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Unterschied zwischen Mikrokern und monolithischem Kernel

Kernel ist der Kern eines Betriebssystems. Es verwaltet die Systemressourcen. Der Kernel ist wie eine Brücke zwischen Anwendung und Hardware des Computers. Der Kern kann weiter in zwei Kategorien unterteilt werden, Microkernel und Monolithic Kernel. Microkernel ist derjenige, in dem Benutzerdienste und Kernel-Dienste in separaten Adressräumen gespeichert werden. In monolithischen Kernel-Benutzerdiensten und Kernel-Diensten befinden sich beide jedoch im selben Adressraum. Lassen Sie uns mit Hilfe der unten gezeigten Vergleichstabelle einige weitere Unterschiede zwischen dem Kernel von Microkernel und dem monolithischen Kern diskutieren.

Vergleichstabelle

VergleichsgrundlageMikrokernelMonolithischer Kern
BasicIn Microkernel-Benutzerdiensten und Kernel werden Dienste in separaten Adressräumen gehalten.Im monolithischen Kernel befinden sich sowohl Benutzerdienste als auch Kernel-Dienste im selben Adressraum.
GrößeMikrokerne sind kleiner.Der monolithische Kernel ist größer als der Mikrokernel.
AusführungLangsame AusführungSchnelle Ausführung
ErweiterbarDer Mikrokern ist leicht ausziehbar.Der monolithische Kern ist schwer zu erweitern.
SicherheitWenn ein Dienst abstürzt, wirkt sich dies auf die Arbeit des Mikrokerns aus.Wenn ein Dienst abstürzt, stürzt das gesamte System im monolithischen Kern ab.
CodeUm einen Mikrokernel zu schreiben, ist mehr Code erforderlich.Um einen monolithischen Kernel zu schreiben, ist weniger Code erforderlich.
BeispielQNX, Symbian, L4Linux, Singularity, K42, Mac OS X, Integrität, PikeOS, HURD, Minix und Coyotos.Linux, BSDs (FreeBSD, OpenBSD, NetBSD), Microsoft Windows (95, 98, Me), Solaris, OS-9, AIX, HP-UX, DOS, OpenVMS, XTS-400 usw.

Definition von Mikrokernel

Microkernel als Kernel verwaltet alle Systemressourcen. In einem Mikrokern sind die Benutzerdienste und die Kernel-Dienste jedoch in unterschiedlichen Adressräumen implementiert. Die Benutzerdienste werden im Benutzeradressraum und die Kerneldienste im Kerneladressraum aufbewahrt. Dies reduziert die Größe des Kernels und die Größe des Betriebssystems.

Neben der Kommunikation zwischen Anwendung und Hardware des Systems bietet der Mikrokernel nur minimale Dienste für die Prozess- und Speicherverwaltung. Die Kommunikation zwischen dem Clientprogramm / der Clientanwendung und den Diensten, die im Benutzeradressraum ausgeführt werden, wird durch die Weiterleitung von Nachrichten hergestellt. Sie interagieren nie direkt miteinander. Dies reduziert die Ausführungsgeschwindigkeit des Mikrokerns.

In einem Mikrokernel sind die Benutzerdienste von den Kernel-Diensten isoliert. Wenn ein Benutzerdienst ausfällt, wirkt sich dies nicht auf den Kernel-Dienst aus. Daher bleibt das Betriebssystem unberührt . Dies ist einer der Vorteile im Mikrokern. Der Mikrokern ist leicht erweiterbar . Wenn die neuen Dienste hinzugefügt werden sollen, werden sie dem Benutzeradressraum hinzugefügt, und der Kernelbereich erfordert daher keine Änderungen. Der Mikrokern ist außerdem leicht zu transportieren, sicher und zuverlässig.

Definition von Monolithischer Kern

Der monolithische Kernel verwaltet die Systemressourcen zwischen Anwendung und Hardware des Systems. Im Gegensatz zum Mikrokern werden die Benutzerdienste und Kernel-Dienste jedoch im gleichen Adressraum implementiert. Dies erhöht die Größe des Kernels und vergrößert die Größe des Betriebssystems.

Der monolithische Kern bietet CPU-Zeitplanung, Speicherverwaltung, Dateiverwaltung und andere Betriebssystemfunktionen über Systemaufrufe. Da sich Benutzerdienste und Kerneldienste beide im selben Adressraum befinden, führt dies zu einem Betriebssystem, das sich schnell ausführen lässt.

Der monolithische Kernel hat den Nachteil, dass das gesamte System abstürzt, wenn ein Dienst ausfällt. Wenn ein neuer Dienst im monolithischen Kernel hinzugefügt werden soll, muss das gesamte Betriebssystem geändert werden.

Hauptunterschiede zwischen Microkernel und monolithischem Kernel

  1. Der grundlegende Punkt, an dem Mikrokern- und Monolithkernel unterschieden wird, besteht darin, dass Mikrokernel Benutzerdienste und Kerneldienste in verschiedenen Adressräumen implementieren und der Monolithkernel sowohl Benutzerdienste als auch Kerneldienste unter demselben Adressraum implementiert.
  2. Die Größe des Mikrokerns ist gering, da sich nur Kernel-Dienste im Kernel-Adressraum befinden. Die Größe eines monolithischen Kernels ist jedoch vergleichsweise größer als der eines Mikrokerns, da sich sowohl Kernel-Services als auch Benutzer-Services im selben Adressraum befinden.
  3. Die Ausführung des monolithischen Kernels ist schneller, da die Kommunikation zwischen Anwendung und Hardware über den Systemaufruf hergestellt wird . Auf der anderen Seite ist die Ausführung des Mikrokerns langsam, da die Kommunikation zwischen Anwendung und Hardware des Systems durch Nachrichtenübermittlung hergestellt wird .
  4. Es ist einfach, den Mikrokernel zu erweitern, da ein neuer Dienst in einem vom Kernelbereich isolierten Benutzeradressraum hinzugefügt werden muss, sodass der Kernel nicht geändert werden muss. Im Gegensatz dazu ist der monolithische Kernel der Fall, wenn ein neuer Dienst im monolithischen Kernel hinzugefügt werden soll, muss der gesamte Kernel geändert werden.
  5. Microkernel ist sicherer als ein monolithischer Kernel, da ein Ausfall des Dienstes im Mikrokernel das Betriebssystem nicht beeinträchtigt. Wenn andererseits ein Dienst im monolithischen Kernel ausfällt, schlägt das gesamte System fehl.
  6. Die Entwicklung eines monolithischen Kernels erfordert weniger Code, was zu weniger Fehlern führt. Auf der anderen Seite benötigt das Design von Mikrokernen mehr Code, der zu weiteren Fehlern führt.

Fazit:

Der Mikrokern ist langsamer, aber sicherer und zuverlässiger als der monolithische Kern. Der monolithische Kernel ist schnell, aber weniger sicher, da ein Dienstausfall zu einem Systemabsturz führen kann.

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