TechCodeview

Mikrojedra in monolitna jedra sta dve vrsti jeder v operacijskem sistemu. Jedro je glavni del OS. Posledično je pomembna koda jedra shranjena v različnih pomnilniških prostorih. Jedro je ključna komponenta, saj skrbi za pravilno delovanje celotnega sistema. Upravlja strojno opremo in procese, ravnanje z datotekami in številne druge funkcije.

V tem članku boste spoznali mikrojedro in monolitno jedro. Toda preden razpravljamo o razlikah, morate vedeti o mikrojedru in monolitnem jedru.

Kaj je Microkernel?

Mikrojedro je vrsta jedra, ki omogoča prilagajanje operacijskega sistema. Je privilegiran in zagotavlja upravljanje naslovnega prostora na nizki ravni Medprocesna komunikacija (IPC) . Poleg tega so funkcije OS, kot so upravljalnik navideznega pomnilnika, datotečni sistem in razporejevalnik procesorja, zgrajene na vrhu mikrojedra. Vsaka storitev ima svoj naslovni prostor, da je varna. Poleg tega ima vsaka aplikacija svoj naslovni prostor. Posledično obstaja zaščita med aplikacijami, storitvami OS in jedrom.

Ko aplikacija zahteva storitev od storitev OS, storitve OS komunicirajo med seboj, da bi aplikaciji zagotovile zahtevano storitev. Medprocesna komunikacija (IPC) lahko pomaga pri vzpostavitvi te komunikacije. Na splošno operacijski sistemi, ki temeljijo na mikrojedrih, ponujajo visoko stopnjo razširljivosti. Prav tako je mogoče prilagoditi storitve operacijskega sistema, da ustrezajo potrebam aplikacije.

Prednosti in slabosti mikrojedra

Obstaja več prednosti in slabosti mikrojedra. Nekatere prednosti in slabosti mikrojedra so naslednje:

Prednosti

1. Ti so modularni in več modulov je mogoče spremeniti, znova naložiti, zamenjati brez spreminjanja jedra.
2. Arhitektura mikrojedra je majhna in izolirana, vendar morda deluje bolje.
3. Sistem Microkernel je vsestranska tehnika, v kateri lahko soobstajajo API-ji, ki jih izvaja več strežnikov.
4. Sistem je mogoče lažje razširiti, ker ga je mogoče dodati sistemski aplikaciji brez prekinitve jedra.
5. Dodaja nove funkcije brez ponovnega prevajanja.
6. V primerjavi z monolitnimi sistemi je sistemskih zrušitev manj.

Slabosti

1. Ko se gonilniki izvajajo kot procesi, je v mikrojedru potrebno kontekstno stikalo.
2. Zmogljivost sistema mikrojedra je lahko spremenljiva in povzroča težave.
3. Storitve mikrojedra so dražje kot v tradicionalnem monolitnem sistemu.

Kaj je monolitno jedro?

Monolitno jedro upravlja sistemske vire med sistemsko aplikacijo in sistemsko strojno opremo. Za razliko od mikrojedra se storitve uporabnika in jedra izvajajo v istem naslovnem prostoru. Poveča velikost jedra in poveča tudi velikost OS.

Monolitno jedro ponuja razporejanje procesorja, upravljanje naprav, upravljanje datotek, upravljanje pomnilnika, upravljanje procesov in druge storitve OS prek sistemskih klicev. Vse te komponente, vključno z upravljanjem datotek in upravljanjem pomnilnika, se nahajajo znotraj jedra. Uporabniške in jedrne storitve uporabljajo isti naslovni prostor, kar ima za posledico hitro delujoč operacijski sistem. Ena pomanjkljivost tega jedra je, da če kateri koli proces ali storitev sistema odpove, se celoten sistem zruši. Celoten operacijski sistem je treba spremeniti, da se monolitnemu jedru doda nova storitev.

