Il microkernel e i kernel monolitici sono due tipi di kernel nel sistema operativo. Il kernel è la parte principale del sistema operativo. Di conseguenza, il codice importante del kernel viene archiviato in diversi spazi di memoria. Il kernel è un componente cruciale perché mantiene il corretto funzionamento dell'intero sistema. Gestisce l'hardware e i processi, la gestione dei file e molte altre funzioni.

In questo articolo imparerai a conoscere il microkernel e il kernel monolitico. Ma prima di discutere le differenze, devi conoscere il microkernel e il kernel monolitico.

Cos'è il Microkernel?

Il microkernel è un tipo di kernel che consente la personalizzazione del sistema operativo. È privilegiato e fornisce anche la gestione dello spazio degli indirizzi di basso livello Comunicazione tra processi (IPC) . Inoltre, le funzioni del sistema operativo come il gestore della memoria virtuale, il file system e lo scheduler della CPU sono basate sul microkernel. Ogni servizio ha il suo spazio di indirizzi per renderlo sicuro. Inoltre, ogni applicazione ha il suo spazio di indirizzi. Di conseguenza, esiste protezione tra le applicazioni, i servizi del sistema operativo e il kernel.

Ciclo for in Java

Quando un'applicazione richiede un servizio dai servizi del sistema operativo, i servizi del sistema operativo comunicano tra loro per fornire il servizio richiesto all'applicazione. La comunicazione interprocesso (IPC) può aiutare a stabilire questa comunicazione. Nel complesso, i sistemi operativi basati su microkernel offrono un elevato livello di estensibilità. È anche possibile personalizzare i servizi del sistema operativo per soddisfare le esigenze dell'applicazione.

Vantaggi e svantaggi del microkernel

Esistono vari vantaggi e svantaggi del microkernel. Alcuni dei vantaggi e degli svantaggi del microkernel sono i seguenti:

Vantaggi

1. Questi sono modulari e diversi moduli possono essere modificati, ricaricati, sostituiti senza modificare il kernel.
2. L'architettura del microkernel è piccola e isolata, ma potrebbe funzionare meglio.
3. Il sistema Microkernel è una tecnica versatile in cui possono coesistere le API implementate da più server.
4. Il sistema può essere espanso più facilmente perché può essere aggiunto all'applicazione di sistema senza interrompere il kernel.
5. Aggiunge nuove funzionalità senza ricompilare.
6. Rispetto ai sistemi monolitici, si verificano meno arresti anomali del sistema.

Svantaggi

1. È necessario un cambio di contesto nel microkernel quando i driver vengono eseguiti come processi.
2. Le prestazioni del sistema microkernel potrebbero essere variabili e causare problemi.
3. I servizi del microkernel sono più costosi rispetto a un sistema monolitico tradizionale.

Cos'è il kernel monolitico?

Il kernel monolitico gestisce le risorse del sistema tra l'applicazione di sistema e l'hardware del sistema. A differenza del microkernel, i servizi utente e kernel vengono eseguiti nello stesso spazio di indirizzi. Aumenta la dimensione del kernel e aumenta anche la dimensione del sistema operativo.

Il kernel monolitico offre pianificazione della CPU, gestione dei dispositivi, gestione dei file, gestione della memoria, gestione dei processi e altri servizi del sistema operativo tramite le chiamate di sistema. Tutti questi componenti, inclusa la gestione dei file e la gestione della memoria, si trovano all'interno del kernel. I servizi utente e kernel utilizzano lo stesso spazio di indirizzi, risultando in un sistema operativo ad esecuzione rapida. Uno svantaggio di questo kernel è che se un processo o un servizio del sistema fallisce, l'intero sistema si blocca. L'intero sistema operativo deve essere modificato per aggiungere un nuovo servizio a un kernel monolitico.

if else istruzione in Java

Vantaggi e svantaggi del kernel monolitico

Esistono vari vantaggi e svantaggi del kernel monolitico. Alcuni dei vantaggi e degli svantaggi del kernel monolitico sono i seguenti:

Vantaggi

1. Il kernel monolitico viene eseguito rapidamente grazie alla gestione della memoria, alla gestione dei file, alla pianificazione dei processi, ecc.
2. Tutti i componenti possono interagire direttamente tra loro e anche con il kernel.
3. È un unico enorme processo che viene eseguito completamente all'interno di un singolo spazio di indirizzi.
4. Le sue strutture sono facili e semplici. Il kernel contiene tutti i componenti necessari per l'elaborazione.

