他在黑板上画了一个协议栈的层次图:“最底层是以太网驱动或者PPP驱动,往上是IP层和网络层,再往上是传输层TCP/UDP,最上面是应用层的Socket接口。这个协议栈的设计参考了BSD的TCP/IP实现,但做了大量的性能优化。“
“具体的优化措施是什么?“孙志远忍不住问。
“三个关键优化,“陆泽竖起三根手指,“第一,零拷贝技术。数据从网卡缓冲区到用户空间的过程中,尽量避免内存拷贝,通过页面映射让用户进程直接访问内核缓冲区。第二,连接池和缓冲区预分配。避免了频繁的内存分配和释放带来的开销。第三,自适应的重传超时算法。根据网络延迟的实时变化动态调整RTO值,比传统的固定超时策略效率高得多。“
报告厅里安静了。教授们你看看我,我看看你,很多人脸上的表情已经从最初的审视变成了震惊。
……
陆泽接着讲解第三层——图形界面层,也就是UI层。
“这是盘古系统最具创新性的部分,“陆泽说,“我们在LUNX内核之上构建了一套轻量级的图形界面系统,包括窗口管理器、事件驱动模型和双缓冲绘图引擎。“
他在黑板上画了一个窗口管理器的结构图:“窗口管理器负责管理所有窗口的创建、销毁、移动、缩放和层叠关系。每个窗口对应一个客户进程,窗口管理器通过进程间通信机制与客户进程交换事件和绘制指令。“
“事件驱动模型采用了消息队列的机制,“他继续解释,“键盘输入、鼠标移动、窗口切换等事件被封装成消息,放入目标窗口的消息队列中。窗口过程函数从队列中取出消息并处理。这种设计的好处是解耦了事件产生和事件处理,使得系统可以同时响应多个输入源。“
“中文显示方面,“陆泽的语气加重了一些,“这是我们投入精力最多的部分。中文字符集庞大,国家标准总局于1980年发布的GB2312标准收录了六千七百多个汉字,每个汉字的点阵数据是32字节。如果把所有汉字的点阵数据都常驻内存,需要超过200KB的空间,在内存有限的计算机上会造成很大的压力。“
他顿了顿,目光扫过台下的教授们:“所以我们设计了字体缓存机制——系统启动时只加载常用汉字的点阵数据,大约一千个高频字,占用约32KB内存。当需要显示不在缓存中的汉字时,从磁盘上的字体文件中动态加载,并利用算法管理缓存。这样既保证了显示速度,又控制了内存占用。“
“增量渲染是另一个关键优化,“陆泽说,“当窗口内容发生局部变化时,不需要重绘整个窗口,只需要重新渲染发生变化的部分。通过剪切区域的计算,我们可以精确地确定需要重绘的最小区域,大幅减少了绘图操作的开销。“
坐在后排的一位年轻讲师忍不住低声对旁边的同事说:“这个设计水平,比国外的视窗系统还要精细。“
旁边的同事微微点头,目光紧紧盯着讲台。
……
最后一部分是应用层。
陆泽在电脑前坐下,开始现场演示。“应用层包括三个核心组件——盘古文字处理器、盘古电子表格和盘古浏览器。“
他先打开了文字处理器,快速输入了一段包含中英文混排的文字。屏幕上,宋体字清晰美观,排版整齐。“文字处理器支持全中文界面、自动排版、表格嵌入、公式编辑和打印预览。全部用C语言开发,代码量约八万行。“
接着他打开了电子表格,演示了数据录入、公式计算和图表生成功能。“电子表格支持三百多个函数,包括数学函数、统计函数、日期函数和逻辑函数。图表类型包括折线图、柱状图、饼图和散点图。“
最后,他打开了浏览器。“浏览器基于我们自研的HTML解析引擎和渲染引擎。虽然目前的Inter在中国还处于萌芽阶段,但我们提前布局了Web技术。一旦校园网接入NCFC,师生们就可以通过盘古浏览器访问国际互联网。“
他点击了一个本地保存的HTML文件,屏幕上显示出一个排版精美的网页。“这是我为金陵大学计算机科学系设计的一个示例主页。等校园网建成后,可以在此基础上完善。“
孙志远看着屏幕上的网页,嘴角微微上扬。这个十岁的孩子,不仅技术了得,连宣传推广都想到了。
……
演示结束后,进入提问环节。
一位中年教授率先举手:“陆泽同学,我想问一个安全性方面的问题。盘古系统的多用户权限管理是怎么实现的?“
“盘古系统实现了基于UNIX风格的权限控制模型,“陆泽回答,“每个文件和目录都有三组权限位——所有者、同组用户和其他用户,每组权限包括读、写和执行。系统通过文件系统的权限位和进程的有效用户ID来判断访问权限。此外,我们还实现了审计日志功能,记录所有关键操作,便于事后追溯。“
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