JP5976046B2 - オペレ−ティングシステム構成装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、オペレ−ティングシステムに関し、より詳細には、オペレ−ティングシステムの領域を分離し、オペレ−ティングシステムの信頼性を保証することができるオペレ−ティングシステム構成装置及び方法に関する。

オペレ−ティングシステム（ＯＳ）は、メモリ、プロセス、入出力装置及びネットワークのようなハードウェア及びシステム資源を効率的に制御し管理することによって、情報処理装置を利用するユーザにプログラムを便利に使用することができる環境を提供するシステムソフトウェアである。

オペレ−ティングシステムは、カーネル（ｋｅｒｎｅｌ）で構成され、ハードウェアまたはシステム資源を効率的に管理する機能とシステム資源を基盤として応用プログラムを効率的に運用する機能を行うことができる。

ここで、一般的に、カーネルは、モジュールの構成方式によってモノリシックカーネルまたはマイクロカーネルに区分することができる。

モノリシックカーネル（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｋｅｒｎｅｌ）方式は、オペレ−ティングシステムのすべての機能を１つのモジュールに実現し、同一のメモリ空間内で動作するようにオペレ−ティングシステムを構成する方式である。

図１は、従来のモノリシックカーネル方式で実現されたオペレ−ティングシステムを説明する例示図である。
図１を参照すると、モノリシックカーネル方式を利用するオペレ−ティングシステム１００は、資源の割り当てを管理する資源割り当て管理者１１０、資源の解除を管理する資源解除管理者１２０及び資源のアクセスを管理する資源アクセス管理者１３０を１つのモジュールに構成し、システム資源１４０を管理することができる。

したがって、応用プログラムで要求するシステム資源１４０に対する管理及びシステム資源１４０を使用する応用プログラムの運用が同一のアドレス空間内で行われることができる。
このような、オペレ−ティングシステム１００の構成は、オペレ−ティングシステム１００の性能を向上させるという点で現在オペレ−ティングシステムを構成するのに選好される傾向にある。

しかし、システム資源１４０を管理する機能と応用プログラムを運用する機能がいずれも同一のアドレス空間内に実現されるので、オペレ−ティングシステムの一部分が毀損されれば、全体システムに問題が発生することができるという点で保安に脆弱であるという短所がある。

これにより、オペレ−ティングシステムの最小限の機能のみをカーネルに実現し、残りのオペレ−ティングシステムの機能は、カーネル外部のユーザモードで実行されるようにカーネルを小型化することによって、オペレ−ティングシステムの保安性を向上させるマイクロカーネル（ｍｉｃｒｏ ｋｅｒｎｅｌ）方式が提案された。

図２は、従来のマイクロカーネル方式で実現されたオペレ−ティングシステムを説明する例示図である。
図２を参照すると、マイクロカーネル方式を利用するオペレ−ティングシステム１００は、オペレ−ティングシステム１００の機能別にモジュールを分離して構成されるので、それぞれのモジュール別に独立的なアドレス空間を提供することができる。

例えば、機能♯３モジュールと連動した資源１４１と、機能♯４モジュールと連動した資源１４３とは、独立的なアドレス空間が提供される。

これにより、応用プログラムがシステム資源にアクセスするためには、ファイルシステムモジュールに要請し、さらにファイルシステムモジュールは、記憶装置駆動器モジュールに要請をする様々な段階のモジュール間の通信を要求することができる。

このようなオペレ−ティングシステム１００の構成は、オペレ−ティングシステムの機能によって独立的なアドレス空間を提供するので、オペレ−ティングシステムの特定機能が実現されたモジュールに問題が発生しても、全体システムには影響を及ぼさないという点でシステム保安性が高い。

但し、オペレ−ティングシステムの各機能が独立的に実現されているので、様々な段階のモジュール間の通信が要求され、オペレ−ティングシステム性能の低下が生じ得るという点で問題がある。

