng)本空間內(nèi)構(gòu)造消息(步驟S10)。
需要傳送消息的S-F系統(tǒng)調(diào)用Switch中的消息發(fā)送函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為源S-F系統(tǒng)的ID號(hào)和目的S-F系統(tǒng)的ID號(hào)。消息發(fā)送函數(shù)從發(fā)送消息的S-F系統(tǒng)處取得消息，放入Switch的系統(tǒng)中的消息隊(duì)列里等待處理(步驟S20)。
消息傳遞程序?qū)ο⑦M(jìn)行分析，通過(guò)消息的類型域判斷該消息是否是測(cè)試消息。如果是測(cè)試消息，查看接收消息的目的S-F系統(tǒng)待處理消息隊(duì)列是否為空，如果是空，則把該消息放到目的S-F系統(tǒng)待處理消息隊(duì)列中；如果不為空，則把這個(gè)消息丟棄。如果消息是數(shù)據(jù)消息，提取出數(shù)據(jù)，然后把消息放入S-F系統(tǒng)列表中相應(yīng)的S-F系統(tǒng)待處理消息隊(duì)列的末尾。圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的消息結(jié)構(gòu)圖(步驟S30)。
當(dāng)調(diào)度程序把CPU控制權(quán)交給一個(gè)S-F系統(tǒng)的時(shí)候，S-F系統(tǒng)就從待處理消息隊(duì)列中取到一個(gè)消息進(jìn)行處理(步驟S40)。
參見(jiàn)圖8，示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)一定功能的S-F系統(tǒng)以及Switch組成。S-F系統(tǒng)是由應(yīng)用程序和它需要調(diào)用的硬件訪問(wèn)和管理程序一起鏈接而成的，可以獨(dú)立完成一定的功能。傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中，應(yīng)用程序雖然可以和整體內(nèi)核中的硬件訪問(wèn)組件通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用于進(jìn)行效率較高的通信，但是這樣會(huì)造成內(nèi)核的龐大不易維護(hù)和管理；微內(nèi)核系統(tǒng)中應(yīng)用程序和內(nèi)核之外用戶態(tài)的硬件管理程序之間的通信都是通過(guò)消息來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是這樣對(duì)于效率的提高造成很大的困難。S-F系統(tǒng)可以在自己的系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的管理和訪問(wèn)，S-F系統(tǒng)之間只有一些較少的基于消息的數(shù)據(jù)傳遞。這種實(shí)現(xiàn)方法和微內(nèi)核相比，減少了很多消息傳遞的過(guò)程，可以提高效率。
每個(gè)S-F系統(tǒng)獨(dú)立地完成一定的功能，而不需要調(diào)用其他S-F系統(tǒng)的函數(shù)。當(dāng)任何一個(gè)S-F系統(tǒng)崩潰之后不會(huì)對(duì)其他的S-F系統(tǒng)造成影響，而且可以根據(jù)崩潰的S-F系統(tǒng)的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)，這樣增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和魯棒性?！败浛撮T狗”系統(tǒng)可以保證不需要處理數(shù)據(jù)的S-F系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)Switch也會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)。
Switch只負(fù)責(zé)S-F系統(tǒng)調(diào)度，監(jiān)控和系統(tǒng)間通信，不負(fù)責(zé)管理和訪問(wèn)硬件資源。實(shí)現(xiàn)功能簡(jiǎn)單，易于維護(hù)和修復(fù)；Switch不直接處理來(lái)自計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外部的數(shù)據(jù)，不易受到攻擊；而且即使Switch受到攻擊，也不容易造成整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的崩潰。
優(yōu)選地，因?yàn)镾-F系統(tǒng)之間不直接進(jìn)行消息傳遞，而是通過(guò)Switch進(jìn)行中轉(zhuǎn)，并且與傳統(tǒng)操作系統(tǒng)和微內(nèi)核相比消息傳遞的次數(shù)非常少，所以便于在Switch上建立對(duì)于所有傳遞的數(shù)據(jù)的監(jiān)控機(jī)制，提高系統(tǒng)的安全性。
優(yōu)選地，當(dāng)一個(gè)S-F系統(tǒng)被破壞后，通過(guò)Switch保存的該S-F系統(tǒng)的加電時(shí)初始狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)。這樣可使系統(tǒng)快速回復(fù)正常。
優(yōu)選地，S-F系統(tǒng)的代碼段和數(shù)據(jù)段在內(nèi)存中分別獨(dú)立地占用兩段空間，并且這兩段內(nèi)存空間是不連續(xù)的，代碼和數(shù)據(jù)的尋址分別通過(guò)各自的段選擇子和段內(nèi)偏移來(lái)實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選地，S-F系統(tǒng)可以運(yùn)行在不同的CPU級(jí)別上，通過(guò)硬件來(lái)進(jìn)行安全保護(hù)。
