相对于宏内核操作系统,微内核操作系统将操作系统的内核进行模块化,各模块之间通过进程间通信互相联系。这种模块化的设计方法带来了很大的灵活性,同时提高了安全性、稳定性与可靠性。这是操作系统发展的一种趋势。因此微内核技术也逐渐成为了研究的热点。当前微内核已发展到第二代,并且仅仅只是一个策略,没有真正的实现标准。影响其发展的最大因素就是性能低下。而导致性能低下的两个主要原因则是进程间通信的速度过慢和由此导致的地址空间切换过于频繁。如果能够将微内核性能提高到一定程度,微内核完全有能力取代宏内核,发挥其高灵活性、高安全性、高稳定性与高可靠性的优势。为了提高微内核的性能,本文着重对微内核的进程间通信进行研究,在研究的基础上从三个方面其做出了优化,并设计实现了自己的微内核操作系统——MyOS。本文的主要工作和成果如下:(1)本文对3个典型微内核操作系统Mach、Minix 3和L4进行了详细的研究。分析了这三个微内核操作系统的结构,并详细阐述了这三个微内核中的进程间通信。分别总结出这3个微内核中进程间通信的优缺点与影响性能的主要因素。(2)在对上述3个典型微内核研究的基础上,从三个方面分别对进程间通信进行了优化和改进,这三个方面分别是:对进程调度进行优化,引入快速映射与引入小地址空间。其中对进程调度进行优化的方法又分为了惰性调度以及直接进程切换两个方面。通过这些方法,使得微内核中进程间通信的性能有了很大的提高。(3)在对微内核进行研究与对进程间通信优化改进的基础上,本文提出了一个新的微内核设计方案,并在IA-32体系结构下设计开发出了自己的微内核操作系统——MyOS。(4)在MyOS下对进程间通信的性能进行了测试,并与Minix 3操作系统进行了对比。实验证明MyOS在在保证微内核的高可靠性与高稳定性的基础上,对系统整体性能有了很大的提高。下一步工作可以不断完善MyOS的内核功能与服务器组件,加强系统的安全性、可靠性与稳定性。