Ülevaade monoliitsest tuumast ja mikrokernelist (μ-kernel)
Järgnevas artiklis on toodud erinevus monoliitse tuuma ja mikrokiibi vahel. Vaatame kõigepealt, mis on Kernel? Tänapäeva maailmas oleme kõik sõltuvad arvutitest ja mobiilsetest seadmetest ning kasutame neid oma igapäevases elus. Kas olete kunagi mõelnud, kuidas need pisikesed seadmed sisemiselt töötavad? Kas olete kunagi proovinud saada aru opsüsteemist ja juhtunud kokku puutuma mõistega „kernel” ja mõelnud, mis see on või kust see tuli? Kunagi kasutasite hiirt esimest korda ja olete lõbustunud sellest, kuidas arvuti teie hiire liikumise ära tunneb? Seal tuleb mängu Kernel.
Kernel on tarkvara, mis moodustab riistvara ja opsüsteemi vahel kihi. See on esimene programm, mis laaditakse süsteemi käivitamisel. See haldab mäluressursse, protsessori ressursse ja kõiki protsesse / ülesandeid mis tahes arvutis. Kõik taotlused muudele ressurssidele lähevad läbi kerneli. Kui tahame printida, töödeldakse prindijuhiseid tuuma kaudu.
Meie hiire iga klõpsu töödeldakse kerneli kaudu. Kui mõne protsessi käivitamiseks on vaja mälu, siis mälu eraldab see kernel. See on kõigi teie arvuti poolt teostatavate toimingute keskmes. See on vastutav mäluhalduse, võrkude loomise, seadme juhtimise ja failisüsteemide eest, kui nimetada vaid mõnda. Iga arvutisüsteem kasutab kernelit. Kõik opsüsteemid nagu Windows, Mac OS ja Linux kasutavad kernelit. See ei piirdu ainult arvutitega, isegi teie mobiilseadmete opsüsteemid nagu Android, Windows mobile ja iOS kasutavad kernelit.
Kuidas Kernel erineb opsüsteemist?
Kernel on osa opsüsteemist või võite öelda, et see on opsüsteemi süda. Kasulike rakendustega kokku pandud kernelist saab operatsioonisüsteem.
Oluline on siinkohal märkida, et opsüsteem koosneb kahest osast:
- Kerneli ruum (privilegeeritud režiim)
- Kasutajaruum (ebasoodne režiim)
Kernelitüüpe on erinevaid. Kaks peamist tüüpi on:
- Monoliitne tuum
- MicroKernel
Seda tüüpi kernel on eraldatud vastavalt sellele, kuidas nad protsessi taotlust (tuntud ka kui süsteemikõned) ja ressursse haldavad. Monoliitsed tuumad on mikrokeredest palju vanemad. Mikrokanalid avastati 1980ndate lõpus.
Monoliitse kerneli ja MicroKerneli võrdlus ühest otsast teise
Allpool on toodud kümme peamist erinevust monoliitse kerneli ja MicroKerneli vahel 
Peamised erinevused monoliitse tuuma ja MicroKerneli vahel
Arutleme mõne peamise erinevuse vahel monoliitse Kernel vs MicroKernel.
- Ruumi kasutamine täitmiseks: monoliitne kernel juhib kõiki opsüsteemi juhiseid samas aadressiruumis, mis on kerneli ruum, samal ajal kui Microkernel juhib enamikku süsteemijuhiseid kasutajaruumis ja ainult mõned kerneli ruumis. See tähendab mikrokanaalide puhul kerneli ruumis ainult selliseid olulisi protsesse nagu protsessidevaheline suhtlus, ajastamine ja mäluhaldus.
- Kerneli suurus: Monoliitses versioonis, kuna kõik süsteemijuhised täidetakse kerneli ruumis, suurendab see kerneli üldist suurust. See toob kaasa ka opsüsteemi suuruse suurenemise.
- Täitmise kiirus: Monoliitne kernel pakub Microkerneliga võrreldes paremat kiirust, kuna see juhib kõiki juhiseid samas aadressiruumis, mis muudab täitmise kiiremaks. Microkerneli puhul on täitmine aeglasem, kuna eri aadressiruumides töötavate erinevate teenuste vahel edastatakse täiendavaid sõnumeid.