可選地，S-F系統(tǒng)可以是網(wǎng)口數(shù)據(jù)包過(guò)濾裝置、串口數(shù)據(jù)包過(guò)濾裝置、數(shù)據(jù)簽名裝置，其可實(shí)現(xiàn)一定的功能包括網(wǎng)口數(shù)據(jù)包過(guò)濾功能、串口數(shù)據(jù)包過(guò)濾功能、數(shù)據(jù)簽名功能。值得注意的是，這里的描述起到說(shuō)明本發(fā)明的目的，而不是限定本發(fā)明，本發(fā)明可包括完成其他功能的裝置，并可實(shí)現(xiàn)其他的功能。
這樣一種高效率、高安全性的系統(tǒng)很適合應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或者路由器等嵌入式設(shè)備中。值得注意的是，這里的描述起到說(shuō)明本發(fā)明的目的，而不是限定本發(fā)明，本發(fā)明可包括其他的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如防火墻、PC等。
根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由可以獨(dú)立完成一定功能的裝置以及交換裝置構(gòu)成。因?yàn)楠?dú)立處理裝置可以獨(dú)立的完成一定的功能包括對(duì)硬件資源的訪問(wèn)和管理，所以各個(gè)獨(dú)立處理裝置間只需要很少的通信，這樣設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)不是減小每次通信的時(shí)間，而是通過(guò)減少系統(tǒng)中多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的通信從根本上提高系統(tǒng)的效率。多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間通信次數(shù)減小，也有利于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行安全監(jiān)控，有利于提高系統(tǒng)的安全性。交換裝置只負(fù)責(zé)處理多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間基于消息的通信，并且對(duì)各個(gè)獨(dú)立處理裝置進(jìn)行調(diào)度。雖然交換裝置是整個(gè)系統(tǒng)的核心，但是它不管理任何硬件和軟件資源，完成的功能也很簡(jiǎn)單，代碼量很小，易于維護(hù)。另外，每個(gè)裝置都可以獨(dú)立地完成功能，所以當(dāng)一個(gè)裝置被破壞之后不會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，只需要對(duì)該裝置進(jìn)行恢復(fù)即可。因?yàn)楦鱾€(gè)裝置間的通信很少，所以交換裝置可以對(duì)裝置間傳送的消息數(shù)據(jù)進(jìn)行充分監(jiān)控。這樣一種效率高而且安全性很強(qiáng)又易于維護(hù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，尤其適合應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或者路由器中。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由可以獨(dú)立完成某些功能的獨(dú)立處理裝置以及用于這些獨(dú)立處理裝置的調(diào)度和這些獨(dú)立處理裝置之間消息傳遞的交換裝置構(gòu)成，每個(gè)獨(dú)立處理裝置可以獨(dú)立完成一定的功能，包括對(duì)硬件資源的訪問(wèn)和管理都可以在獨(dú)立處理裝置內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。每個(gè)獨(dú)立處理裝置都不需要調(diào)用其他獨(dú)立處理裝置的功能，也不提供被調(diào)用的接口，不同功能的獨(dú)立處理裝置之間的通信由消息傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)。交換裝置不管理計(jì)算機(jī)的硬件等計(jì)算機(jī)資源，只負(fù)責(zé)這些獨(dú)立處理裝置的調(diào)度和這些獨(dú)立處理裝置之間消息的傳遞。這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可以使用在嵌入式或者控制用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)獨(dú)立處理裝置，其中，每個(gè)所述獨(dú)立處理裝置均用于獨(dú)立完成對(duì)硬件資源的管理和訪問(wèn)以及實(shí)現(xiàn)一個(gè)應(yīng)用功能，并獨(dú)占所需硬件資源，所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的通信通過(guò)消息傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)；以及交換裝置，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置的調(diào)度、監(jiān)控、和實(shí)現(xiàn)所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的所述消息傳遞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述獨(dú)立處理裝置包括硬件管理和訪問(wèn)裝置；以及一個(gè)應(yīng)用裝置，用于調(diào)用硬件管理和訪問(wèn)裝置，