Мікроядро та монолітне ядро ​​— це два типи ядер в операційній системі. Ядро є основною частиною ОС. У результаті важливий код ядра зберігається в різних областях пам’яті. Ядро є ключовим компонентом, оскільки воно підтримує належне функціонування всієї системи. Він керує обладнанням і процесами, обробкою файлів і кількома іншими функціями.

У цій статті ви дізнаєтесь про мікроядро та монолітне ядро. Але перш ніж обговорювати відмінності, ви повинні знати про мікроядро та монолітне ядро.

Що таке Microkernel?

Мікроядро — це тип ядра, який дозволяє налаштовувати ОС. Він є привілейованим і забезпечує керування адресним простором низького рівня, а також Комунікація між процесами (IPC) . Крім того, такі функції ОС, як менеджер віртуальної пам’яті, файлова система та планувальник ЦП, побудовані на основі мікроядра. Кожен сервіс має свій адресний простір, щоб зробити його безпечним. Крім того, кожна програма має свій адресний простір. У результаті існує захист між програмами, службами ОС і ядром.

матриця мовою c

Коли програма запитує службу від служб ОС, служби ОС спілкуються одна з одною, щоб надати запитану послугу додатку. Міжпроцесовий зв'язок (IPC) може допомогти у встановленні цього зв'язку. Загалом операційні системи на основі мікроядра пропонують високий рівень розширюваності. Також можна налаштувати служби операційної системи відповідно до потреб програми.

Переваги та недоліки Microkernel

Існують різні переваги та недоліки мікроядра. Деякі з переваг і недоліків мікроядра такі:

Переваги

1. Вони є модульними, і кілька модулів можна змінювати, перезавантажувати, замінювати без зміни ядра.
2. Архітектура мікроядра невелика та ізольована, але вона може працювати краще.
3. Система Microkernel — це універсальна техніка, у якій API, реалізовані кількома серверами, можуть співіснувати.
4. Систему можна розширити легше, оскільки її можна додати до системної програми без переривання ядра.
5. Він додає нові функції без перекомпіляції.
6. Порівняно з монолітними системами, тут менше системних збоїв.

Недоліки

1. Перемикач контексту потрібен у мікроядрі, коли драйвери запускаються як процеси.
2. Продуктивність системи мікроядра може бути змінною та спричиняти проблеми.
3. Послуги мікроядра дорожчі, ніж у традиційній монолітній системі.

Що таке монолітне ядро?

Монолітне ядро ​​керує системними ресурсами між системним додатком і апаратним забезпеченням системи. На відміну від мікроядра, служби користувача та ядра виконуються в одному адресному просторі. Це збільшує розмір ядра, а також збільшує розмір ОС.

Монолітне ядро ​​пропонує планування процесора, керування пристроями, керування файлами, керування пам’яттю, керування процесами та інші служби ОС за допомогою системних викликів. Усі ці компоненти, включаючи керування файлами та керування пам’яттю, розташовані в ядрі. Служби користувача та ядра використовують однаковий адресний простір, що забезпечує швидке виконання операційної системи. Одним з недоліків цього ядра є те, що якщо будь-який процес або служба системи виходить з ладу, вся система виходить з ладу. Вся операційна система повинна бути модифікована, щоб додати нову службу до монолітного ядра.

сортування масиву java

Переваги та недоліки монолітного ядра

Існують різні переваги та недоліки монолітного ядра. Деякі з переваг і недоліків монолітного ядра такі:

Переваги

1. Монолітне ядро ​​працює швидко через керування пам’яттю, керування файлами, планування процесів тощо.
2. Усі компоненти можуть безпосередньо взаємодіяти один з одним, а також із ядром.
3. Це єдиний величезний процес, який повністю виконується в одному адресному просторі.
4. Його конструкції легкі і прості. Ядро містить усі компоненти, необхідні для обробки.

Недоліки

1. Якщо користувачеві потрібно додати нову службу, користувачеві потрібно змінити всю операційну систему.
2. Перенести код, написаний у монолітну операційну систему, нелегко.
3. Якщо якась із служб виходить з ладу, вся система виходить з ладу.

Основні відмінності між мікроядром і монолітним ядром

Тут ви дізнаєтесь про основні відмінності між мікроядром і монолітним ядром. Різні відмінності між мікроядром і монолітним ядром:

глобальні змінні javascript

1. Мікроядро — це тип ядра, який реалізує операційну систему, надаючи методи, включаючи низькорівневе керування адресним простором, IPC і керування потоками. З іншого боку, монолітне ядро ​​— це тип ядра, в якому повна ОС працює в просторі ядра.
2. Мікроядро запускає служби користувача та ядра в різних адресних просторах. З іншого боку, монолітне ядро ​​запускає як ядро, так і служби користувача в одному адресному просторі. У мікроядрах лише важливі процеси, такі як IPC, керування пам’яттю та планування, відбуваються в просторі ядра.
3. Виконання мікроядра відбувається повільніше, оскільки зв'язок між програмою системи та апаратним забезпеченням встановлюється шляхом передачі повідомлень. З іншого боку, виконання монолітного ядра відбувається швидше, оскільки системний виклик встановлює зв’язок між системною програмою та обладнанням.
4. Мікроядра використовують черги обміну повідомленнями для досягнення IPC. З іншого боку, монолітні ядра використовують сокети та сигнали для досягнення IPC.
5. Розмір мікроядра менший, ніж у монолітного ядра, оскільки в адресному просторі ядра працюють лише служби ядра. З іншого боку, розмір монолітного ядра більший, оскільки служби користувача та ядра працюють в одному адресному просторі.
6. Мікроядра є більш безпечними, ніж монолітні ядра, тому що операційна система не змінюється, якщо служба мікроядра виходить з ладу. З іншого боку, якщо служба виходить з ладу в монолітному ядрі, вся система виходить з ладу.
7. Мікроядро легко розширити, оскільки нові служби додаються в адресний простір користувача, який відокремлений від простору ядра, і тому ядро ​​не потрібно оновлювати. З іншого боку, повне ядро ​​має бути оновлено, якщо нова служба використовується в монолітному ядрі.
8. Розробка мікроядра вимагає менше коду, що призводить до меншої кількості помилок. На відміну від цього, монолітне ядро ​​вимагає більше коду, що призводить до більшої кількості помилок.

Пряме порівняння між мікроядром і монолітним ядром

Тут ви дізнаєтесь про пряме порівняння мікроядра та монолітного ядра. Основні відмінності між мікроядром і монолітним ядром:

Висновок

Обидві архітектури ядра мають багато переваг і обмежень. Отже, немає простого рішення щодо того, що краще і яке потрібно використовувати. Цілі та вимоги повинні вибрати стиль ядра. Інші типи ядер мають наноядра, гібридні ядра та екзоядра.