前述のような問題点を解決するために本発明の目的は、従来のモノリシックカーネル方式及びマイクロカーネル方式を結合してオペレ−ティングシステムを構成することによって、オペレ−ティングシステムの性能を向上させると同時に、高い保安性をサポートできるオペレ−ティングシステム構成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、システム資源を管理する機能と応用プログラムを運用する機能を分離してオペレ−ティングシステムに実現することによって、システム資源を効率的に管理すると同時に、オペレ−ティングシステムに対する信頼性を向上させることができるオペレ−ティングシステム構成方法を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明の一態様によるオペレ−ティングシステム構成装置は、オペレ−ティングシステム内の第１領域において、オペレ−ティングシステムと連動するシステム資源に対する制御権限を付与することによってシステム資源を管理するシステム資源管理部と、第１領域から独立した第２領域において、システム資源管理部によって管理されるシステム資源を活用して応用プログラムを実行させるシステム運用部とを含む。

ここで、第１領域と第２領域とは、モノリシックカーネルの分離した領域にそれぞれ実現され、独立的な機能を行うことができる。

ここで、システム資源管理部は、応用プログラムによって要求するシステム資源を割り当てて、応用プログラムの識別情報及び応用プログラムに割り当てられたシステム資源に対する情報を生成する資源割り当てモジュールを含むことができる。

ここで、システム資源管理部は、応用プログラムの識別情報及びシステム資源に対する情報が提供され、応用プログラム識別情報に相当するシステム資源に対する情報をマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）することによってアクセス制御情報を生成し、生成されたアクセス制御情報を記録するアクセス制御情報ＤＢを含むことができる。

ここで、システム資源管理部は、応用プログラムによるシステム資源に対する解除の要求により、アクセス制御情報ＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ）に記録されたアクセス制御情報に基づいて、応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報をアクセス制御情報ＤＢで削除する資源解除モジュールを含むことができる。

ここで、システム資源管理部は、応用プログラムによる、システム資源に対するアクセスの要請により、アクセス制御情報ＤＢに記録されたアクセス制御情報に基づいて、応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報がアクセス制御情報ＤＢに記録されているか否かを確認することによって、システム資源に対するアクセスを制御する資源アクセスモジュールを含むことができる。

ここで、システム資源管理部は、応用プログラムを構成するプロセスの手順を決定するスケジューリング（ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）を提供することができる。

ここで、システム運用部は、応用プログラムでアクセス可能なシステム資源を仮想化して生成されたシステム資源に対するアクセスアドレスを利用して応用プログラムを実行させることができる。

ここで、システム資源は、応用プログラムの実行に利用される入出力装置、記憶装置及び演算装置のうち少なくとも１つを含むことができる。

また、前記他の目的を達成するための本発明の一態様によるオペレ−ティングシステム構成方法は、オペレ−ティングシステム内の第１領域において、オペレ−ティングシステムと連動するシステム資源に対する制御権限を付与することによってシステム資源を管理する段階と、第１領域から独立した第２領域において、システム資源を活用して応用プログラムを実行させる段階とを含む。

ここで、システム資源を管理する段階及び応用プログラムを実行させる段階は、モノリシックカーネルの分離した領域で行うことができる。

ここで、システム資源を管理する段階は、応用プログラムで要求するシステム資源を割り当てて、応用プログラムに相当する割り当てられたシステム資源に対する情報をマッピングして生成されたアクセス制御情報を記録することができる。

ここで、システム資源を管理する段階は、応用プログラムでシステム資源に対するアクセスの要請によって、記録されたアクセス制御情報に基づいてアクセスが要請されたシステム資源に対する応用プログラムのアクセス権限の可否を確認することができる。

ここで、システム資源を管理する段階は、応用プログラムでシステム資源に対する解除の要請によって、記録されたアクセス制御情報に基づいて応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報を削除することができる。

ここで、システム資源を管理する段階は、応用プログラムを構成するプロセスの手順を決定するスケジューリングを提供することができる。

ここで、応用プログラムを実行させる段階は、応用プログラムでアクセス可能なシステム資源を仮想化して生成されたシステム資源に対するアクセスアドレスを利用して応用プログラムを実行させることができる。

前述したような本発明の実施形態によるオペレ−ティングシステム構成装置及び方法によれば、従来のモノリシックカーネル方式とマイクロカーネル方式を結合することによって、オペレ−ティングシステムの性能を向上させると同時に、高い保安性をサポートすることができる。