- Stabiilsus: kui protsess jookseb kokku monoliitses tuumas, põhjustab see kogu süsteemi katkemise. Seda seetõttu, et see mõjutab kõiki samas aadressiruumis töötavaid protsesse. Mikrokeele puhul, mis tuleneb süsteemi talitluse jagunemisest kerneli ja kasutajaruumi vahel, ei mõjuta teenuse krahh muid teenuseid.
- Protsessidevaheline kommunikatsioon: monoliitsed tuumad kasutavad protsessidevahelise kommunikatsiooni saavutamiseks signaale ja pistikupesasid, samas kui mikrotuumad kasutavad sama saavutamiseks sõnumside järjekordi.
- Laiendatavus: kahe tuumatüübi üks peamisi erinevusi on laiendatavus. Uute funktsioonide lisamiseks monoliitsesse tuuma tuleks kogu tuum ümber kompileerida. Ümberistumine tooks kaasa rohkem mälu ja ajakulu. Teisest küljest on mikrokanali puhul teenused üksteisest eraldatud, kuna see juurutab sõnumside järjekordi, muutes funktsioonide lisamise või eemaldamise paindlikumaks.
- Hooldatavus: see sarnaneb laiendatavusega. Võimalike tõrgete parandamiseks monoliitses tuumas tuleks kogu tuum ümber kompileerida. Seevastu mikrokiibi puhul see nii ei ole.
- Silumine: tuuma ruumi privilegeeritud režiimi krahh võib siluri ennast rikkuda. Seetõttu on monoliitset tuuma siluda keeruline mikrokeelega võrreldes.
- Turvalisus: Mikrokanalid on monoliitse tuumaga võrreldes turvalisemad, kuna monoliitne tuum töötab kogu koodi privilegeeritud režiimis, suurendades katastroofi tõenäosust.
Monoliitse tuuma ja mikrokernelite võrdlustabel
Arutleme kõige olulisemad erinevused Monoliitse Kerneli ja MicroKerneli vahel.
| Monoliitse tuuma ja MicroKerneli võrdlusalused | Monoliitne tuum | MicroKernel |
| Täitmisstiil | Kõik protsessid teostatakse kerneli ruumis privilegeeritud režiimis. | Kerneli ruumis toimuvad ainult kõige olulisemad protsessid. Kõik muud protsessid teostatakse kasutajaruumis. |
| Suurus | Tuuma suurus on suurem, kui võrrelda mikrokerneliga. | Tuuma suurus on monoliitse tuuma suhtes väiksem. |
| Kiirus | See tagab protsesside kiirema täitmise. | Protsessi täitmine on aeglasem. |
| Stabiilsus | Ühe protsessi krahh põhjustab kogu süsteemi krahhi. | Ühe protsessi krahh ei mõjuta teisi protsesse. |
| Protsessidevaheline suhtlus | Protsessidevahelise suhtluse saavutamiseks kasutage signaale ja pistikupesasid. | Protsessidevahelise suhtluse saavutamiseks kasutage sõnumside järjekordi. |
| Laiendatavus | Raske pikendada. | Kergesti pikendatav. |
| Hooldatavus | Hooldus on aeganõudvam ja ressursimahukam. | Kergesti hooldatav |
| Silumine | Raskem siluda | Lihtsam siluda |
| Turvalisus | Vähem turvaline. | Kindlam |
| Näide | Linux | Mac OS |
Järeldus
Mõlemal tuumaarhitektuuril on oma plussid ja miinused. Seetõttu pole otsest vastust sellele, kumb on parem ja mida tuleks kasutada. Kerneli stiil tuleks valida vastavalt vajadustele ja nõudmistele, millele üks peab vastama. Veel mõned tuuma tüübid on hübriidne tuum, nanokernel ja eksokernel.
Soovitatavad artiklid
See on olnud juhend Monoliitne Kernel vs MicroKernel. Siin käsitleme ka monoliitse tuuma vs MicroKerneli peamisi erinevusi infograafikaga ja võrdlustabelit. Lisateavet leiate ka meie muudest soovitatud artiklitest -
- Monoliitne tuum
- Ubuntu vs Windows 10
- Monoliitne tuum
- Manustatud süsteemi intervjuu küsimused