A mikrokernel és a monolit kernel kétféle kernel az operációs rendszerben. A kernel az operációs rendszer fő része. Ennek eredményeként a kernel fontos kódja különböző memóriaterületeken tárolódik. A kernel kulcsfontosságú összetevő, mert fenntartja a teljes rendszer megfelelő működését. Kezeli a hardvert és a folyamatokat, a fájlkezelést és számos egyéb funkciót.

Ebben a cikkben a mikrokernelről és a monolit kernelről fogsz tudni. Mielőtt azonban a különbségekről beszélnénk, ismernie kell a mikrokernelt és a monolitikus kernelt.

Mi az a Microkernel?

A mikrokernel egy olyan kernel, amely lehetővé teszi az operációs rendszer testreszabását. Kiváltságos, és alacsony szintű címterület-kezelést is biztosít Folyamatközi kommunikáció (IPC) . Ezenkívül az operációs rendszer funkciói, például a virtuális memóriakezelő, a fájlrendszer és a CPU-ütemező a mikrokernelre épülnek. Minden szolgáltatásnak megvan a saját címtere a biztonság érdekében. Ráadásul minden alkalmazásnak megvan a maga címtere. Ennek eredményeként védelem van az alkalmazások, az OS-szolgáltatások és a kernel között.

Amikor egy alkalmazás szolgáltatást kér az operációs rendszer szolgáltatásaitól, az OS-szolgáltatások kommunikálnak egymással annak érdekében, hogy a kért szolgáltatást biztosítsák az alkalmazásnak. A folyamatok közötti kommunikáció (IPC) segíthet ennek a kommunikációnak a kialakításában. Összességében a mikrokernel alapú operációs rendszerek magas szintű bővíthetőséget kínálnak. Lehetőség van az operációs rendszer szolgáltatásainak testreszabására is, hogy megfeleljenek az alkalmazás igényeinek.

A Microkernel előnyei és hátrányai

A mikrokernelnek számos előnyei és hátrányai vannak. A mikrokernel előnyei és hátrányai a következők:

Előnyök

1. Ezek modulárisak, és több modul módosítható, újratölthető, cserélhető a kernel módosítása nélkül.
2. A mikrokernel architektúrája kicsi és elszigetelt, de lehet, hogy jobban működik.
3. A Microkernel rendszer egy sokoldalú technika, amelyben több szerver által megvalósított API-k egymás mellett létezhetnek.
4. A rendszer könnyebben bővíthető, mert a kernel megszakítása nélkül hozzáadható a rendszeralkalmazáshoz.
5. Új funkciókat ad hozzá újrafordítás nélkül.
6. A monolitikus rendszerekhez képest kevesebb rendszerösszeomlás történik.

Hátrányok

1. A mikrokernelben kontextuskapcsolóra van szükség, amikor az illesztőprogramok folyamatként futnak.
2. A mikrokernel rendszer teljesítménye változó lehet, és problémákat okozhat.
3. A mikrokernel szolgáltatások drágábbak, mint egy hagyományos monolitikus rendszerben.

Mi az a monolitikus kernel?

A monolitikus kernel kezeli a rendszer erőforrásait a rendszeralkalmazás és a rendszerhardver között. A mikrokernellel ellentétben a felhasználói és a kernelszolgáltatások ugyanabban a címtérben futnak. Növeli a kernel méretét és az operációs rendszer méretét is.

A monolitikus kernel CPU ütemezést, eszközkezelést, fájlkezelést, memóriakezelést, folyamatkezelést és egyéb operációs rendszer szolgáltatásokat kínál a rendszerhívásokon keresztül. Ezen összetevők mindegyike, beleértve a fájlkezelést és a memóriakezelést is, a kernelen belül található. A felhasználói és a kernelszolgáltatások ugyanazt a címteret használják, ami egy gyorsan futó operációs rendszert eredményez. Ennek a kernelnek az egyik hátránya, hogy ha a rendszer bármely folyamata vagy szolgáltatása meghibásodik, a teljes rendszer összeomlik. A teljes operációs rendszert módosítani kell ahhoz, hogy új szolgáltatást adjunk egy monolitikus kernelhez.