また、オペレ−ティングシステムのシステム資源を管理する機能と応用プログラムを運用する機能を分離して構成するので、システム資源に対する無欠性を保証することができ、オペレ−ティングシステムに対する信頼性を向上させることができる。

図１は、従来のモノリシックカーネル方式で実現されたオペレ−ティングシステムを説明する例示図である。 図２は、従来のマイクロカーネル方式で実現されたオペレ−ティングシステムを説明する例示図である。 図３は、本発明の一実施形態によるオペレ−ティングシステム構成装置を示すブロック図である。 図４は、本発明の一実施形態によるオペレ−ティングシステム構成装置の動作を説明する例示図である。 図５は、本発明の一実施形態によるアクセス制御情報を説明する例示図である。 図６は、本発明の一実施形態によるオペレ−ティングシステム構成方法を説明するフローチャートである。 図７は、本発明の一実施形態によるシステム資源に対する応用プログラムのアクセスを制御することを説明するフローチャートである。

本発明は多様な変更を行うことができ、さまざまな実施形態を有することができるところ、特定の実施形態を図面に例示し詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物や代替物を含むものと理解されなければならない。各図面を説明しながら類似の参照符号を類似の構成要素に対して使用した。

第１、第２、Ａ、Ｂなどの用語は、多様な構成要素を説明するのに使用されうるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけで使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、第１構成要素は、第２構成要素として命名されることができ、同様に、第２構成要素は、第１構成要素として命名されることができる。及び／またはという用語は、複数の関連した記載された項目の組み合わせまたは複数の関連した記載された項目のうちいずれかの項目を含む。

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるか、または「接続されて」いると言及されたときには、他の構成要素に直接的に連結されているかまたは接続されていることもできるが、中間に他の構成要素が存在することもできると理解されなければならない。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるか、または「直接接続されて」いると言及されたときには、中間に他の構成要素が存在しないものと理解されなければならない。

本出願で使用した用語は、ただ特定の実施形態を説明するために使用されたもので、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解されなければならない。

別途定義されない限り、技術的や科学的用語を含んでここで使用されるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に使用される辞書に定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものと解釈されなければならないし、本発明で明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味として解釈されない。

以下、本発明の一実施形態でオペレ−ティングシステム構成装置及び方法は、ユーザ、応用プログラム、オペレ−ティングシステム及びハードウェアで構成されるコンピュータ、スマートホン、タブレットパソコン、サーバーのような情報処理装置のオペレ−ティングシステムにおいて実現できる。

ここで、オペレ−ティングシステム（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；ＯＳ）は、応用プログラムとハードウェアとの間で応用プログラムの実行に要求される入出力装置、ネットワーク装置、演算装置及び記憶装置のようなハードウェアまたはシステム資源を効率的に管理する機能と、システム資源を基盤として応用プログラムを効率的に運用する機能を行うことができるが、これに限定されるものではない。

また、オペレ−ティングシステムは、カーネルで構成することができ、カーネルは、構成によってモノリシックカーネル（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｋｅｒｎｅｌ）とマイクロカーネル（ｍｉｃｒｏ ｋｅｒｎｅｌ）とに区分される。

ここで、モノリシックカーネル方式は、オペレ−ティングシステムのすべての機能を同一のアドレス空間に１つのモジュールで構成することによって、オペレ−ティングシステムの性能を向上させることができ、マイクロカーネル方式は、オペレ−ティングシステムの機能別にモジュール化し、独立的なアドレス空間を提供することによって、オペレ−ティングシステムの保安能力を向上させることができる。

応用プログラムは、オペレ−ティングシステムで提供するユーザインターフェースを通じて情報処理装置を使用するユーザの特定の要求を行うことができるように作成されたアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）だけでなく、オペレ−ティングシステムで実行され得るすべてのソフトウェアを意味する。

また、システム資源は、オペレ−ティングシステムと連動して、応用プログラムの実行に利用される入出力装置、記憶装置及び演算装置のうち少なくとも１つのハードウェアを含むことができる。

ここで、入出力装置は、オペレ−ティングシステムで提供するユーザインターフェースによって、応用プログラムに対する実行要求をユーザから入力することができるマウス、ペン、キーボード、タッチスクリーンと、応用プログラムの実行過程及び実行結果をユーザに提供することができるプリンター、モニター、スピーカーのようなハードウェア装置を意味するが、これに限定されるものではない。

