Katsaus monoliittiseen ytimeen vs. mikrokerneliin (μ-ydin)
Seuraava artikkeli tarjoaa eron monoliittisen ytimen ja mikrokernelin välillä. Katsotaanpa ensin, mikä on ydin? Nykymaailmassa olemme kaikki riippuvaisia tietokoneista ja mobiililaitteista ja käytämme niitä päivittäisessä elämässämme. Oletko koskaan miettinyt, kuinka nämä pienet laitteet toimivat sisäisesti? Oletko koskaan yrittänyt ymmärtää käyttöjärjestelmää ja törmännyt termiin "ydin" ja miettinyt, mikä se on tai mistä se tuli? Oletko koskaan käyttänyt hiirtä ensimmäistä kertaa ja ollut hauskaa kuinka tietokone tunnistaa hiiren liikkeen? Siellä Kernel tulee pelaamaan.
Ydin on ohjelmisto, joka muodostaa kerroksen laitteiston ja käyttöjärjestelmän välille. Se on ensimmäinen ohjelma, joka latautuu järjestelmän käynnistykseen. Se hallitsee muistiresursseja, CPU-resursseja ja kaikkia prosesseja / tehtäviä missä tahansa tietokoneessa. Kaikki pyynnöt muille resursseille kulkevat ytimen läpi. Jos haluamme tulostaa, tulostusohjeet käsitellään ytimen kautta.
Jokainen hiiren napsautuksemme käsitellään ytimen kautta. Jos prosessi vaatii muistin suorittamiseksi, ydin allokoi muistin. Se on keskellä jokaista tietokoneesi suorittamaa operaatiota. Se on vastuussa muistin hallinnasta, verkottumisesta, laiteohjauksesta ja tiedostojärjestelmistä. Jokainen tietokonejärjestelmä käyttää ydintä. Kaikki käyttöjärjestelmät, kuten Windows, Mac OS, Linux, käyttävät ydintä. Se ei rajoitu pelkästään tietokoneisiin, jopa mobiililaitteesi käyttöjärjestelmät, kuten Android, Windows mobile ja iOS, käyttävät ydintä.
Kuinka ydin eroaa käyttöjärjestelmästä?
Ydin on osa käyttöjärjestelmää tai voisit sanoa sen olevan käyttöjärjestelmän sydän. Ytimestä, joka on koottu hyödyllisten sovellusten kanssa, tulee käyttöjärjestelmä.
Tärkeää on huomata tässä, että käyttöjärjestelmä koostuu kahdesta osasta:
- Ytimen tila (etuoikeutettu tila)
- Käyttäjätila (ei-etuoikeutettu tila)
Ydintä on erityyppisiä. Kaksi päätyyppiä ovat nimittäin:
- Monoliittinen ydin
- mikroytimen
Tämän tyyppiset ytimet on erotettu sen perusteella, kuinka ne hallitsevat prosessin (tunnetaan myös nimellä järjestelmäpuhelut) pyyntöä ja resursseja. Monoliittiset ytimet ovat paljon vanhempia kuin mikrokerrat. Mikrokanavat löydettiin 1980-luvun lopulla.
Head to Head -vertailu monoliittisen ytimen ja MicroKernelin välillä
Alla on 10 parasta eroa monoliittisen ytimen ja MicroKernelin välillä 
Keskeiset erot monoliittisen ytimen ja MicroKernelin välillä
Keskustelemme joistakin tärkeimmistä eroista Monolithic Kernel vs. MicroKernel välillä.
- Tilakäyttö suorittamiseen: Monoliittinen ydin suorittaa kaikki käyttöjärjestelmän ohjeet samassa osoitetilassa, joka on ytimen tila, kun taas Microkernel ajaa suurimman osan järjestelmän ohjeista käyttäjätilassa ja vain muutamat ytimen tilassa. Toisin sanoen mikrokanavien tapauksessa ytimen avaruudessa tapahtuvat vain tärkeät prosessit, kuten prosessien välinen viestintä, ajoitus ja muistin hallinta.
- Ytimen koko: Monoliittisessa järjestelmässä, koska kaikki järjestelmäohjeet suoritetaan ytimen tilassa, se lisää ytimen kokoa. Tämä johtaa myös käyttöjärjestelmän koon lisääntymiseen.
- Suorituksen nopeus: Monoliittinen ydin tarjoaa paremman nopeuden verrattuna Microkerneliin, koska se suorittaa kaikki ohjeet samassa osoitetilassa, mikä nopeuttaa suorittamista. Mikrokernelin tapauksessa suorittaminen on hitaampaa johtuen lisäviesteistä, jotka kulkevat eri osoitealueilla toimivien eri palvelujen välillä.
