Показать статистику
0 голосов
от (1.7тыс. баллов)
Большинство операционных систем, таких как Windows, macOS и многочисленные варианты Linux используют гибридные или монолитные ядра. Кто может популярно рассказать, в чем особенность микроядра и зачем оно нужно?
1тыс. просмотров 2 ответов

2 Ответы

0 голосов
от (17.4тыс. баллов)

Интересный вопрос - спасибо что его задали. Обычно здесь не интересуются теоретической частью, а только "как что нибудь починить ли установить".

Перед тем как перейти к предметному рассмотрению микроядра, давайте дадим определение "ядру операционной системы". Итак, что же такое ядро?

Что такое ядро? 

Ядро - важная часть ОС, которая управляет системными ресурсами. Оно также действует как мост между программным и аппаратным обеспечением компьютера. Это одна из первых программ, которая загружается при запуске после загрузчика. Ядро также отвечает за обеспечение безопасного доступа к аппаратному обеспечению машины для различных программ. Оно также решает, когда и как долго определенное приложение использует определенное оборудование. 

Что такое микроядро? 

Микроядро - это программное обеспечение или код, который содержит необходимый минимальный объем функций, данных и возможностей для реализации операционной системы. Он предоставляет минимальное количество механизмов, которого достаточно для выполнения большинства основных функций операционной системы. Оно позволяет реализовать другие части операционной системы, поскольку не требует применения множества политик. Микроядра и их пользовательские среды обычно реализуются на языках программирования C ++ или C с небольшим количеством ассемблера. 

Преимущества микроядра

Вот плюсы / преимущества использования Microkernel 

  • Архитектура микроядра мала и изолирована, поэтому может работать лучше (меньше кода = меньше ошибок)
  • Микроядра  более безопасны, потому что включены только те компоненты, которые представляют "необходимый минимум". 
  • Добавление функционала для операционной системы более доступно, потому что можно добавить загружаемые модули, не мешая работе самого ядра. Микроядра имеют модульную структуру, и различные модули можно заменять, перезагружать, модифицировать, даже не касаясь ядра. 
  • Меньше сбоев системы по сравнению с монолитными системами. Интерфейс микроядра помогает обеспечить более модульную структуру системы. Без перекомпиляции добавить новые функции 
  • Неисправность сервера также изолирована, как и неисправность любой другой пользовательской программы. 
  • Система микроядра является гибкой, поэтому разные стратегии и API, реализованные на разных серверах, могут сосуществовать в системе. 
  • Повышенная безопасность и стабильность приведут к уменьшению количества кода, который работает в режиме ядра. 

Недостатки микроядра 

  • Работа различных программ и сервисов в системе с микроядром более накладна с точки зрения ресурсов по сравнению с обычной монолитной системой (больше переключений контекста)
  • Переключение контекста сказывается на общей производительности системы. Поэтому системы с микроядром хороши для выполнения какого то ограниченного набора задач, где не требуется взаимодействие с внешними средами, программами и так далее.
0 голосов
от (4.5тыс. баллов)
Микроядро - это подход к организации ядра операционной системы, при котором ядро обеспечивает только минимальный набор функций, необходимых для работы системы, таких как управление памятью, процессами и базовая коммуникация между процессами. Остальные службы, такие как управление файловой системой, сетевые протоколы и драйверы устройств, выполняются в пользовательском пространстве как отдельные процессы.
Особенности микроядер:

1. Меньший размер кода: Микроядра обычно меньше по размеру, так как они содержат только базовые функции.

2. Большая изоляция компонентов: Так как службы работают в пользовательском пространстве, они изолированы друг от друга, что обеспечивает лучшую безопасность и стабильность. Если одна служба выходит из строя, остальные продолжают работать.

3. Упрощение разработки и отладки: Разработка и отладка служб в микроядерной системе проще, так как они выполняются в пользовательском пространстве, где доступны стандартные инструменты разработки.

4. Легкость обновления и модификации: В микроядерной системе можно легко обновить или модифицировать службы, не затрагивая ядро. Это делает систему более гибкой и адаптивной.

5. Переносимость: Микроядра обычно легче адаптировать для различных архитектур и платформ, так как большая часть кода находится в пользовательском пространстве.

Однако микроядра имеют и некоторые недостатки:

1. Потеря производительности: Микроядра могут иметь более низкую производительность из-за большего количества переключений контекста и накладных расходов на коммуникацию между службами.

2. Сложность разработки: Разработка микроядерных систем может быть более сложной из-за необходимости управлять взаимодействием между различными службами и компонентами.

Несмотря на недостатки, микроядра используются в некоторых операционных системах, таких как QNX, Minix и L4. Они особенно подходят для встроенных систем, реального времени и систем, где безоп
...