Overzicht van monolithische kernel versus microkernel (μ-kernel)
Het volgende artikel biedt een verschil tussen monolithische kernel versus microkernel. Laten we eerst kijken wat Kernel is? In de wereld van vandaag zijn we allemaal afhankelijk van computers en mobiele apparaten en gebruiken we ze in ons dagelijks leven. Heb je je ooit afgevraagd hoe deze kleine apparaten intern werken? Heb je ooit geprobeerd een besturingssysteem te begrijpen en kwam je de term "kernel" tegen en vroeg je je af wat het is of waar het vandaan kwam? Heb je ooit voor het eerst een muis gebruikt en geamuseerd over hoe de computer je muisbewegingen herkent? Dat is waar de kernel in het spel komt.
Een kernel is software die een laag vormt tussen de hardware en het besturingssysteem. Het is het eerste programma dat wordt geladen bij het opstarten van het systeem. Het beheert geheugenbronnen, CPU-bronnen en alle processen / taken op elke computer. Alle verzoeken aan andere bronnen gaan via de kernel. Als we willen afdrukken, wordt de afdrukinstructie via de kernel verwerkt.
Elke klik van onze muis wordt verwerkt via de kernel. Als een proces geheugen vereist om uit te voeren, is het de kernel die het geheugen toewijst. Het staat centraal in elke bewerking die door uw computer wordt uitgevoerd. Het is verantwoordelijk voor geheugenbeheer, netwerken, apparaatbeheer en bestandssystemen om er maar een paar te noemen. Elk computersysteem gebruikt een kernel. Alle besturingssystemen zoals Windows, Mac OS en Linux gebruiken kernel. Het is niet alleen beperkt tot computers, zelfs de besturingssystemen van uw mobiele apparaten zoals Android, Windows Mobile en iOS gebruiken kernel.
Waarin verschilt Kernel van een besturingssysteem?
Een kernel is onderdeel van een besturingssysteem of je zou het het hart van een besturingssysteem kunnen noemen. Een kernel samengesteld met nuttige applicaties wordt een besturingssysteem.
Het belangrijkste om hier op te merken is dat een besturingssysteem uit twee delen bestaat:
- De kernelruimte (geprivilegieerde modus)
- De gebruikersruimte (niet-bevoorrechte modus)
Er zijn verschillende soorten kernels. De twee hoofdtypen zijn namelijk:
- Monolithische kernel
- MicroKernel
Deze kerneltypen zijn gescheiden op basis van hoe ze een aanvraag van een proces (ook wel systeemaanroepen genoemd) en bronnen beheren. Monolithische korrels zijn veel ouder dan microkernels. Microkernels werden eind jaren tachtig ontdekt.
Head-to-Head vergelijking tussen monolithische kernel versus MicroKernel
Hieronder staan de top 10 verschillen tussen Monolithic Kernel versus MicroKernel 
Belangrijkste verschillen tussen monolithische kernel versus microkernel
Laten we enkele van de belangrijkste verschillen tussen Monolithic Kernel versus MicroKernel bespreken.
- Ruimtegebruik voor uitvoering: Monolithische kernel voert alle instructies van het besturingssysteem uit in dezelfde adresruimte als de kernelruimte, terwijl Microkernel de meeste systeeminstructies uitvoert in gebruikersruimte en slechts enkele in kernelruimte. Dat is in het geval van microkernels alleen belangrijke processen zoals communicatie tussen processen, planning en geheugenbeheer plaatsvinden in kernelruimte.
- Grootte van de kernel: omdat in Monolithic alle systeeminstructies onder de kernelruimte worden uitgevoerd, neemt de totale grootte van de kernel toe. Dit leidt ook tot een toename van het besturingssysteem.
- Uitvoersnelheid: Monolithische kernel biedt betere snelheid in vergelijking met Microkernel omdat alle instructies onder dezelfde adresruimte worden uitgevoerd, waardoor de uitvoering sneller verloopt. In het geval van Microkernel is de uitvoering langzamer vanwege extra berichten die worden verzonden tussen de verschillende services die in verschillende adresruimten worden uitgevoerd.