A monolitikus kernel előnyei és hátrányai

A monolit kernelnek számos előnyei és hátrányai vannak. A monolit kernel előnyei és hátrányai a következők:

Előnyök

1. A monolitikus kernel gyorsan fut a memóriakezelés, a fájlkezelés, a folyamatütemezés stb. miatt.
2. Az összes komponens közvetlenül kölcsönhatásba léphet egymással és a kernellel is.
3. Ez egyetlen hatalmas folyamat, amely teljes mértékben egyetlen címtéren belül fut.
4. Szerkezete könnyű és egyszerű. A kernel tartalmazza a feldolgozáshoz szükséges összes komponenst.

Hátrányok

1. Ha a felhasználónak új szolgáltatást kell hozzáadnia, a felhasználónak módosítania kell a teljes operációs rendszert.
2. A monolitikus operációs rendszerben írt kód portolása nem könnyű.
3. Ha valamelyik szolgáltatás meghibásodik, az egész rendszer meghibásodik.

Főbb különbségek a mikrokernel és a monolitikus kernel között

Itt megtudhatja a fő különbségeket a mikrokernel és a monolitikus kernel között. A mikrokernel és a monolitikus kernel közötti különbségek a következők:

1. A mikrokernel olyan kerneltípus, amely egy operációs rendszert valósít meg olyan módszerek biztosításával, mint az alacsony szintű címterület-kezelés, az IPC és a szálkezelés. Másrészt a monolitikus kernel olyan kerneltípus, amelyben a teljes operációs rendszer a kerneltérben fut.
2. A mikrokernel különböző címterekben futtat felhasználói és kernelszolgáltatásokat. Másrészt a monolitikus kernel a kernel és a felhasználói szolgáltatásokat is ugyanabban a címtérben futtatja. A mikrokernelekben csak olyan alapvető folyamatok zajlanak a kerneltérben, mint az IPC, a memóriakezelés és az ütemezés.
3. A mikrokernel végrehajtása lassabb, mert a rendszer alkalmazása és a hardver közötti kommunikáció üzenettovábbítással jön létre. Másrészt a monolitikus kernel végrehajtása gyorsabb, mivel a rendszerhívás létrehozza a rendszer alkalmazásának és hardverének kommunikációját.
4. A mikrokernelek az üzenetküldési sorokat használják az IPC eléréséhez. Másrészt a monolitikus kernelek foglalatokat és jeleket használnak az IPC eléréséhez.
5. A mikrokernel mérete kicsi, mint a monolitikus kernel, mivel csak a kernelszolgáltatások futnak a kernel címterében. Másrészt a monolitikus kernel mérete nagyobb, mivel mind a felhasználói, mind a kernelszolgáltatások ugyanabban a címtérben futnak.
6. A mikrokernelek biztonságosabbak, mint a monolit kernelek, mivel az operációs rendszer változatlan marad, ha egy szolgáltatás meghibásodik a mikrokernelben. Másrészt, ha egy szolgáltatás meghibásodik egy monolitikus kernelben, az egész rendszer meghibásodik.
7. A mikrokernel egyszerűen bővíthető, mivel új szolgáltatások kerülnek be a felhasználói címtérbe, amely elkülönül a kerneltértől, így a kernelt nem kell frissíteni. Másrészt a teljes kernelt frissíteni kell, ha új szolgáltatást használnak egy monolitikus kernelben.
8. A mikrokernel tervezésének kevesebb kódra van szüksége, ami kevesebb hibához vezet. Ezzel szemben a monolitikus kernel több kódot igényel, ami több hibához vezet.

Közös összehasonlítás a mikrokernel és a monolitikus kernel között

Itt megtudhatja a mikrokernel és a monolitikus kernel közvetlen összehasonlítását. A fő különbségek a mikrokernel és a monolitikus kernel között a következők:

Következtetés

Mindkét kernelarchitektúrának számos előnye és korlátja van. Tehát nincs egyszerű megoldás arra, hogy melyik a jobb, és melyiket kell használni. A célok és követelmények válassza ki a kernel stílusát. Más típusú kernelek nanokerneleket, hibrid magokat és exokerneleket tartalmaznak.