Differenza tra microkernel e kernel monolitico

2019

Il kernel è la parte principale di un sistema operativo; gestisce le risorse di sistema. Il kernel è come un ponte tra l'applicazione e l'hardware del computer. Il kernel può essere ulteriormente classificato in due categorie: Microkernel e Monolithic Kernel. Microkernel è quello in cui i servizi utente e i servizi del kernel sono tenuti in uno spazio di indirizzi separato. Tuttavia, nei servizi utente del kernel Monolithic e nei servizi del kernel entrambi sono tenuti nello stesso spazio di indirizzamento. Cerchiamo di discutere alcune più differenze tra Microkernel e il kernel monolitico con l'aiuto della tabella di confronto mostrata di seguito.

Grafico comparativo

Base per il confronto	microkernel	Kernel monolitico
Di base	Nei servizi utente microkernel e kernel, i servizi sono tenuti in uno spazio di indirizzi separato.	Nel kernel monolitico, sia i servizi utente che i servizi del kernel sono mantenuti nello stesso spazio di indirizzamento.
Taglia	Microkernel ha dimensioni più ridotte.	Il kernel monolitico è più grande del microkernel.
Esecuzione	Esecuzione lenta.	Esecuzione veloce.
allungabile	Il microkernel è facilmente estensibile.	Il kernel monolitico è difficile da estendere.
Sicurezza	Se un servizio si blocca, ha effetto sul funzionamento di microkernel.	Se un servizio si arresta in modo anomalo, l'intero sistema si arresta in modo anomalo nel kernel monolitico.
Codice	Per scrivere un microkernel, è necessario più codice.	Per scrivere un kernel monolitico, è necessario meno codice.
Esempio	QNX, Symbian, L4Linux, Singularity, K42, Mac OS X, Integrity, PikeOS, HURD, Minix e Coyotos.	Linux, BSD (FreeBSD, OpenBSD, NetBSD), Microsoft Windows (95, 98, Me), Solaris, OS-9, AIX, HP-UX, DOS, OpenVMS, XTS-400 ecc.

Definizione di Microkernel

Microkernel essendo un kernel gestisce tutte le risorse di sistema. Ma in un microkernel, i servizi utente e i servizi del kernel sono implementati in diversi spazi di indirizzamento. I servizi utente sono tenuti nello spazio degli indirizzi degli utenti e i servizi del kernel sono mantenuti nello spazio degli indirizzi del kernel . Ciò riduce la dimensione del kernel e riduce ulteriormente le dimensioni del sistema operativo.

Oltre alla comunicazione tra l'applicazione e l'hardware del sistema, il microkernel fornisce servizi minimi di gestione dei processi e della memoria. La comunicazione tra il programma / l'applicazione client ei servizi in esecuzione nello spazio degli indirizzi degli utenti viene stabilita tramite il passaggio dei messaggi. Non interagiscono mai direttamente. Ciò riduce la velocità di esecuzione del microkernel.

In un microkernel, i servizi utente sono isolati dai servizi del kernel, quindi se un qualsiasi servizio utente fallisce, ciò non influisce sul servizio del kernel e quindi il sistema operativo rimane inalterato . Questo è uno dei vantaggi del microkernel. Il microkernel è facilmente estensibile . Se i nuovi servizi devono essere aggiunti, vengono aggiunti allo spazio degli indirizzi degli utenti e, quindi, lo spazio del kernel non richiede alcuna modifica. Il microkernel è anche facilmente trasportabile, sicuro e affidabile.

Definizione del kernel monolitico

Il kernel monolitico gestisce le risorse di sistema tra l'applicazione e l'hardware del sistema. Ma a differenza del microkernel, i servizi utente e i servizi del kernel sono implementati nello stesso spazio di indirizzi. Questo aumenta le dimensioni del kernel, aumenta ulteriormente le dimensioni del sistema operativo.

Il kernel monolitico fornisce la pianificazione della CPU, la gestione della memoria, la gestione dei file e altre funzioni del sistema operativo attraverso le chiamate di sistema. Poiché i servizi utente e i servizi del kernel risiedono entrambi nello stesso spazio degli indirizzi, ciò comporta il rapido funzionamento del sistema operativo.

Uno degli svantaggi del kernel monolitico è che se un servizio fallisce, l'intero sistema si blocca. Se è necessario aggiungere un nuovo servizio nel kernel monolitico, è necessario modificare l'intero sistema operativo.

Differenze chiave tra Microkernel e Kernel monolitico

Il punto base su cui si distingue microkernel e kernel monolitico è che microkernel implementa servizi utente e servizi del kernel in diversi spazi di indirizzamento e il kernel monolitico implementa sia i servizi utente che i servizi del kernel nello stesso spazio di indirizzamento .
La dimensione del microkernel è piccola, poiché solo i servizi del kernel risiedono nello spazio degli indirizzi del kernel. Tuttavia, la dimensione del kernel monolitico è comparativamente maggiore del microkernel poiché entrambi i servizi del kernel e i servizi utente risiedono nello stesso spazio di indirizzamento.
L'esecuzione del kernel monolitico è più veloce poiché la comunicazione tra l'applicazione e l'hardware viene stabilita tramite la chiamata di sistema . D'altra parte, l'esecuzione di microkernel è lenta poiché la comunicazione tra l'applicazione e l'hardware del sistema viene stabilita tramite il passaggio di messaggi .
È facile estendere microkernel perché è necessario aggiungere un nuovo servizio nello spazio degli indirizzi utente isolato dallo spazio del kernel, quindi il kernel non richiede di essere modificato. Di fronte è il caso del kernel monolitico se si deve aggiungere un nuovo servizio nel kernel monolitico, quindi è necessario modificare l'intero kernel.
Microkernel è più sicuro del kernel monolitico come se un servizio fallisse nel microkernel il sistema operativo rimanesse inalterato. D'altra parte, se un servizio fallisce nel kernel monolitico, l'intero sistema fallisce.
La progettazione monolitica del kernel richiede meno codice, il che porta a un minor numero di bug. D'altro canto, la progettazione di microkernel richiede più codice, il che porta a più bug.

Conclusione:

Microkernel è più lento ma più sicuro e affidabile rispetto al kernel monolitico. Il kernel monolitico è veloce ma meno sicuro in quanto qualsiasi errore di servizio può portare al crash del sistema.