Pregled monolitnega jedra proti Microkernelu (μ-jedro)
Naslednji članek prikazuje razliko med monolitnim jedrom proti Microkernelom. Poglejmo najprej, kaj je Kernel? V današnjem svetu smo vsi odvisni od računalnikov in mobilnih naprav in jih uporabljamo v vsakdanjem življenju. Ste se že kdaj vprašali, kako te drobne naprave delujejo notranje? Ste že kdaj poskusili razumeti operacijski sistem in se srečate z izrazom „jedro“ in se sprašujete, kaj je to ali od kod prihaja? Ste kdaj uporabili miško prvič in vas je zabavalo, kako računalnik prepozna vaše gibanje miške? Tu pride v poštev Kernel.
Jedro je programska oprema, ki tvori plast med strojno opremo in operacijskim sistemom. To je prvi program, ki se ob zagonu sistema naloži. Upravlja pomnilniške vire, vire procesorja in vse procese / opravila v katerem koli računalniku. Vse zahteve do drugih virov gredo skozi jedro. Če želimo tiskati, se tiskalno navodilo obdela v jedru.
Vsak klik miške se obdela skozi jedro. Če postopek zahteva, da se pomnilnik izvrši, bo jedro tislo, ki dodeli pomnilnik. Je v središču vsake operacije, ki jo izvaja vaš računalnik. Odgovoren je za upravljanje pomnilnika, omrežje, nadzor naprav, datotečne sisteme. Vsak računalniški sistem uporablja jedro. Vsi operacijski sistemi, kot so Windows, Mac OS, Linux, uporabljajo jedro. Ne omejuje se le na računalnike, tudi jedra uporabljajo vaše operacijske sisteme za mobilne naprave, kot so Android, Windows Mobile in iOS.
V čem se jedro razlikuje od operacijskega sistema?
Jedro je del operacijskega sistema ali bi mu lahko rekli srce operacijskega sistema. Jedro skupaj s koristnimi aplikacijami postane operacijski sistem.
Pomembno pri tem je, da je operacijski sistem sestavljen iz dveh delov:
- Prostor jedra (privilegiran način)
- Uporabniški prostor (neprivilegiran način)
Obstajajo različne vrste jedra. Dve glavni vrsti sta namreč:
- Monolitno jedro
- MicroKernel
Te vrste jedra so ločene na podlagi načina upravljanja zahteve iz procesa (znanega tudi kot sistemski klici) in virov. Monolitna jedrca so veliko starejša od mikrokernov. Mikrokerne so odkrili v poznih osemdesetih letih.
Primerjava med monolitnimi jedrci in mikroKernelom
Spodaj je 10 najboljših razlik med monolitnim jedrom proti MicroKernelu 
Ključne razlike med monolitnim jedrom proti mikroKernelom
Pogovorimo se o nekaterih glavnih razlikah med monolitnim jedrom proti MicroKernelu.
- Poraba prostora za izvedbo: Monolitno jedro izvaja vsa navodila operacijskega sistema v istem naslovnem prostoru, kot je prostor jedra, medtem ko Microkernel izvaja večino sistemskih navodil v uporabniškem prostoru in le nekaj v prostoru jedra. To je v primeru mikroprojektorjev v prostoru jedra samo pomembni procesi, kot so medprocesna komunikacija, načrtovanje in upravljanje pomnilnika.
- Velikost jedra: V Monolithic, ker se vsa sistemska navodila izvajajo v prostoru jedra, povečuje skupno velikost jedra. To vodi tudi do povečanja velikosti operacijskega sistema.
- Hitrost izvajanja: Monolitno jedro zagotavlja boljšo hitrost v primerjavi z Microkernelom, saj izvaja vsa navodila pod istim naslovnim prostorom, kar omogoča hitrejše izvajanje. V primeru Microkernela je izvedba počasnejša zaradi dodatnih sporočil med različnimi storitvami, ki se izvajajo v različnih naslovih.
