Prehľad monolitického jadra verzus mikrokernel (μ-jadro)
Nasledujúci článok poskytuje rozdiel medzi monolitickým jadrom a mikrokernelom. Pozrime sa najskôr, čo je jadro? V dnešnom svete sme všetci závislí od počítačov a mobilných zariadení a používame ich v každodennom živote. Premýšľali ste niekedy, ako tieto malé zariadenia interne fungujú? Skúsili ste niekedy porozumieť operačnému systému a narazíte na pojem „jadro“ a pýtate sa, z čoho alebo odkiaľ pochádza? Už ste niekedy použili myš prvýkrát a bavili ste sa tým, ako počítač rozpoznáva pohyb myši? Tu prichádza do hry jadro.
Jadro je softvér, ktorý vytvára vrstvu medzi hardvérom a operačným systémom. Je to prvý program, ktorý sa načíta pri spustení systému. Spravuje pamäťové prostriedky, prostriedky CPU a všetky procesy / úlohy na ľubovoľnom počítači. Všetky požiadavky na iné zdroje prechádzajú jadrom. Ak chceme tlačiť, tlačová inštrukcia sa spracuje cez jadro.
Každé kliknutie našej myši je spracované cez jadro. Ak proces vyžaduje spustenie pamäte, bude to jadro, ktoré alokuje pamäť. Je v centre každej operácie vykonávanej vaším počítačom. Je zodpovedný za správu pamäte, sieťovanie, kontrolu zariadení, systémy súborov. Každý počítačový systém používa jadro. Všetky operačné systémy ako Windows, Mac OS, Linux používajú jadro. Nie je to obmedzené iba na počítače, dokonca aj operačné systémy vašich mobilných zariadení, ako sú Android, Windows Mobile a iOS, používajú jadro.
Ako sa líši jadro od operačného systému?
Jadro je súčasťou operačného systému alebo by ste mohli povedať, že je jadrom operačného systému. Jadro spojené s užitočnými aplikáciami sa stáva operačným systémom.
Dôležité je poznamenať, že operačný systém sa skladá z dvoch častí:
- Priestor jadra (privilegovaný režim)
- Užívateľský priestor (neprivilegovaný režim)
Existujú rôzne typy jadra. Sú to dva hlavné typy:
- Monolitické jadro
- MicroKernel
Tieto typy jadra sú oddelené na základe toho, ako spravujú požiadavku z procesu (známeho tiež ako systémové volania) a zdrojov. Monolitické jadrá sú omnoho staršie ako mikrok jadrá. Mikrokruhy boli objavené koncom osemdesiatych rokov.
Porovnanie Head to Head medzi monolitickým jadrom a MicroKernel
Nižšie je uvedených 10 najlepších rozdielov medzi monolitickým jadrom a MicroKernelom 
Kľúčové rozdiely medzi monolitické jadro vs Microkernel
Poďme diskutovať o niektorých hlavných rozdieloch medzi monolitickým jadrom a MicroKernelom.
- Využitie priestoru na vykonanie: Monolitické jadro spúšťa všetky pokyny operačného systému v rovnakom adresnom priestore, aký predstavuje priestor jadra, zatiaľ čo program Mikrokernel spúšťa väčšinu systémových pokynov v užívateľskom priestore a iba niekoľko v jadre. To je v prípade mikrok jadier iba dôležité procesy, ako napríklad medziprocesová komunikácia, plánovanie a správa pamäte, prebiehajú v jadre.
- Veľkosť jadra: V monolitickom režime, pretože všetky systémové pokyny sa vykonávajú v rámci priestoru jadra, zväčšuje sa celková veľkosť jadra. To vedie tiež k zväčšeniu veľkosti operačného systému.
- Rýchlosť vykonania: Monolitické jadro poskytuje lepšiu rýchlosť v porovnaní s Microkernel, pretože spúšťa všetky pokyny pod rovnakým adresným priestorom, čo urýchľuje vykonávanie. V prípade Microkernel je vykonávanie pomalšie kvôli ďalším správam prenášaným medzi rôznymi službami bežiacimi v rôznych adresných priestoroch.
