Mikrokernel a monolitické jadrá sú dva typy jadier v operačnom systéme. Jadro je hlavnou súčasťou OS. V dôsledku toho je dôležitý kód jadra uložený v rôznych pamäťových priestoroch. Jadro je kľúčovou súčasťou, pretože udržuje správne fungovanie celého systému. Spravuje hardvér a procesy, prácu so súbormi a niekoľko ďalších funkcií.

V tomto článku sa dozviete o mikrokerneli a monolitickom jadre. Ale predtým, než budete diskutovať o rozdieloch, musíte vedieť o mikrojadre a monolitickom jadre.

Čo je Microkernel?

Mikrokernel je typ jadra, ktorý umožňuje prispôsobenie operačného systému. Je privilegovaný a poskytuje aj správu adresného priestoru na nízkej úrovni Medziprocesová komunikácia (IPC) . Okrem toho funkcie operačného systému, ako je správca virtuálnej pamäte, súborový systém a plánovač CPU, sú postavené na mikrokerneli. Každá služba má svoj adresný priestor, aby bola zabezpečená. Okrem toho má každá aplikácia svoj adresný priestor. Výsledkom je ochrana medzi aplikáciami, službami OS a jadrom.

Keď aplikácia požaduje službu od služieb OS, služby OS navzájom komunikujú, aby poskytli požadovanú službu aplikácii. Pri vytváraní tejto komunikácie môže pomôcť medziprocesová komunikácia (IPC). Celkovo operačné systémy založené na mikrokerneli ponúkajú vysokú úroveň rozšíriteľnosti. Je tiež možné prispôsobiť služby operačného systému potrebám aplikácie.

Výhody a nevýhody mikrojadra

Existujú rôzne výhody a nevýhody mikrojadra. Niektoré z výhod a nevýhod mikrojadra sú nasledovné:

Výhody

1. Sú modulárne a niekoľko modulov je možné upraviť, znovu načítať, nahradiť bez úpravy jadra.
2. Architektúra mikrojadra je malá a izolovaná, ale môže fungovať lepšie.
3. Systém Microkernel je všestranná technika, v ktorej môžu súčasne existovať rozhrania API implementované niekoľkými servermi.
4. Systém môže byť rozšírený jednoduchšie, pretože môže byť pridaný do systémovej aplikácie bez prerušenia jadra.
5. Pridáva nové funkcie bez rekompilácie.
6. V porovnaní s monolitickými systémami je menej zlyhaní systému.

Nevýhody

národnosť peta davidsona

1. Keď sú ovládače spustené ako procesy, v mikrokerneli je potrebný kontextový prepínač.
2. Výkon systému mikrojadra môže byť premenlivý a spôsobovať problémy.
3. Služby mikrojadra sú drahšie ako v tradičnom monolitickom systéme.

Čo je to monolitické jadro?

Monolitické jadro spravuje prostriedky systému medzi systémovou aplikáciou a hardvérom systému. Na rozdiel od mikrojadra sú služby používateľa a jadra spustené v rovnakom adresnom priestore. Zväčšuje veľkosť jadra a tiež zvyšuje veľkosť OS.

Monolitické jadro ponúka plánovanie CPU, správu zariadení, správu súborov, správu pamäte, správu procesov a ďalšie služby OS prostredníctvom systémových volaní. Všetky tieto komponenty, vrátane správy súborov a správy pamäte, sú umiestnené v jadre. Používateľské služby a služby jadra používajú rovnaký adresný priestor, čo vedie k rýchlemu spusteniu operačného systému. Jednou nevýhodou tohto jadra je, že ak niektorý proces alebo služba systému zlyhá, celý systém sa zrúti. Aby sa do monolitického jadra pridala nová služba, musí byť upravený celý operačný systém.