また、演算装置は、応用プログラムのプロセスを処理するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔｓ）とＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔｓ）及びＧＰＧＰＵ（Ｇｅｒｎｅｒａｌ−Ｐｕｒｐｏｓｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｏｎ ＧＰＵ）を含むことができる。

記憶装置は、演算装置内に内蔵されているバッファー（ｂｕｆｆｅｒ）、キャッシュ（ｃａｃｈｅ）とＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びフラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）を含むが、これに限定されるものではない。

以下、本発明による好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施形態によるオペレ−ティングシステム構成装置を示すブロック図である。
図３を参照すると、オペレ−ティングシステム構成装置３００は、システム資源管理部３１０及びシステム運用部３６０を含んで構成されることができる。

オペレ−ティングシステム構成装置３００は、情報処理装置を構成するオペレ−ティングシステム内に実現されることができ、システム資源を管理する機能が実現される領域と応用プログラムの実行機能が実現される領域とで分離することができる。

ここで、応用プログラムは、オペレ−ティングシステムで提供するユーザインターフェースによって、情報処理装置を使用するユーザの特定の要求を行えるように作成されたアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）だけでなく、オペレ−ティングシステムで実行され得るすべてのソフトウェアを意味するが、これに限定されるものではない。

システム資源管理部３１０は、オペレ−ティングシステム内の第１領域にオペレ−ティングシステムと連動するシステム資源を管理することができる。

また、システム運用部３６０は、オペレ−ティングシステムの第１領域から独立した第２領域に、システム資源管理部によって管理されるシステム資源を活用して応用プログラムを実行させることができる。

ここで、第１領域と第２領域は、モノリシックカーネルの分離した領域に実現され、独立的な機能を行うことができる。

具体的に、性能に優れたモノリシックカーネルの方式を利用してオペレ−ティングシステムを構成し、且つシステム資源を管理する機能と応用プログラムを実行させる機能を第１領域と第２領域に分離して実現することによって、オペレ−ティングシステムの機能別にモジュールを分離するマイクロカーネルの方式を結合することができる。

これにより、オペレ−ティングシステム構成装置３００は、モノリシックカーネル方式の性能の優秀性とマイクロカーネル方式のシステム保安性を同時にサポートするオペレ−ティングシステムを実現することができる。

システム資源に対する制御権限は、システム資源管理部３１０に付与され、システム資源管理部３１０は、システム資源に対するアクセスを制御することができる。

システム資源管理部３１０は、資源割り当てモジュール３２０、資源解除モジュール３３０、資源アクセスモジュール３４０及びアクセス制御情報ＤＢ ３５０を含んで構成されることができる。

資源割り当てモジュール３２０は、応用プログラムで要求するシステム資源を割り当てて、応用プログラムの識別情報及び応用プログラムに割り当てられたシステム資源に対する情報を生成することができる。

この際、アクセス制御情報ＤＢ ３５０は、応用プログラムで要求するシステム資源が割り当てられるときに生成される応用プログラムの識別情報とシステム資源に対する情報が提供される。これにより、アクセス制御情報ＤＢ ３５０は、応用プログラム識別情報に相当するシステム資源に対する情報をマッピングすることによって生成されるアクセス制御情報を記録することができる。

応用プログラムでシステム資源に対する解除を要求すれば、アクセス制御情報ＤＢに記録されたアクセス制御情報に基づいて、資源解除モジュール３３０により応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報を削除することができる。

ここで、システム資源を解除することは、応用プログラムでシステム資源に対する使用が完了するか、または優先順位が高い他の応用プログラムを実行するためにオペレ−ティングシステムでシステム資源を意図的に回収する過程を意味するが、これに限定されるものではない。

資源アクセスモジュール３４０は、応用プログラムが特定システム資源に対するアクセスを要請すれば、アクセス制御情報に基づいて応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報が存在するか否かを確認することによって、システム資源に対するアクセスを制御することができる。

例えば、アクセス制御情報に基づいて応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報が存在すれば、応用プログラムで要求するシステム資源へのアクセスを許容することができる。

