对Linux体系结构的一个设想-Linux基础
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对Linux体系结构的一个设想


  对Linux体系结构的这个设想来自于网上的一个讨论:为什么Linux的图形用户界面的运行效率比Windows的要低?答案是因为Windows系列操作系统的图形设备驱动是在核心态运行的,一部分图形引擎包含在核心中。而Linux系统中的图形界面只是一个普通的用户应用程序,需要通过中断总控程序进入核心态运行。

  体系结构对运行效率的影响

  Windows 2000/XP体系结构保证了图形用户界面运行时的高效,见图1所示。在图形用户界面系统中,经常有大量的数据在进程间传递,图形引擎包含了实现图形用户界面的基本函数,因而将图形引擎置入核心态运行,就保证了图形界面运行时的高效率。

  但同时这种体系结构也带来了问题。首先,微内核操作系统要求内核越小越好,但图形引擎部分包含了大量实现GUI的函数,要占用很大空间,也使操作系统的代码变得冗长复杂,给维护工作带来了困难。其次,一个安全的操作系统要求在核心态运行的进程越少越好,但是图形用户界面需要创建大量的进程,一旦其中的某一个进程出了问题,后果不堪设想。众多实例表明,安全性与性能相互制约。再者,在某些应用领域(如嵌入式应用),用户并不需要图形用户界面,或者希望自己定制图形用户界面。此时,这种体系就给移植和扩展工作带来了困难。Linux小巧的核心和源码的开放使得它具有良好的可移植性和可扩展性,因而能够应用到从大型计算机到手机等各种平台。



图1 Windows 2000/XP体系结构

  但是大部分PC用户并不明白,也不需要明白操作系统是如何工作的,而且对安全性的要求相对而言也较低。他们需要的是能够方便地操作计算机,这就需要操作系统能够向用户提供一个友好而又高效的图形用户界面。习惯于在Linux的字符控制台下工作的用户会发现,在控制台下工作的效率更高,但他们也会被公认为神秘且深不可测的“高手”。

  图形界面对Linux桌面市场发展非常重要

  对PC用户所需要的图形界面不够重视或许是Linux在桌面市场上裹足不前的重要原因。操作系统的一个重要功能是将用户从直接对计算机的操作抽象成一种更为人类所能理解和接受的操作。在Windows系列操作系统中抽象成用户对图标进行操作,这在操作系统的历史上堪称一次革命性的进步。Linux学习了Windows在这方面的优点,KDE和GNOME为用户提供了类似于Windows的图形界面。然而这些图形界面运行的效率不高,而且不稳定。

  长期以来,操作系统的设计者们都希望系统的内核尽可能的小(我在编译内核时也希望编译的结果越小越好),以提高性能。一些人因此游说别人回到高效的字符控制台下。但是,操作系统应当主动适应用户而不是用户来适应操作系统。既然PC用户需要的是图形界面,Linux就应当学习Windows体系结构的优点,从内核层次上支持图形用户界面。

  大多数Linux的发行版都分服务器版和应用于PC的桌面版。服务器版要求更高的安全性,而多数系统管理员也已适应在字符控制台下管理和维护计算机,因而我这种设想并不适用于服务器版(但是,从长远地看又有哪个系统管理员愿意整天面对死板的字符界面呢)。

  如果某个Linux桌面版将图形引擎置入核心,在短时间内会暴露一些问题,但经过一段时间的改进这些问题必将会得到解决,Linux也因此将在桌面市场站稳脚跟。

(责任编辑:西门吹风)
   
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