TechCodeview

Mikrokernel i monolitni kerneli dvije su vrste kernela u operativnom sustavu. Kernel je glavni dio OS-a. Kao rezultat toga, važan kod kernela je pohranjen u različitim memorijskim prostorima. Kernel je ključna komponenta jer održava pravilno funkcioniranje kompletnog sustava. Upravlja hardverom i procesima, rukovanjem datotekama i nekoliko drugih funkcija.

visina pomaka

U ovom ćete članku naučiti o mikrojezgri i monolitnoj jezgri. Ali prije rasprave o razlikama, morate znati o mikrojezgri i monolitnoj jezgri.

Što je Microkernel?

Mikrojezgra je vrsta jezgre koja dopušta prilagodbu OS-a. Privilegiran je i pruža upravljanje adresnim prostorom niske razine kao i Međuprocesna komunikacija (IPC) . Nadalje, OS funkcije poput upravitelja virtualne memorije, datotečnog sustava i CPU planera izgrađene su na vrhu mikrojezgre. Svaka usluga ima svoj adresni prostor kako bi bila sigurna. Štoviše, svaka aplikacija ima svoj adresni prostor. Kao rezultat, postoji zaštita između aplikacija, OS usluga i kernela.

Kada aplikacija zatraži uslugu od OS usluga, OS usluge međusobno komuniciraju kako bi aplikaciji pružile traženu uslugu. Međuprocesna komunikacija (IPC) može pomoći u uspostavljanju te komunikacije. Općenito, operativni sustavi temeljeni na mikrojezgri nude visoku razinu proširivosti. Također je moguće prilagoditi usluge operativnog sustava kako bi zadovoljile potrebe aplikacije.

Prednosti i nedostaci Microkernela

Postoje razne prednosti i nedostaci mikrojezgre. Neke od prednosti i nedostataka mikrojezgre su sljedeće:

Prednosti

1. Oni su modularni, a nekoliko modula se može modificirati, ponovno učitati, zamijeniti bez modificiranja kernela.
2. Arhitektura mikrojezgre je mala i izolirana, ali može bolje funkcionirati.
3. Microkernel sustav je svestrana tehnika u kojoj API-ji implementirani na nekoliko poslužitelja mogu koegzistirati.
4. Sustav se može lakše proširiti jer se može dodati u sistemsku aplikaciju bez prekidanja kernela.
5. Dodaje nove značajke bez ponovnog prevođenja.
6. U usporedbi s monolitnim sustavima, manje je padova sustava.

Nedostaci

1. Prekidač konteksta potreban je u mikrojezgri kada se upravljački programi pokreću kao procesi.
2. Performanse sustava mikrojezgri mogu biti promjenjive i uzrokovati probleme.
3. Mikrokernel usluge su skuplje nego u tradicionalnom monolitnom sustavu.

Što je Monolitni Kernel?

Monolitna jezgra upravlja resursima sustava između sistemske aplikacije i hardvera sustava. Za razliku od mikrojezgre, usluge korisnika i jezgre pokreću se u istom adresnom prostoru. Povećava veličinu kernela i također povećava veličinu OS-a.

Monolitna jezgra nudi raspoređivanje CPU-a, upravljanje uređajima, upravljanje datotekama, upravljanje memorijom, upravljanje procesima i druge OS usluge putem sistemskih poziva. Sve te komponente, uključujući upravljanje datotekama i upravljanje memorijom, nalaze se unutar kernela. Korisnički i kernel servisi koriste isti adresni prostor, što rezultira operativnim sustavom koji se brzo izvršava. Jedan nedostatak ove jezgre je da ako bilo koji proces ili usluga sustava zakaže, cijeli sustav pada. Cijeli operativni sustav mora se modificirati kako bi se dodala nova usluga monolitnoj jezgri.

Prednosti i nedostaci monolitnog kernela

Postoje razne prednosti i nedostaci monolitnog kernela. Neke od prednosti i nedostataka monolitnog kernela su sljedeće:

Prednosti

1. Monolitni kernel radi brzo zbog upravljanja memorijom, upravljanja datotekama, planiranja procesa itd.
2. Sve komponente mogu izravno komunicirati jedna s drugom, a također i s kernelom.
3. To je jedan ogroman proces koji se u potpunosti izvršava unutar jednog adresnog prostora.
4. Njegove strukture su lake i jednostavne. Kernel sadrži sve komponente potrebne za obradu.

Nedostaci

1. Ukoliko korisnik treba dodati novu uslugu, korisnik mora modificirati cijeli operativni sustav.
2. Nije lako prenijeti kod napisan u monolitnom operativnom sustavu.
3. Ako bilo koja od usluga zakaže, cijeli sustav pada.

Glavne razlike između mikrokernela i monolitnog kernela

Ovdje ćete naučiti glavne razlike između Microkernela i Monolithic Kernela. Razne razlike između Microkernela i Monolithic Kernela su sljedeće:

1. Mikrokernel je tip kernela koji implementira operativni sustav pružanjem metoda, uključujući upravljanje adresnim prostorom niske razine, IPC i upravljanje nitima. S druge strane, monolitna jezgra je vrsta jezgre u kojoj cijeli OS radi u prostoru jezgre.
2. Mikrokernel pokreće korisničke i kernel usluge u različitim adresnim prostorima. S druge strane, monolitni kernel pokreće i kernel i korisničke usluge u istom adresnom prostoru. U mikrojezgri se samo bitni procesi poput IPC-a, upravljanja memorijom i planiranja odvijaju u prostoru jezgre.
3. Izvršenje mikrojezgre je sporije jer se komunikacija između aplikacije sustava i hardvera uspostavlja prosljeđivanjem poruka. S druge strane, izvođenje monolitnog kernela je brže jer sistemski poziv uspostavlja komunikaciju aplikacije sustava i hardvera.
4. Mikrojezgre koriste redove slanja poruka za postizanje IPC-a. S druge strane, monolitne jezgre koriste utičnice i signale za postizanje IPC-a.
5. Veličina mikrokernela manja je od monolitnog kernela jer samo usluge kernela rade u adresnom prostoru kernela. S druge strane, veličina monolitne jezgre je veća jer se i korisničke i kernel usluge izvode u istom adresnom prostoru.
6. Mikrojezgre su sigurnije od monolitnih jezgri jer operativni sustav ostaje nepromijenjen ako usluga u mikrojezgri zakaže. S druge strane, ako usluga zakaže u monolitnoj jezgri, cijeli sustav pada.
7. Mikrojezgru je jednostavno proširiti jer se nove usluge dodaju u korisnički adresni prostor, koji je odvojen od prostora jezgre, pa jezgru nije potrebno ažurirati. S druge strane, kompletan kernel mora se ažurirati ako se nova usluga koristi u monolitnom kernelu.
8. Projektiranje mikrojezgre zahtijeva manje koda koji dovodi do manje grešaka. Nasuprot tome, monolitna jezgra zahtijeva više koda koji dovodi do više pogrešaka.

Usporedba između Microkernela i Monolithic Kernela

Ovdje ćete naučiti izravnu usporedbu Microkernela i Monolithic Kernela. Glavne razlike između Microkernela i Monolithic Kernela su sljedeće:

Zaključak

Obje arhitekture kernela imaju mnoge prednosti i ograničenja. Dakle, ne postoji jednostavno rješenje koje je bolje i koje se mora koristiti. Ciljevi i zahtjevi trebaju odabrati stil kernela. Ostale vrste jezgri imaju nanojezgre, hibridne jezgre i egzokenele.