- Stabiliteit: als een proces in een monolithische kern crasht, resulteert dit in een systeembrede stop. Dit komt omdat elk proces dat in dezelfde adresruimte wordt uitgevoerd, wordt beïnvloed. Terwijl in het geval van microkernel vanwege de verdeling van de systeemwerking tussen kernel en gebruikersruimte, een service-crash geen invloed heeft op andere services.
- Interprocess-communicatie: monolithische kernels maken gebruik van signalen en sockets om interprocess-communicatie te bereiken, terwijl micro-kernels gebruik maken van berichtenwachtrijen om hetzelfde te bereiken.
- Uitbreidbaarheid: een van de belangrijkste verschillen tussen de twee kernelsoorten is uitbreidbaarheid. Om nieuwe functies aan een monolithische kernel toe te voegen, zou men de hele kernel opnieuw moeten compileren. Hercompilatie zou leiden tot meer geheugen en tijdverbruik. Aan de andere kant, in het geval van de microkernel, zijn de services van elkaar geïsoleerd omdat het berichtenwachtrijen implementeert, waardoor het flexibeler is om functies toe te voegen of te verwijderen.
- Onderhoudbaarheid: dit is vergelijkbaar met uitbreidbaarheid. Om eventuele bugs in de monolithische kernel op te lossen, zou men de gehele kernel opnieuw moeten compileren. Terwijl dat niet het geval is voor microkernel.
- Foutopsporing: een crash in de bevoorrechte modus die kernelruimte is, kan de foutopsporing zelf beschadigen. Hierdoor is het moeilijk om een monolithische kern te debuggen in vergelijking met een microkernel.
- Beveiliging: Microkernels zijn veiliger in vergelijking met monolithische kernels, omdat monolithische kernels hun hele code in bevoorrechte modus draaien, waardoor de kans op een ramp toeneemt.
Vergelijkingstabel monolithische kernel versus microkernel
Laten we de grootste verschillen tussen Monolithische Kernel en MicroKernel bespreken.
| Vergelijkingsbasis tussen monolithische kernel versus microkernel | Monolithische kernel | MicroKernel |
| Uitvoeringsstijl | Alle processen worden uitgevoerd onder de kernelruimte in de bevoorrechte modus. | Alleen de belangrijkste processen vinden plaats in de kernelruimte. Alle andere processen worden uitgevoerd in de gebruikersruimte. |
| Grootte | De kerngrootte is groter in vergelijking met Microkernel. | De kerngrootte is kleiner ten opzichte van de monolithische kern. |
| Snelheid | Het zorgt voor een snellere uitvoering van processen. | Procesuitvoering is langzamer. |
| Stabiliteit | Een enkele procescrash zorgt ervoor dat het hele systeem crasht. | Een enkele procescrash heeft geen invloed op andere processen. |
| Communicatie tussen processen | Gebruik signalen en contactdozen om communicatie tussen processen tot stand te brengen. | Gebruik berichtenwachtrijen om communicatie tussen processen tot stand te brengen. |
| rekbaarheid | Moeilijk uit te breiden. | Gemakkelijk uitbreidbaar. |
| Onderhoudbaarheid | Onderhoud kost meer tijd en middelen. | Eenvoudig te onderhouden |
| debug | Moeilijker te debuggen | Gemakkelijker te debuggen |
| Veiligheid | Minder veilig. | Veiliger |
| Voorbeeld | Linux | Mac OS |
Conclusie
Beide kernel-architecturen hebben hun eigen voor- en nadelen. Daarom is er geen eenduidig antwoord op welke beter is en moet worden gebruikt. De kernelstijl moet worden geselecteerd op basis van de behoeften en vereisten waaraan moet worden voldaan. Een paar andere soorten kernels zijn de hybride kernel, nanokernel, exokernel.
Aanbevolen artikelen
Dit is een gids voor Monolithic Kernel vs MicroKernel. Hier bespreken we ook de belangrijkste verschillen tussen Monolithic Kernel en MicroKernel met infographics en vergelijkingstabel. U kunt ook onze andere voorgestelde artikelen doornemen voor meer informatie -
- Monolithische kernel
- Ubuntu versus Windows 10
- Monolithische kernel
- Sollicitatievragen voor Embedded System