- Vakaus: Jos prosessi kaatuu monoliittisessa ytimessä, se johtaa järjestelmänlaajuiseen pysähtymiseen. Tämä johtuu siitä, että tämä vaikuttaa kaikkiin samassa osoitetilassa toimiviin prosesseihin. Mikrokanavan tapauksessa, joka johtuu järjestelmän toiminnan jakautumisesta ytimen ja käyttäjätilan välillä, palvelun kaatuminen ei vaikuta muihin palveluihin.
- Prosessienvälinen viestintä: Monoliittisissa ytimissä käytetään signaaleja ja pistorasioita prosessien välisen viestinnän aikaansaamiseksi, kun taas mikroytimissä käytetään viestijonoja saman saavuttamiseksi.
- Laajennettavuus: Yksi suurimmista eroista kahden ytintyypin välillä on laajennettavuus. Uusien ominaisuuksien lisäämiseksi monoliittiseen ytimeen koko ydin on käännettävä uudelleen. Uudelleenkoostaminen lisäisi muistin ja ajan kulutusta. Toisaalta mikrokanavan tapauksessa palvelut ovat erillään toisistaan, koska se toteuttaa viestijonot, mikä tekee joustavammaksi ominaisuuksien lisäämiseksi tai poistamiseksi.
- Ylläpidettävyys: Tämä on samanlainen kuin laajennettavuus. Monoliittisen ytimen virheiden korjaamiseksi joudutaan kokoamaan ydin uudelleen. Kun taas näin ei ole mikrokerroksen tapauksessa.
- Debug: Kaatuminen etuoikeutetussa tilassa, joka on ytimen tila, voi vioittaa itse virheenkorjauksen. Tästä johtuen monoliittisen ytimen vianmääritys on vaikeaa verrattuna mikrokerneliin.
- Turvallisuus: Mikrokanavat ovat turvallisempia verrattuna monoliittiseen ytimeen, koska monoliittinen ydin käyttää koko koodiaan etuoikeutetussa tilassa, mikä lisää katastrofin mahdollisuutta.
Monoliittisen ytimen ja mikrokernelin vertailutaulukko
Keskustelemme tärkeimmistä eroista monoliittisen ytimen ja MicroKernelin välillä.
| Monoliittisen ytimen ja MicroKernelin vertailun perusteet | Monoliittinen ydin | mikroytimen |
| Suorituksen tyyli | Kaikki prosessit suoritetaan ytimen tilassa etuoikeutetussa tilassa. | Vain tärkeimmät prosessit tapahtuvat ytimen tilassa. Kaikki muut prosessit suoritetaan käyttäjätilassa. |
| Koko | Ytimen koko on suurempi verrattuna mikrokerneliin. | Ytimen koko on pienempi suhteessa monoliittiseen ytimeen. |
| Nopeus | Se tarjoaa prosessien nopeamman suorittamisen. | Prosessin suorittaminen on hitaampaa. |
| pysyvyys | Yksi prosessi-kaatuminen aiheuttaa koko järjestelmän kaatumisen. | Yhden prosessin kaatumisella ei ole vaikutusta muihin prosesseihin. |
| Prosessienvälinen viestintä | Käytä signaaleja ja pistorasioita saavuttaaksesi prosessienvälisen viestinnän. | Käytä viestijonoja saavuttaaksesi prosessienvälisen viestinnän. |
| laajennettavuus | Vaikea jatkaa. | Helposti laajennettava. |
| ylläpidettävyys | Ylläpito vie enemmän aikaa ja resursseja. | Helppo ylläpitää |
| debug | Vaikeampi virheenkorjaus | Helppo virheenkorjaus |
| turvallisuus | Vähemmän turvallinen. | Turvallisempi |
| esimerkki | Linux | Mac käyttöjärjestelmä |
johtopäätös
Molemmilla ydinarkkitehtuureilla on omat edut ja haitat. Siksi ei ole suoraa vastausta siihen, mikä on parempi ja sitä tulisi käyttää. Ytintyyli tulisi valita tarpeiden ja vaatimusten perusteella, jotka on täytettävä. Muutamia muun tyyppisiä ytimiä ovat hybridiydin, nanokernel ja eksokernel.
Suositellut artikkelit
Tämä on opas monoliittiseen ytimeen vs. MicroKerneliin. Tässä keskustellaan myös monoliittisen ytimen vs. MicroKernel-avaineroista infografian ja vertailutaulukon kanssa. Voit myös käydä läpi muiden ehdotettujen artikkeleidemme saadaksesi lisätietoja -
- Monoliittinen ydin
- Ubuntu vs. Windows 10
- Monoliittinen ydin
- Sulautettujen järjestelmien haastattelua koskevat kysymykset