Svantaggi

1. Se l'utente ha bisogno di aggiungere un nuovo servizio, l'utente deve modificare il sistema operativo completo.
2. Non è facile trasferire il codice scritto nel sistema operativo monolitico.
3. Se uno qualsiasi dei servizi fallisce, l’intero sistema fallisce.

Principali differenze tra Microkernel e Kernel monolitico

Qui imparerai le principali differenze tra Microkernel e Monlytic Kernel. Varie differenze tra il Microkernel e il Kernel monolitico sono le seguenti:

int alla conversione di stringhe in Java

1. Un microkernel è un tipo di kernel che implementa un sistema operativo fornendo metodi, tra cui la gestione dello spazio degli indirizzi di basso livello, IPC e la gestione dei thread. D'altra parte, un kernel monolitico è un tipo di kernel in cui il sistema operativo completo viene eseguito nello spazio del kernel.
2. Il microkernel esegue i servizi utente e kernel in spazi di indirizzi diversi. D'altra parte, il kernel monolitico esegue sia il kernel che i servizi utente nello stesso spazio degli indirizzi. Nei microkernel, solo i processi essenziali come IPC, gestione della memoria e pianificazione hanno luogo nello spazio del kernel.
3. L'esecuzione del microkernel è più lenta perché la comunicazione tra l'applicazione del sistema e l'hardware viene stabilita tramite scambio di messaggi. D'altra parte, l'esecuzione del kernel monolitico è più veloce perché la chiamata di sistema stabilisce la comunicazione tra l'applicazione e l'hardware del sistema.
4. I microkernel utilizzano le code di messaggistica per ottenere IPC. D'altra parte, i kernel monolitici utilizzano socket e segnali per ottenere IPC.
5. La dimensione del microkernel è piccola rispetto al kernel monolitico perché solo i servizi del kernel vengono eseguiti nello spazio degli indirizzi del kernel. D'altra parte, la dimensione del kernel monolitico è maggiore perché sia ​​i servizi utente che quelli del kernel vengono eseguiti nello stesso spazio di indirizzi.
6. I microkernel sono più sicuri dei kernel monolitici perché il sistema operativo rimane invariato se un servizio fallisce in un microkernel. D'altra parte, se un servizio fallisce in un kernel monolitico, l'intero sistema fallisce.
7. Il microkernel è semplice da estendere man mano che vengono aggiunti nuovi servizi nello spazio degli indirizzi dell'utente, che è separato dallo spazio del kernel, e quindi il kernel non necessita di essere aggiornato. D'altra parte, se viene utilizzato un nuovo servizio in un kernel monolitico, è necessario aggiornare l'intero kernel.
8. La progettazione del microkernel richiede meno codice che porta a meno errori. Al contrario, il kernel monolitico richiede più codice che porta a più errori.

Confronto testa a testa tra Microkernel e Kernel monolitico

Qui imparerai il confronto testa a testa tra Microkernel e Monlytic Kernel. Le principali differenze tra Microkernel e Monlytic Kernel sono le seguenti:

Conclusione

Entrambe le architetture del kernel presentano molti vantaggi e limitazioni. Pertanto, non esiste una soluzione semplice su quale sia il migliore e quale debba essere utilizzato. Gli obiettivi e i requisiti dovrebbero scegliere lo stile del kernel. Altri tipi di kernel hanno nanokernel, kernel ibridi ed exokernel.