Преглед на монолитно ядро срещу Microkernel (μ-ядро)
Следващата статия предоставя разлика между монолитно ядро срещу Microkernel. Нека първо да видим какво е Kernel? В днешния свят всички ние сме зависими от компютрите и мобилните устройства и ги използваме в ежедневието си. Замисляли ли сте се как тези мънички устройства работят вътрешно? Опитвали ли сте се някога да разберете операционна система и да се натъкнете на термина „ядро“ и да се чудите какво е или откъде се е появило? Някога използвали ли сте мишката за първи път и се забавлявахте как компютърът разпознава движението на мишката ви? Именно там влиза в игра Кернелът.
Ядрото е софтуер, който образува слой между хардуера и операционната система. Това е първата програма, която се зарежда при стартиране на системата. Той управлява ресурсите на паметта, ресурсите на процесора и всички процеси / задачи на всеки компютър. Всички заявки към други ресурси минават през ядрото. Ако искаме да отпечатаме, инструкцията за печат се обработва през ядрото.
Всяко щракване на мишката се обработва през ядрото. Ако процесът изисква памет, за да се изпълни, това е ядрото, което разпределя паметта. Той е в центъра на всяка операция, изпълнявана от вашия компютър. Той отговаря за управлението на паметта, работата в мрежа, контрола на устройствата, файловите системи, за да назовем само няколко. Всяка компютърна система използва ядро. Всички операционни системи като Windows, Mac OS, Linux използват ядрото. Това не се ограничава само до компютрите, дори вашите операционни системи за мобилни устройства като Android, Windows Mobile и iOS използват ядрото.
По какъв начин ядрото се различава от операционната система?
Ядрото е част от операционна система или бихте могли да го кажете сърцето на операционната система. Ядрото, сглобено с полезни приложения, става операционна система.
Важното, което трябва да се отбележи тук е, че операционна система се състои от две части:
- Пространството на ядрото (привилегирован режим)
- Потребителското пространство (непривилегирован режим)
Има различни видове ядро. Двата основни типа са:
- Монолитно ядро
- микрокърнъла
Тези типове ядро са разделени въз основа на това как управляват заявка от процес (известен също като системни обаждания) и ресурси. Монолитните ядра са много по-стари от микроядрите. Микрокернелите са открити в края на 80-те години.
Сравнение между главата на монолитно ядро срещу MicroKernel
По-долу са топ 10 разликите между Monolithic Kernel срещу MicroKernel 
Основни разлики между монолитно ядро срещу MicroKernel
Нека да обсъдим някои от основните разлики между Monolithic Kernel срещу MicroKernel.
- Използване на пространството за изпълнение: Monolithic ядрото изпълнява всички инструкции на операционната система в едно и също адресно пространство, в което е пространството на ядрото, докато Microkernel изпълнява по-голямата част от системните инструкции в потребителското пространство и само няколко в пространството на ядрото. Това е в случая на микрокенери, в пространството на ядрото се извършват само важни процеси като междупроцесова комуникация, планиране и управление на паметта.
- Размер на ядрото: В Monolithic, тъй като всички системни инструкции се изпълняват в пространството на ядрото, той увеличава общия размер на ядрото. Това води и до увеличаване на размера на операционната система.
- Скорост на изпълнение: Монолитното ядро осигурява по-добра скорост в сравнение с Microkernel, тъй като изпълнява всички инструкции в едно и също адресно пространство, което прави изпълнението по-бързо. В случая на Microkernel изпълнението е по-бавно поради преминаване на допълнителни съобщения между различните услуги, работещи в различни адресни пространства.
- Стабилност: Ако процес се срине в монолитно ядро, това води до спиране в цялата система. Това е така, защото всеки процес, работещ в едно и също адресно пространство, е засегнат. Като има предвид, че в случай на microkernel поради разделението на работата на системата между ядрото и потребителското пространство, сривът на услугата не засяга други услуги.
- Междупроцесова комуникация: Монолитните ядра използват сигнали и сокети за постигане на междупроцесова комуникация, докато микроядрите използват опашки за съобщения, за да постигнат същото.
- Разширяемост: Една от основните разлики между двата типа ядро е разширяемостта. За добавяне на нови функции към монолитно ядро трябва да прекомпилирате цялото ядро. Прекомпилирането би довело до повече памет и разход на време. От друга страна, в случая на микрокернела, услугите са изолирани една от друга, тъй като той реализира опашки за съобщения, което го прави по-гъвкав за добавяне или премахване на функции.
- Поддържане: Това е подобно на разширяемостта. За да се отстранят всички грешки в монолитното ядро, трябва да прекомпилирате цялото ядро. Като има предвид, че това не е така за microkernel.
- Отстраняване на грешки: Срив в привилегирования режим, който е пространство на ядрото, може да повреди самата грешка. Поради това е трудно да се отстрани грешката в монолитното ядро в сравнение с микрокенера.
- Сигурност: Микрокернелите са по-сигурни в сравнение с монолитното ядро, тъй като монолитното ядро изпълнява целия си код в привилегирован режим, увеличавайки шансовете за катастрофа.
Таблица за сравнение на монолитни ядки срещу Microkernel
Нека да обсъдим най-високите разлики между Monolithic Kernel срещу MicroKernel.
| Основа на сравнението между монолитно ядро срещу MicroKernel | Монолитно ядро | микрокърнъла |
| Стил на изпълнение | Всички процеси се изпълняват под пространството на ядрото в привилегирован режим. | Само най-важните процеси протичат в пространството на ядрото. Всички останали процеси се изпълняват в потребителското пространство. |
| размер | Размерът на ядрото е по-голям в сравнение с Microkernel. | Размерът на ядрото е по-малък по отношение на монолитното ядро. |
| скорост | Той осигурява по-бързо изпълнение на процесите. | Изпълнението на процеса е по-бавно. |
| стабилност | Единичен срив на процеса ще доведе до срив на цялата система. | Единична срив на процеса няма да окаже влияние върху други процеси. |
| Междупроцесова комуникация | Използвайте сигнали и гнезда, за да постигнете междупроцесова комуникация. | Използвайте опашки за съобщения, за да постигнете междупроцесова комуникация. |
| разтегаемост | Трудно се разширява | Лесно разтегаем. |
| ремонтопригодност | Поддръжката отнема повече време и ресурси. | Лесно поддържаеми |
| Debug | По-трудно за отстраняване на грешки | По-лесно за отстраняване на грешки |
| Сигурност | По-малко сигурни. | По-сигурно |
| пример | Linux | Mac OS |
заключение
И двете архитектури на ядрото са със собствен набор от плюсове и минуси. Следователно няма категоричен отговор кой е по-добър и трябва да се използва. Стилът на ядрото трябва да бъде избран въз основа на нуждите и изискванията, които човек трябва да отговаря. Няколко други вида ядра са хибридното ядро, нанокернелът, екзокернелът.
Препоръчителни статии
Това е ръководство за Monolithic Kernel vs MicroKernel. Тук също обсъждаме ключовите разлики на Monolithic Kernel vs MicroKernel с инфографиката и таблицата за сравнение. Можете да разгледате и другите ни предложени статии, за да научите повече -
- Монолитно ядро
- Ubuntu срещу Windows 10
- Монолитно ядро
- Въпроси за вградено системно интервю