また、システム資源管理部３１０は、応用プログラムの実行のためのプロセスの手順を決定するスケジューリングを提供することができる。

ここで、スケジューリングは、プロセスの動作手順及びシステム資源の使用手順を適切に運用し、マルチプログラミングが実現できるように、システムの負荷を調節することができるオペレ−ティングシステムの資源管理機能を意味する。

すなわち、システム資源管理部３１０は、オペレ−ティングシステムの機能のうちシステム資源に対する制御権限を基盤としてシステム資源を管理するかまたはアクセスを制御する機能を実現することができる。

ここで、システム資源は、オペレ−ティングシステムと連動して応用プログラムの実行に利用される入出力装置、記憶装置及び演算装置のうち少なくとも１つを含むことができる。

また、装置間、プロセス間及び情報処理装置間の通信のためのネットワーク装置をさらに含むことができる。

システム運用部３６０は、システム資源管理部３１０に実現された資源管理機能を除いたオペレ−ティングシステムの全般的な機能が実現できる。

具体的に、システム運用部３６０は、応用プログラムでアクセスが許容されたシステム資源を仮想化し、システム資源に対するアクセスアドレスを生成することによって、システム資源に対する応用プログラムのアクセスを制御できるようにする。

システム資源に対するアクセスアドレスとは、応用プログラムで使用できるようにアクセスが許容されたシステム資源の論理アドレス（ｌｏｇｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓ）を意味する。

ここで、システム資源の論理アドレスだけでは、実際システム資源にアクセスすることができないので、実際システム資源にアクセスするためには、記憶管理装置（Ｍｅｍｏｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ；ＭＭＵ）のようなアドレス変換装置を利用してシステム資源の論理アドレス（ｌｏｇｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓ）を物理アドレス（ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓ）に変換することができる。

図４は、本発明の一実施形態によるオペレ−ティングシステム構成装置の動作を説明する例示図であり、図５は、本発明の一実施形態によるアクセス制御情報を説明する例示図である。

図４及び図５を参照すると、オペレ−ティングシステム１００内にシステム資源管理部３１０及びシステム運用部３６０に分離したオペレ−ティングシステム構成装置３００は、システム資源１４０を管理して応用プログラムを実行させることができる。

ここで、システム資源管理部３１０は、オペレ−ティングシステムの機能のうちシステム資源に対する制御権限を基盤としてシステム資源を管理するかまたはアクセスを制御する資源管理機能を実現することができる。

また、システム運用部３６０は、システム資源管理部３１０に実現された資源管理機能を除いたオペレ−ティングシステムの全般的な機能が実現できる。

応用プログラムでシステム資源１４０に対する割り当てを要請すれば、システム資源管理部３１０の資源割り当てモジュール３２０は、応用プログラムで要求するシステム資源１４０を割り当てて、応用プログラム識別情報及びシステム資源の識別情報を生成することができる。

アクセス制御情報は、図５に示すように、資源割り当てモジュール３２０で生成された応用プログラム識別情報及びシステム資源に対する情報に基づいて、応用プログラム識別情報に相当する応用プログラムで要求したシステム資源に対する情報をマッピングすることによって記録できる。

ここで、応用プログラムの識別情報は、応用プログラムの固有識別番号及び識別ＩＤを含むことができ、システム資源に対する情報は、システム資源に対する物理アドレス（ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓ）を意味するが、これに限定されるものではない。

すなわち、アクセス制御情報は、応用プログラムの固有識別番号または識別ＩＤとシステム資源の物理アドレスに対応してテーブル形式で記録できる。

この際、システム運用部３６０は、応用プログラムに割り当てられたシステム資源を仮想化し、システム資源に対するアクセスアドレス３６１を生成して、応用プログラムを実行させることができる。

ここで、システム資源に対するアクセスアドレス３６１とは、応用プログラムで使用できるようにアクセスが許容されたシステム資源の論理アドレス（ｌｏｇｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓ）を意味する。

例えば、応用プログラムでシステム資源の論理アドレスを利用してシステム資源に対するアクセスが試みられば、システム資源管理部３１０内の記憶管理装置（Ｍｅｍｏｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ；ＭＭＵ）のようなアドレス変換装置を利用してシステム資源に対する論理アドレスを物理アドレスに変換することによって、実際システム資源１４０に対するアクセスを制御することができる。

