Översikt av monolitisk kärna vs mikrokärnan (μ-kärna)
Följande artikel ger en skillnad mellan monolitisk kärna mot mikrokärnan. Låt oss först se vad är Kernel? I dagens värld är vi alla beroende av datorer och mobila enheter och använder dem i våra dagliga liv. Har du någonsin undrat hur dessa små enheter fungerar internt? Har du någonsin försökt att förstå ett operativsystem och råkar stöta på termen "kärna" och undrar vad det är eller var kom det ifrån? Har du någonsin använt en mus för första gången och rolat med hur datorn känner igen musrörelsen? Det är där kärnan spelar in.
En kärna är en mjukvara som bildar ett lager mellan hårdvaran och operativsystemet. Det är det första programmet som laddas vid systemstart. Den hanterar minnesresurser, CPU-resurser och alla processer / uppgifter på vilken dator som helst. Alla förfrågningar till andra resurser går igenom kärnan. Om vi vill skriva ut behandlas utskriftsinstruktionen genom kärnan.
Varje klick på vår mus behandlas genom kärnan. Om en process kräver minne för att köra, är det kärnan som tilldelar minnet. Det är i mitten av varje operation som utförs av din dator. Det ansvarar för minneshantering, nätverk, enhetskontroll, filsystem för att nämna några. Varje datorsystem använder en kärna. Alla operativsystem som Windows, Mac OS, Linux använder kärnan. Det är inte bara begränsat till datorer, även dina operativsystem för mobila enheter som Android, Windows mobil och iOS använder kärnan.
Hur skiljer sig Kernel från ett operativsystem?
En kärna är en del av ett operativsystem eller så kan du säga att det är hjärtat i ett operativsystem. En kärna sammansatt med användbara applikationer blir ett operativsystem.
Det viktiga att notera här är att ett operativsystem består av två delar:
- Kärnutrymmet (privilegierat läge)
- Användarutrymmet (privilegierat läge)
Det finns olika typer av kärnan. De två huvudtyperna är nämligen:
- Monolitisk kärna
- mikrokärna
Dessa typer av kärnan är segregerade baserat på hur de hanterar en begäran från en process (även känd som systemsamtal) och resurser. Monolitiska kärnor är mycket äldre än mikrokärnor. Mikrokärnor upptäcktes i slutet av 1980-talet.
Jämförelse mellan head-to-head mellan monolitisk kärnel och MicroKernel
Nedan visas de 10 bästa skillnaderna mellan Monolithic Kernel vs MicroKernel 
Viktiga skillnader mellan monolitisk kärnel vs MicroKernel
Låt oss diskutera några av de största skillnaderna mellan monolitisk kärnel mot MicroKernel.
- Rymdanvändning för körning: Monolitisk kärna kör alla operativsysteminstruktioner i samma adressutrymme som kärnutrymmet, medan Microkernel kör huvuddelen av systeminstruktionerna i användarområdet och endast ett fåtal kärnutrymme. Det är i fallet med mikrokärnor som endast viktiga processer som interprocesskommunikation, schemaläggning och minneshantering sker i kärnutrymme.
- Storlek på kärnan: I monolitiska eftersom alla systeminstruktioner körs under kärnutrymme ökar den totala storleken på kärnan. Detta leder till en ökning av operativsystemets storlek också.
- Exekveringshastighet: Monolitisk kärna ger bättre hastighet jämfört med Microkernel eftersom den kör alla instruktioner under samma adressutrymme, vilket gör körningen snabbare. När det gäller Microkernel är exekveringen långsammare på grund av ytterligare meddelanden som passerar mellan de olika tjänsterna som körs i olika adressutrymmen.
- Stabilitet: Om en process kraschar i en monolitisk kärna, resulterar det i ett systembrett stopp. Detta beror på att varje process som körs i samma adressutrymme påverkas. När det gäller mikrokärnor på grund av uppdelningen av systemdrift mellan kärnan och användarområdet, påverkar inte en tjänstkrasch andra tjänster.
- Interprocesskommunikation: Monolitiska kärnor använder sig av signaler och uttag för att uppnå interprocesskommunikation medan mikrokärnor använder meddelandeköer för att uppnå samma sak.
- Utdragbarhet: En av de största skillnaderna mellan de två kärntyperna är töjbarhet. För att lägga till nya funktioner i en monolitisk kärna måste man kompilera hela kärnan. Omkompilering skulle leda till mer minne och tidsförbrukning. Å andra sidan när det gäller mikrokärnan, är tjänsterna isolerade från varandra eftersom det implementerar meddelandeköer, vilket gör det mer flexibelt att lägga till eller ta bort funktioner.
- Hållbarhet: Detta liknar utdragbarhet. För att fixa eventuella buggar i den monolitiska kärnan, måste man kompilera hela kärnan. Det är inte fallet för mikrokärnan.
- Debug: En krasch i det privilegierade läget som är kärnutrymme kan skada själva felsökaren. På grund av detta är det svårt att felsöka en monolitisk kärna jämfört med en mikrokärnan.
- Säkerhet: Mikrokärnor är säkrare jämfört med monolitisk kärna eftersom monolitkärnan kör hela sin kod i privilegierat läge vilket ökar chansen för en katastrof.
Monolithic Kernel vs Microkernel Comparison Table
Låt oss diskutera de största skillnaderna mellan monolitisk kärnel mot MicroKernel.
| Grund för jämförelse mellan monolitisk kärnel mot MicroKernel | Monolitisk kärna | mikrokärna |
| Utförande stil | Alla processer körs under kärnutrymmet i privilegierat läge. | Endast de viktigaste processerna äger rum i Kernel-rymden. Alla andra processer körs i användarutrymmet. |
| Storlek | Kärnstorleken är större jämfört med Microkernel. | Kärnstorleken är mindre med avseende på den monolitiska kärnan. |
| Hastighet | Det ger snabbare körning av processer. | Processutförandet går långsammare. |
| Stabilitet | En enda processkrasch kommer att göra att hela systemet kraschar. | En enda processkrasch har ingen inverkan på andra processer. |
| Kommunikation mellan processer | Använd signaler och uttag för att uppnå interprocesskommunikation. | Använd meddelandeköer för att uppnå kommunikation mellan processer. |
| Sträckbarhet | Svårt att förlänga. | Lätt utdragbar. |
| underhållsmässighet | Underhåll är mer tid och resursskrävande. | Lätt att underhålla |
| Debug | Svårare att felsöka | Lättare att felsöka |
| säkerhet | Mindre säker. | Mer säker |
| Exempel | Linux | Mac OS |
Slutsats
Båda kärnarkitekturerna har sina egna uppsättningar av för- och nackdelar. Därför finns det inte ett riktigt svar på vilket som är bättre och som bör användas. Kärnstilen bör väljas utifrån de behov och krav man måste uppfylla. Några andra typer av kärnor är hybridkärnan, nanokernel, exokernel.
Rekommenderade artiklar
Detta har varit en guide till Monolithic Kernel vs MicroKernel. Här diskuterar vi också de viktiga skillnaderna i monolitiska kärnor och mikrokärnor med infografik och jämförelsetabell. Du kan också gå igenom våra andra föreslagna artiklar för att lära dig mer -
- Monolitisk kärna
- Ubuntu vs Windows 10
- Monolitisk kärna
- Inbäddade frågor om systemintervju