Výhody a nevýhody monolitického jadra

Existujú rôzne výhody a nevýhody monolitického jadra. Niektoré z výhod a nevýhod monolitického jadra sú nasledovné:

Výhody

dátové štruktúry java

1. Monolitické jadro beží rýchlo vďaka správe pamäte, správe súborov, plánovaniu procesov atď.
2. Všetky komponenty môžu interagovať priamo medzi sebou navzájom a tiež s jadrom.
3. Je to jeden obrovský proces, ktorý sa vykonáva úplne v rámci jedného adresného priestoru.
4. Jeho štruktúry sú ľahké a jednoduché. Jadro obsahuje všetky komponenty potrebné na spracovanie.

Nevýhody

1. Ak používateľ potrebuje pridať novú službu, používateľ musí upraviť celý operačný systém.
2. Nie je ľahké preniesť kód napísaný v monolitickom operačnom systéme.
3. Ak niektorá zo služieb zlyhá, zlyhá celý systém.

Hlavné rozdiely medzi mikrokernelom a monolitickým jadrom

Tu sa dozviete hlavné rozdiely medzi mikrokernelom a monolitickým jadrom. Rôzne rozdiely medzi mikrokernelom a monolitickým jadrom sú nasledovné:

1. Mikrokernel je typ jadra, ktorý implementuje operačný systém poskytovaním metód vrátane správy nízkoúrovňového adresného priestoru, IPC a správy vlákien. Na druhej strane, monolitické jadro je typom jadra, v ktorom celý OS beží v priestore jadra.
2. Mikrokernel prevádzkuje služby používateľa a jadra v rôznych adresných priestoroch. Na druhej strane, monolitické jadro prevádzkuje služby jadra aj používateľov v rovnakom adresnom priestore. V mikrojadrách sa v priestore jadra odohrávajú iba základné procesy ako IPC, správa pamäte a plánovanie.
3. Vykonávanie mikrojadra je pomalšie, pretože komunikácia medzi aplikáciou systému a hardvérom je nadviazaná odoslaním správy. Na druhej strane je spustenie monolitického jadra rýchlejšie, pretože systémové volanie nadviaže komunikáciu systémovej aplikácie a hardvéru.
4. Mikrojadrá používajú fronty správ na dosiahnutie IPC. Na druhej strane, monolitické jadrá používajú zásuvky a signály na dosiahnutie IPC.
5. Veľkosť mikrojadra je menšia ako u monolitického jadra, pretože v adresnom priestore jadra bežia iba služby jadra. Na druhej strane je veľkosť monolitického jadra väčšia, pretože služby používateľa aj jadra bežia v rovnakom adresnom priestore.
6. Mikrojadrá sú bezpečnejšie ako monolitické jadrá, pretože operačný systém sa nezmení, ak služba v mikrokerneli zlyhá. Na druhej strane, ak služba zlyhá v monolitickom jadre, zlyhá celý systém.
7. Mikrokernel sa jednoducho rozširuje, pretože nové služby sa pridávajú do priestoru užívateľských adries, ktorý je oddelený od priestoru jadra, a preto nie je potrebné aktualizovať jadro. Na druhej strane, ak sa v monolitickom jadre používa nová služba, musí sa aktualizovať celé jadro.
8. Navrhovanie mikrojadra potrebuje menej kódu, čo vedie k menšiemu počtu chýb. Na rozdiel od toho, monolitické jadro vyžaduje viac kódu, čo vedie k väčšiemu počtu chýb.

Vzájomné porovnanie medzi mikrojadrom a monolitickým jadrom

Tu sa dozviete priame porovnanie medzi Microkernelom a Monolithic Kernelom. Hlavné rozdiely medzi mikrokernelom a monolitickým jadrom sú nasledovné:

Záver

Obe architektúry jadra majú mnoho výhod a obmedzení. Neexistuje teda jednoduché riešenie, čo je lepšie a treba ho použiť. Ciele a požiadavky by si mali zvoliť štýl jadra. Iné typy jadier majú nanojadrá, hybridné jadrá a exokernely.