- Stabilita: Ak proces havaruje v monolitickom jadre, má za následok zastavenie celého systému. Dôvodom je, že to ovplyvní každý proces bežiaci v rovnakom adresnom priestore. Zatiaľ čo v prípade mikrok jadra v dôsledku rozdelenia prevádzky systému medzi jadro a užívateľský priestor, zlyhanie služby neovplyvní iné služby.
- Medziprocesová komunikácia: Monolitické jadrá využívajú signály a zásuvky na dosiahnutie medziprocesovej komunikácie, zatiaľ čo mikro jadrá využívajú fronty správ na ich dosiahnutie.
- Rozšíriteľnosť: Jedným z hlavných rozdielov medzi dvoma typmi jadier je rozšíriteľnosť. Na pridanie nových funkcií do monolitického jadra by bolo potrebné prekompilovať celé jadro. Rekompilácia by viedla k väčšej spotrebe pamäte a času. Na druhej strane, v prípade mikrokrokla sú služby izolované od seba navzájom, pretože implementujú fronty správ, čo umožňuje flexibilnejšie pridávanie alebo odstraňovanie funkcií.
- Udržateľnosť: Je to podobné rozšíriteľnosti. Aby bolo možné opraviť chyby v monolitickom jadre, bolo by potrebné prekompilovať celé jadro. Keďže to tak nie je v prípade mikrokrokla.
- Ladenie: Zlyhanie v privilegovanom režime, ktorým je priestor jadra, môže poškodiť samotný debugger. Z tohto dôvodu je ťažké ladiť monolitické jadro v porovnaní s mikrok jadrom.
- Bezpečnosť: Mikrok jadrá sú v porovnaní s monolitickým jadrom bezpečnejšie, pretože monolitické jadro spúšťa celý kód v privilegovanom režime, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť katastrofy.
Porovnávacia tabuľka monolitického jadra verzus mikrokernel
Poďme diskutovať o najvyšších rozdieloch medzi monolitickým jadrom a MicroKernelom.
| Základ porovnania medzi monolitickým jadrom verzus MicroKernel | Monolitické jadro | MicroKernel |
| Štýl vykonávania | Všetky procesy sú vykonávané v jadre v privilegovanom režime. | V jadrovom priestore prebiehajú iba najdôležitejšie procesy. Všetky ostatné procesy sa vykonávajú v používateľskom priestore. |
| veľkosť | Veľkosť jadra je väčšia v porovnaní s Microkernel. | Veľkosť jadra je vzhľadom na monolitické jadro menšia. |
| rýchlosť | Poskytuje rýchlejšie vykonávanie procesov. | Vykonávanie procesu je pomalšie. |
| stabilita | Zlyhanie jedného procesu spôsobí zlyhanie celého systému. | Jediná havária procesu nebude mať žiadny vplyv na iné procesy. |
| Medzikroková komunikácia | Na dosiahnutie medziprocesovej komunikácie používajte signály a zásuvky. | Na dosiahnutie medziprocesovej komunikácie použite fronty správ. |
| prodloužitelnost | Ťažké rozšíriť. | Ľahko rozšíriteľné. |
| udržiavateľnosť | Údržba vyžaduje viac času a zdrojov. | Ľahko udržiavateľné |
| ladiť | Ťažšie ladiť | Ľahšie ladiť |
| zabezpečenia | Menej bezpečné. | Bezpečnejšie |
| príklad | linux | Mac OS |
záver
Obe architektúry jadra prichádzajú s vlastnou sadou výhod a nevýhod. Preto neexistuje priama odpoveď, ktorá z nich je lepšia a mala by sa použiť. Štýl jadra by sa mal zvoliť na základe potrieb a požiadaviek, ktoré musí človek splniť. Niekoľko ďalších typov jadier je hybridné jadro, nanokernel, exokernel.
Odporúčané články
Toto bol sprievodca monolitickým jadrom verzus MicroKernel. Ďalej diskutujeme o kľúčových rozdieloch monolitického jadra verzus MicroKernel s infografikou a porovnávacej tabuľke. Viac informácií nájdete aj v ďalších navrhovaných článkoch -
- Monolitické jadro
- Ubuntu vs Windows 10
- Monolitické jadro
- Otázky na zabudovaný systémový rozhovor