Обзор монолитного ядра против микроядра (μ-ядро)
В следующей статье приведено различие между монолитным ядром и микроядром. Давайте сначала посмотрим, что такое ядро? В современном мире мы все зависим от компьютеров и мобильных устройств и используем их в повседневной жизни. Задумывались ли вы, как эти крошечные устройства работают внутри? Вы когда-нибудь пытались понять операционную систему и случайно встретили термин «ядро» и задались вопросом, что это такое и откуда оно взято? Когда-нибудь пользовались мышью впервые и удивлялись тому, как компьютер распознает движение мыши? Вот где ядро вступает в игру.
Ядро - это программное обеспечение, которое образует слой между оборудованием и операционной системой. Это первая программа, которая загружается при запуске системы. Он управляет ресурсами памяти, ресурсами процессора и всеми процессами / задачами на любом компьютере. Все запросы к другим ресурсам проходят через ядро. Если мы хотим напечатать, инструкция печати обрабатывается ядром.
Каждый щелчок нашей мыши обрабатывается ядром. Если процессу требуется память для выполнения, это будет ядро, которое выделяет память. Он находится в центре каждой операции, выполняемой вашим компьютером. Он отвечает за управление памятью, сети, управление устройствами, файловые системы и многое другое. Каждая компьютерная система использует ядро. Все операционные системы, такие как Windows, Mac OS, Linux используют ядро. Оно не ограничивается только компьютерами, даже операционные системы вашего мобильного устройства, такие как Android, Windows Mobile и iOS, используют ядро.
Чем ядро отличается от операционной системы?
Ядро является частью операционной системы, или вы можете сказать, что это сердце операционной системы. Ядро, объединенное с полезными приложениями, становится операционной системой.
Здесь важно отметить, что операционная система состоит из двух частей:
- Пространство ядра (привилегированный режим)
- Пространство пользователя (непривилегированный режим)
Существуют разные типы ядра. Два основных типа:
- Монолитное ядро
- микроядра
Эти типы ядра разделены на основе того, как они управляют запросом от процесса (также известного как системные вызовы) и ресурсами. Монолитные ядра намного старше, чем микроядра. Микроядра были обнаружены в конце 1980-х годов.
Сравнение монолитного ядра с MicroKernel на равных
Ниже приведены 10 основных отличий между монолитным ядром и микроядром 
Ключевые различия между монолитным ядром и микроядром
Давайте обсудим некоторые из основных отличий между монолитным ядром и микроядром.
- Использование пространства для выполнения: Монолитное ядро выполняет все инструкции операционной системы в том же адресном пространстве, что и пространство ядра, тогда как Microkernel выполняет большинство системных инструкций в пространстве пользователя и только несколько в пространстве ядра. То есть в случае микроядра только важные процессы, такие как межпроцессное взаимодействие, планирование и управление памятью, происходят в пространстве ядра.
- Размер ядра: в Monolithic, поскольку все системные инструкции выполняются в пространстве ядра, это увеличивает общий размер ядра. Это также приводит к увеличению размера операционной системы.
- Скорость выполнения: монолитное ядро обеспечивает лучшую скорость по сравнению с микроядром, поскольку оно выполняет все инструкции в одном и том же адресном пространстве, что ускоряет выполнение. В случае микроядра, выполнение медленнее из-за дополнительных сообщений, проходящих между различными сервисами, работающими в разных адресных пространствах.
- Стабильность: если процесс падает в монолитном ядре, это приводит к остановке всей системы. Это связано с тем, что затрагиваются все процессы, работающие в одном и том же адресном пространстве. Принимая во внимание, что в случае микроядра из-за разделения работы системы между ядром и пользовательским пространством, сбой службы не влияет на другие службы.
- Межпроцессное взаимодействие. Монолитные ядра используют сигналы и сокеты для обеспечения межпроцессного взаимодействия, тогда как микроядры используют очереди сообщений для достижения того же.
- Расширяемость. Одним из основных различий между двумя типами ядра является расширяемость. Для добавления новых функций в монолитное ядро нужно будет перекомпилировать все ядро. Перекомпиляция приведет к увеличению потребления памяти и времени. С другой стороны, в случае микроядра сервисы изолированы друг от друга, так как он реализует очереди обмена сообщениями, делая его более гибким для добавления или удаления функций.
- Поддерживаемость: это похоже на расширяемость. Чтобы исправить любые ошибки в монолитном ядре, нужно было бы перекомпилировать все ядро. Принимая во внимание, что это не относится к микроядру.
- Отладка: сбой в привилегированном режиме, который является пространством ядра, может повредить сам отладчик. Из-за этого трудно отладить монолитное ядро по сравнению с микроядром.
- Безопасность: микроядра являются более безопасными по сравнению с монолитным ядром, поскольку монолитное ядро выполняет весь код в привилегированном режиме, увеличивая вероятность аварии.
Сравнение таблицы монолитного ядра и микроядра
Давайте обсудим основные различия между монолитным ядром и микроядром.
| Основа сравнения между монолитным ядром и микроядром | Монолитное ядро | микроядра |
| Стиль исполнения | Все процессы выполняются в пространстве ядра в привилегированном режиме. | Только самые важные процессы происходят в пространстве ядра. Все остальные процессы выполняются в пользовательском пространстве. |
| Размер | Размер ядра больше по сравнению с микроядром. | Размер ядра меньше по отношению к монолитному ядру. |
| скорость | Это обеспечивает более быстрое выполнение процессов. | Процесс выполняется медленнее. |
| стабильность | Один сбой процесса приведет к сбою всей системы. | Один сбой процесса не повлияет на другие процессы. |
| Межпроцессного взаимодействия | Используйте сигналы и розетки для достижения межпроцессного взаимодействия. | Используйте очереди сообщений для достижения межпроцессного взаимодействия. |
| растяжимость | Сложно продлить. | Легко расширяемый |
| Ремонтопригодность | Техническое обслуживание требует больше времени и ресурсов. | Легко обслуживаемый |
| отлаживать | Труднее отлаживать | Легче отлаживать |
| Безопасность | Менее безопасный. | Более безопасный |
| пример | Linux | Mac OS |
Вывод
Обе архитектуры ядра имеют свои плюсы и минусы. Поэтому нет однозначного ответа относительно того, какой из них лучше и его следует использовать. Стиль ядра должен выбираться в зависимости от потребностей и требований, которым нужно соответствовать. Несколько других типов ядер - гибридное ядро, наноядро, экзокерно
Рекомендуемые статьи
Это было руководство по монолитному ядру против MicroKernel. Здесь мы также обсудим основные различия между ядром монолитного ядра и микроядра с помощью инфографики и сравнительной таблицы. Вы также можете просмотреть наши другие предлагаемые статьи, чтобы узнать больше -
- Монолитное ядро
- Ubuntu против Windows 10
- Монолитное ядро
- Интервью по встроенной системе