これにより、システム資源管理部３１０の資源アクセスモジュール３４０では、アクセス制御情報に基づいて応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報が存在するか否かを確認することによって、システム資源に対する応用プログラムのアクセスを制御することができる。

もし、応用プログラムがシステム資源１４０に対する解除を要請すれば、システム資源管理部３１０の資源解除モジュール３３０は、アクセス制御情報ＤＢ ３５０に記録されたアクセス制御情報から応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報を削除することができる。

ここで、システム資源を解除することは、応用プログラムでシステム資源に対する使用が完了するか、または優先順位が高い他の応用プログラムを実行するために、オペレ−ティングシステムでシステム資源を回収することを意味する。

図６は、本発明の一実施形態によるオペレ−ティングシステムの構成方法を説明するフローチャートである。
図６を参照すると、オペレ−ティングシステム内の第１領域において、オペレ−ティングシステムと連動するシステム資源を管理する段階Ｓ１００と、オペレ−ティングシステムの第２領域において、システム資源を活用して応用プログラムを実行させる段階Ｓ２００とを含むことができる。

ここで、システム資源を管理する段階Ｓ１００及び応用プログラムを実行させる段階Ｓ２００は、モノリシックカーネル（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｋｅｒｎｅｌ）の分離した領域で行われる。

すなわち、性能に優れたモノリシックカーネルを利用してオペレ−ティングシステムを構成し、且つシステム資源を管理する機能と、応用プログラムを実行させる機能とを第１領域と第２領域に分離して実現することによって、システム保安性を高めることができるマイクロカーネルの方式を結合できる。

これにより、モノリシックカーネル方式の性能の優秀性とマイクロカーネルの保安能力とを同時にサポートできるオペレ−ティングシステムを実現することができる。

システム資源を管理する段階Ｓ１００は、応用プログラムで要求するシステム資源を割り当てて、応用プログラムに相当する、割り当てられたシステム資源に対する情報をマッピング）して生成されたアクセス制御情報を記録することができる。

また、応用プログラムによるシステム資源に対するアクセスの要請によって、アクセス制御情報に基づいてアクセスが要請されたシステム資源に対する応用プログラムのアクセス権限の可否を確認することができる。

これにより、応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報が存在すれば、応用プログラムのアクセスを許容することができる。

システム資源を管理する段階Ｓ１００は、応用プログラムによるシステム資源に対する解除の要請によって、アクセス制御情報に基づいて応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報を削除することができる。

この際、システム資源を解除することは、応用プログラムでシステム資源に対する使用が完了するか、または優先順位が高い他の応用プログラムを実行するためにオペレ−ティングシステムでシステム資源を回収することを意味するが、これに限定されるものではない。

システム資源を管理する段階Ｓ１００は、応用プログラムの実行のためのプロセスの手順を決定するスケジューリング（ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）を提供することができる。

ここで、スケジューリングとは、プロセスの動作手順及びシステム資源の使用手順を適切に運用し、マルチプログラミングが実現できるように、システムの負荷を調節することができるオペレ−ティングシステムの資源管理機能を意味する。

システム資源を管理する第１領域と分離した第２領域において、第１領域で管理されたシステム資源を活用して応用プログラムを実行させることができる（Ｓ２００）。

具体的に、応用プログラムでアクセスが許容されたシステム資源を仮想化し、システム資源に対するアクセスアドレスを生成することによって、応用プログラムを実行させることができる（Ｓ２００）。

ここで、システム資源に対するアクセスアドレスは、応用プログラムで使用できるようにアクセスが許容されたシステム資源の論理アドレス（ｌｏｇｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓ）を意味する。

図７は、本発明の一実施形態によるシステム資源に対する応用プログラムのアクセスを制御することを説明するフローチャートである。
図７を参照すると、応用プログラムでシステム資源に対するアクセスが要請されると（Ｓ３００）システム資源に対する応用プログラムのアクセス権限を確認し（Ｓ４００）、アクセスを制御することができる。