Prednosti in slabosti monolitnega jedra

Obstaja več prednosti in slabosti monolitnega jedra. Nekatere prednosti in slabosti monolitnega jedra so naslednje:

Prednosti

css za prelom besedila

1. Monolitno jedro deluje hitro zaradi upravljanja pomnilnika, upravljanja datotek, razporejanja procesov itd.
2. Vse komponente lahko neposredno komunicirajo druga z drugo in tudi z jedrom.
3. Gre za en sam ogromen proces, ki se v celoti izvaja v enem samem naslovnem prostoru.
4. Njegove strukture so lahke in preproste. Jedro vsebuje vse komponente, potrebne za obdelavo.

Slabosti

1. Če mora uporabnik dodati novo storitev, mora uporabnik spremeniti celoten operacijski sistem.
2. Ni enostavno prenesti kode, napisane v monolitnem operacijskem sistemu.
3. Če katera od storitev odpove, odpove celoten sistem.

Glavne razlike med mikrojedrom in monolitnim jedrom

Tukaj boste izvedeli glavne razlike med Microkernel in Monolithic Kernel. Različne razlike med mikrojedrom in monolitnim jedrom so naslednje:

1. Mikrojedro je vrsta jedra, ki izvaja operacijski sistem z zagotavljanjem metod, vključno z nizkonivojskim upravljanjem naslovnega prostora, IPC in upravljanjem niti. Po drugi strani pa je monolitno jedro vrsta jedra, v katerem celoten OS deluje v prostoru jedra.
2. Mikrojedro izvaja uporabniške in jedrne storitve v različnih naslovnih prostorih. Po drugi strani pa monolitno jedro izvaja tako jedro kot uporabniške storitve v istem naslovnem prostoru. V mikrojedrih se v prostoru jedra odvijajo samo bistveni procesi, kot so IPC, upravljanje pomnilnika in razporejanje.
3. Izvajanje mikrojedra je počasnejše, ker se komunikacija med sistemsko aplikacijo in strojno opremo vzpostavi s posredovanjem sporočil. Po drugi strani pa je izvajanje monolitnega jedra hitrejše, ker sistemski klic vzpostavi komunikacijo med sistemsko aplikacijo in strojno opremo.
4. Mikrojedra za doseganje IPC uporabljajo čakalne vrste za sporočanje. Po drugi strani pa monolitna jedra uporabljajo vtičnice in signale za doseganje IPC.
5. Velikost mikrojedra je majhna kot pri monolitnem jedru, ker se v naslovnem prostoru jedra izvajajo samo storitve jedra. Po drugi strani pa je velikost monolitnega jedra večja, ker se storitve uporabnika in jedra izvajajo v istem naslovnem prostoru.
6. Mikrojedra so bolj varna kot monolitna jedra, ker se operacijski sistem ne spremeni, če storitev v mikrojedru odpove. Po drugi strani pa, če storitev odpove v monolitnem jedru, odpove celoten sistem.
7. Mikrojedro je enostavno razširiti, saj se nove storitve dodajo v uporabniški naslovni prostor, ki je ločen od prostora jedra, zato jedra ni treba posodabljati. Po drugi strani pa je treba celotno jedro posodobiti, če se v monolitnem jedru uporablja nova storitev.
8. Oblikovanje mikrojeder potrebuje manj kode, kar vodi do manj napak. Nasprotno pa monolitno jedro zahteva več kode, ki povzroča več napak.

Primerjava med mikrojedrom in monolitnim jedrom

Tukaj boste izvedeli neposredno primerjavo med Microkernel in Monolithic Kernel. Glavne razlike med Microkernel in Monolithic Kernel so naslednje:

Zaključek

Obe arhitekturi jedra imata številne prednosti in omejitve. Torej ni preproste rešitve, katera je boljša in jo je treba uporabiti. Cilji in zahteve morajo izbrati slog jedra. Druge vrste jeder imajo nanojedra, hibridna jedra in eksojedra.