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)應(yīng)用功能；所述獨(dú)立處理裝置是選自包括網(wǎng)口數(shù)據(jù)包過(guò)濾裝置、串口數(shù)據(jù)包過(guò)濾裝置、和數(shù)據(jù)簽名裝置的組中的一個(gè)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述獨(dú)立處理裝置包括代碼段和數(shù)據(jù)段，所述代碼段和所述數(shù)據(jù)段在內(nèi)存中分別獨(dú)立地占用兩段空間，代碼和數(shù)據(jù)的尋址分別通過(guò)各自的段選擇址和段內(nèi)偏移地址來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置運(yùn)行在不同的CPU級(jí)別上，通過(guò)硬件來(lái)進(jìn)行安全保護(hù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述交換裝置還用于監(jiān)控所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置，當(dāng)所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置中的一個(gè)出錯(cuò)時(shí)，所述交換裝置恢復(fù)所述出錯(cuò)的獨(dú)立處理裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述交換裝置包括調(diào)度器，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置的所述調(diào)度；消息傳遞器，用于實(shí)現(xiàn)所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的所述消息傳遞；監(jiān)控器，用于監(jiān)控所述多個(gè)獨(dú)立處理裝置；以及所述交換裝置還儲(chǔ)存待處理消息隊(duì)列和所述獨(dú)立處理裝置的參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述交換裝置中儲(chǔ)存的所述獨(dú)立處理裝置的所述參數(shù)包括所述獨(dú)立處理裝置在某個(gè)時(shí)間內(nèi)應(yīng)該處理完成所述消息的時(shí)間參數(shù)，以及所述獨(dú)立處理裝置的加電時(shí)初始狀態(tài)；當(dāng)所述獨(dú)立處理裝置在所述時(shí)間參數(shù)的時(shí)間范圍內(nèi)沒(méi)有處理完所述消息時(shí)，所述監(jiān)控器通過(guò)所述獨(dú)立處理裝置的所述加電時(shí)初始狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述交換裝置通過(guò)以下步驟進(jìn)行所述消息傳遞在所述獨(dú)立處理裝置的空間內(nèi)構(gòu)造消息；需要傳送消息的所述獨(dú)立處理裝置利用所述獨(dú)立處理裝置的ID以及目的獨(dú)立處理裝置的ID號(hào)作為參數(shù)，調(diào)用所述交換裝置中的所述消息傳遞器，所述消息傳遞器從發(fā)送消息的所述獨(dú)立處理裝置處取得消息，放入所述交換裝置的所述待處理消息隊(duì)列里等待處理；以及消息傳遞器對(duì)所述消息進(jìn)行分析，提取出數(shù)據(jù)內(nèi)容、長(zhǎng)度、和類型，然后根據(jù)所述類型、所述長(zhǎng)度、和目的獨(dú)立處理裝置的所述待處理消息隊(duì)列的情況，來(lái)確定把所述消息放入所述獨(dú)立處理裝置列表中相應(yīng)的所述獨(dú)立處理裝置的所述待處理消息隊(duì)列的末尾或者是拋棄所述消息或者調(diào)整所述時(shí)間參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述獨(dú)立處理裝置中還包括看門狗裝置，用于定時(shí)向選定的所述獨(dú)立處理裝置發(fā)送看門狗消息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括嵌入式或控制用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述嵌入式或控制用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括交換機(jī)、路由器、或網(wǎng)絡(luò)防火墻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括多個(gè)獨(dú)立處理裝置，其中，每個(gè)獨(dú)立處理裝置均用于獨(dú)立完成對(duì)硬件資源的管理和訪問(wèn)以及實(shí)現(xiàn)一個(gè)應(yīng)用功能，并獨(dú)占所需硬件資源，多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的通信通過(guò)消息傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)；以及交換裝置，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)獨(dú)立處理裝置的調(diào)度、監(jiān)控和實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立處理裝置之間的消息傳遞。
文檔編號(hào)H04L12/02GK1940874SQ200510107978
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者荊繼武, 楊慕涵, 王晶, 杜皎 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院研究生院