例えば、応用プログラムからシステム資源の論理アドレスに、システム資源に対するアクセスが要請することができる（Ｓ３００）。

この際、システム資源管理部３１０内の記憶管理装置（Ｍｅｍｏｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ；ＭＭＵ）のようなアドレス変換装置は、システム資源に対する論理アドレスを物理アドレスに変換できる。

これにより、あらかじめ記録されたアクセス制御情報に基づいて応用プログラムの識別情報に相当するシステム資源に対する情報の存在有無を確認できる（Ｓ４００）。

ここで、あらかじめ記録されたアクセス制御情報は、応用プログラム識別情報に相当する応用プログラムで要求したシステム資源に対する情報をマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）することによって記録できる。

アクセス制御情報に記録された応用プログラムの識別情報は、応用プログラムの固有識別番号及び識別ＩＤを含むことができ、システム資源に対する情報は、システム資源に対する物理アドレス（ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓ）を意味するが、これに限定されるものではない。

したがって、アクセス制御情報に基づいて応用プログラム識別情報に相当する応用プログラムで要求したシステム資源に対する情報が存在すれば、アクセスを許容することができる（Ｓ４１０）。

一方、アクセス制御情報に応用プログラム識別情報に相当する応用プログラムで要求したシステム資源に対する情報が存在しない場合、システム資源へのアクセスを拒否することができる（Ｓ４２０）。

前述したような本発明の実施形態によるオペレ−ティングシステム構成装置及び方法によれば、従来のモノリシックカーネル方式とマイクロカーネル方式とを結合することによって、オペレ−ティングシステムの性能を向上させると同時に、高い保安性を支援することができる。

また、オペレ−ティングシステムのシステム資源を管理する機能と応用プログラムを運用する機能とを分離して構成するので、システム資源に対する無欠性を保証することができ、オペレ−ティングシステムに対する信頼性を向上させることができる。

前記において、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練された当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解することができる。

１００ オペレ−ティングシステム
１１０ 資源割り当て管理者
１２０ 資源解除管理者
１３０ 資源アクセス管理者
１４０ システム資源
１４１ 機能♯３と連動した資源
１４３ 機能♯４と連動した資源
３００ オペレ−ティングシステム構成装置
３１０ システム資源管理部
３２０ 資源割り当てモジュール
３３０ 資源解除モジュール
３４０ 資源アクセスモジュール
３５０ アクセス制御情報ＤＢ
３６０ システム運用部
３６１ システム資源に対するアクセスアドレス

Claims (14)

