随着Internet在全球的普及,集群计算和网格计算环境日渐成熟,新应用类型不断涌现,所有这些都对操作系统的可扩展性提出了更高要求.当前国内外对操作系统的扩展性研究主要集中在设计新型的可扩展操作系统和对传统操作系统寻求扩展途径两个方面.新型可扩展操作系统正在研究,其广泛应用还需假以时日,因此寻求途径对传统操作系统进行扩展显得尤为重要.该文基于系统调用截获(SCI)对传统操作系统的扩展进行研究,阐述如何通过用户级程序而不修改操作系统源码实现操作系统扩展功能.通过对国内外相关课题调研和分析,采用Linux模块机制,重新设计了系统调用截获机制—Mod_tracer接口.与ptrace接口相比,该接口在对系统调用截获的控制上具有更高的细粒度,同时在灵活性、可靠性及安全性等方面也有明显的优势.其次,该文应用上述Mod_tracer接口,对操作系统扩展框架进行了探讨,提出了基于系统调用截获的模块级操作系统扩展框架,并在Linux系统上实现了一个原型系统.基于该原型系统,实现了用户级网络文件系统Ufo,证明了Mod_tracer底层接口的可行性,为进一步研究扩展框架奠定了基础.同时,通过Mod_tracer和ptrace接口对单个系统调用截获的时间数据分析,证明了Mod_tracer接口对系统调用截获具有更高的细粒度,并具备灵活、安全、可靠等优点.