- Stabilnost: Če se postopek zruši v monolitnem jedru, se to ustavi na celotnem sistemu. To je zato, ker je prizadet vsak postopek, ki se izvaja v istem naslovnem prostoru. Medtem ko v primeru mikrokernela zaradi delitve delovanja sistema med jedrom in uporabniškim prostorom, nesreča storitve ne vpliva na druge storitve.
- Medprocesna komunikacija: Monolitna jedra uporabljajo signale in vtičnice, da dosežejo medprocesno komunikacijo, medtem ko mikro jedra uporabljajo čakalne vrste za sporočanje, da dosežejo enako.
- Razširljivost: Ena glavnih razlik med obema vrstama jedra je razširljivost. Za dodajanje novih funkcij monolitnemu jedru bi morali ponovno prevesti celotno jedro. Prepilacija bi povzročila večjo porabo spomina in časa. Po drugi strani so storitve v primeru mikrokernela med seboj izolirane, ko izvaja čakalne vrste za sporočila, zaradi česar je bolj prilagodljivo za dodajanje ali odstranjevanje funkcij.
- Vzdrževanje: To je podobno razširljivosti. Da bi odpravili napake v monolitnem jedru, bi morali ponovno prevesti celotno jedro. Medtem ko mikrokernel ne drži.
- Odpravljanje napak: Zrušitev privilegiranega načina, ki je prostor jedra, lahko poškoduje sam odpravljalec napak. Zaradi tega je težko odpraviti napako monolitnega jedra v primerjavi z mikrokernom.
- Varnost: Mikrokernele so bolj varne v primerjavi z monolitnim jedrom, saj monolitno jedro vodi celotno kodo v privilegiranem načinu, kar poveča možnosti za katastrofo.
Monolitna jedra v primerjavi z mikrokernel primerjalno tabelo
Pogovorimo se o največjih razlikah med monolitnim jedrom proti MicroKernelu.
| Osnove primerjave monolitnega jedra proti MicroKernelu | Monolitno jedro | MicroKernel |
| Izvedbeni slog | Vsi procesi se izvajajo v prostoru jedra v privilegiranem načinu. | V prostoru v jedru se odvijajo le najpomembnejši procesi. Vsi drugi procesi se izvajajo v uporabniškem prostoru. |
| Velikost | Velikost jedra je večja v primerjavi z Microkernelom. | Velikost jedra je manjša glede na monolitno jedro. |
| Hitrost | Omogoča hitrejše izvajanje procesov. | Izvajanje procesa je počasnejše. |
| Stabilnost | En sam postopek zruši celoten sistem. | Enkratni zrušitev postopka ne bo vplival na druge procese. |
| Medprocesna komunikacija | Za dosego medprocesne komunikacije uporabite signale in vtičnice. | Če želite doseči medprocesno komunikacijo, uporabite čakalne vrste za sporočanje. |
| Razširljivost | Težko podaljšati. | Lahko razširljiv. |
| Vzdrževanje | Vzdrževanje porabi več časa in virov. | Lahko vzdržujoče |
| Odpravljanje napak | Težje za odpravljanje napak | Lažje odpravljanje napak |
| Varnost | Manj varna. | Bolj varen |
| Primer | Linux | Mac OS |
Zaključek
Obe arhitekturi jedra imata svoj nabor prednosti in slabosti. Zato ni neposrednega odgovora, kateri je boljši in ga je treba uporabiti. Slog jedra je treba izbrati glede na potrebe in zahteve, ki jih mora izpolnjevati. Nekaj drugih vrst jeder so hibridno jedro, nanokernel, ekokernel.
Priporočeni članki
To je vodnik za monolitno jedro proti MicroKernelu. Tukaj razpravljamo tudi o glavnih razlikah Monolithic Kernel vs MicroKernel z infografiko in primerjalno tabelo. Če želite izvedeti več, lahko preberete tudi druge naše predlagane članke -
- Monolitno jedro
- Ubuntu proti Windows 10
- Monolitno jedro
- Vprašanja o vgrajenem sistemskem intervjuju