1. オペレーティングシステム内の第１領域において、応用プログラムで要求するシステム資源に対する割り当て、解除及びアクセスを制御することにより、前記システム資源を管理するシステム資源管理部と、
   前記第１領域から独立した第２領域において、前記システム資源管理部によって管理される前記システム資源を活用して応用プログラムを実行させるシステム運用部と、を含み、
   前記オペレーティングシステムをモノリシックカーネル（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｋｅｒｎｅｌ）方式が用いるメモリアドレス空間で構成した後、
   前記モノリシックカーネル（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｋｅｒｎｅｌ）方式で構成されるメモリアドレス空間を分離して、前記第１領域と前記第２領域のそれぞれに割り当てて、
   前記第１領域と前記第２領域のそれぞれに割り当てられたメモリアドレス空間において、前記第１領域と前記第２領域のそれぞれに相当する機能が果たせるようにするマイクロカーネル（ｍｉｃｒｏ ｋｅｒｎｅｌ）方式を用いることを特徴とする、オペレーティングシステム構成装置。
2. 前記システム資源管理部は、
   前記応用プログラムが要求する前記システム資源を割り当てて、前記応用プログラムの識別情報及び前記応用プログラムに割り当てられたシステム資源に対する情報を生成する資源割り当てモジュールを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオペレーティングシステム構成装置。
3. 前記システム資源管理部は、
   前記応用プログラムの識別情報及び前記システム資源に対する情報を提供されて、前記応用プログラム識別情報に相当する前記システム資源に対する情報をマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）することによってアクセス制御情報を生成し、前記生成されたアクセス制御情報を記録するアクセス制御情報ＤＢを含むことを特徴とする、請求項２に記載のオペレーティングシステム構成装置。
4. 前記システム資源管理部は、
   前記応用プログラムによる前記システム資源に対する解除の要求によって、前記アクセス制御情報に基づいて前記アクセス制御情報ＤＢから、前記応用プログラムの識別情報に相当する前記システム資源に対する情報を削除する資源解除モジュールを含むことを特徴とする、請求項３に記載のオペレーティングシステム構成装置。
5. 前記システム資源管理部は、
   前記応用プログラムによる前記システム資源に対するアクセスの要請によって、前記アクセス制御情報に基づいて、前記応用プログラムの識別情報に相当する前記システム資源に対する情報が記録されているか否かを確認することにより、前記システム資源に対するアクセスを制御する資源アクセスモジュールを含むことを特徴とする、請求項３に記載のオペレーティングシステム構成装置。
6. 前記システム資源管理部は、
   前記応用プログラムを構成するプロセスの手順を決定するスケジューリング（ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）を提供することを特徴とする、請求項１に記載のオペレーティングシステム構成装置。
7. 前記システム運用部は、
   前記応用プログラムでアクセス可能な前記システム資源を仮想化して生成された前記システム資源に対する論理アドレスを利用して、前記システム資源に対するアクセスが要請されると、アドレス変換装置が前記システム資源に対する論理アドレスを前記システム資源に対する物理アドレスに変換することにより、前記応用プログラムを実行させることを特徴とする、請求項１に記載のオペレーティングシステム構成装置。
8. 前記システム資源は、
   前記応用プログラムの実行に利用される入出力装置、記憶装置及び演算装置のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオペレーティングシステム構成装置。
9. オペレーティングシステム構成装置で行われるオペレーティングシステム構成方法において、
   前記オペレーティングシステム内の第１領域により、応用プログラムで要求するシステム資源に対する割り当て、解除及びアクセスを制御することにより、前記システム資源を管理する段階と、
   前記第１領域とは独立した第２領域により、前記システム資源を活用して応用プログラムを実行させる段階と、を含み、
   前記オペレーティングシステムをモノリシックカーネル（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｋｅｒｎｅｌ）方式が用いるメモリアドレス空間で構成した後、
   前記モノリシックカーネル（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｋｅｒｎｅｌ）方式で構成されるメモリアドレス空間を分離して、前記第１領域と前記第２領域のそれぞれに割り当てて、
   前記第１領域と前記第２領域のそれぞれに割り当てられたメモリアドレス空間において、前記第１領域と前記第２領域のそれぞれに相当する機能が果たせるようにするマイクロカーネル（ｍｉｃｒｏ ｋｅｒｎｅｌ）方式を用いることを特徴とする、
   オペレーティングシステム構成方法。
10. 前記システム資源を管理する段階は、
    前記応用プログラムが要求する前記システム資源を割り当てて、前記応用プログラムに相当する前記割り当てられたシステム資源に対する情報をマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）して生成されたアクセス制御情報を記録することを特徴とする、請求項９に記載のオペレーティングシステム構成方法。
11. 前記システム資源を管理する段階は、
    前記応用プログラムによる前記システム資源に対するアクセスの要請によって、前記アクセス制御情報に基づいて前記アクセスが要請された前記システム資源に対する前記応用プログラムのアクセス権限可否を確認することを特徴とする、請求項１０に記載のオペレーティングシステム構成方法。
12. 前記システム資源を管理する段階は、
    前記応用プログラムによる前記システム資源に対する解除の要請によって、前記アクセス制御情報に基づいてアクセス制御情報ＤＢから、前記応用プログラムの識別情報に相当する前記システム資源に対する情報を削除することを特徴とする、請求項１０に記載のオペレーティングシステム構成方法。
13. 前記システム資源を管理する段階は、
    前記応用プログラムを構成するプロセスの手順を決定するスケジューリング（ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）を提供することを特徴とする、請求項９に記載のオペレーティングシステム構成方法。
14. 前記応用プログラムを実行させる段階は、
    前記応用プログラムでアクセス可能な前記システム資源を仮想化して生成された前記システム資源に対する論理アドレスを利用して前記システム資源に対するアクセスが要請されると、アドレス変換装置が前記システム資源に対する論理アドレスを前記システム資源に対する物理アドレスに変換することにより、前記応用プログラムを実行させることを特徴とする、請求項９に記載のオペレーティングシステム構成方法。