操作系统 微内核和单体内核之间的区别

微内核和单体内核是操作系统中的两种内核类型。内核是操作系统的主要部分。因此，内核的重要代码存储在不同的内存空间中。内核是一个关键组件，因为它维护整个系统的正常运行。它管理硬件和进程、文件处理和其他几个功能。

在本文中，您将了解微内核和单体内核。但在讨论它们的区别之前，您必须了解微内核和单体内核。

什么是微内核

微内核是一种允许定制操作系统的内核类型。它具有特权，并提供低级地址空间管理以及 进程间通信（IPC） 。此外，操作系统的功能，如虚拟内存管理器、文件系统和CPU调度器都是在微内核之上构建的。每个服务都有自己的地址空间，以使它们安全。此外，每个应用程序都有自己的地址空间。因此，应用程序、操作系统服务和内核之间存在保护。

当应用程序向操作系统服务请求服务时，操作系统服务之间进行通信，以向应用程序提供所请求的服务。进程间通信（IPC）可以帮助建立这种通信。总体而言，基于微内核的操作系统提供了高度的可扩展性。还可以根据应用程序的需求自定义操作系统的服务。

微内核的优点和缺点

微内核有各种优点和缺点。微内核的一些优点和缺点如下：

优点

1. 这些具有模块化，可以修改、重新加载或替换多个模块而无需修改内核。
2. 微内核体系结构小而独立，但可能运行得更好。
3. 微内核系统是一种灵活的技术，多个服务器实现的API可以共存。
4. 系统可以更容易地扩展，因为可以将其添加到系统应用程序而不中断内核。
5. 它可以在无需重新编译的情况下添加新功能。
6. 与单体内核系统相比，系统崩溃较少。

缺点

1. 当驱动程序作为进程运行时，微内核需要进行上下文切换。
2. 微内核系统性能可能不稳定，引发问题。
3. 微内核服务比传统的单体内核系统更昂贵。

什么是单体内核

单体内核在系统应用程序和系统硬件之间管理系统的资源。与微内核不同，用户和内核服务运行在相同的地址空间中。这会增加内核的大小，也会增加操作系统的大小。

单内核通过系统调用提供CPU调度、设备管理、文件管理、内存管理、进程管理和其他操作系统服务。包括文件管理和内存管理在内的所有这些组件都位于内核内部。用户和内核服务使用相同的地址空间，因此操作系统执行速度快。这种内核的一个缺点是，如果系统中的任何进程或服务失败，整个系统就会崩溃。必须修改整个操作系统才能在单内核中添加新的服务。

单内核的优点和缺点

单内核有各种优点和缺点。以下是单内核的一些优点和缺点：

优点

1. 由于内存管理、文件管理、进程调度等原因，单内核运行速度快。
2. 所有组件可以直接与其他组件以及内核进行交互。
3. 它是一个完全在单个地址空间内执行的巨大进程。
4. 它的结构简单易懂。内核包含了处理所需的所有组件。

缺点

1. 如果用户需要添加新服务，用户需要修改整个操作系统。
2. 将在单内核操作系统中编写的代码移植并不容易。
3. 如果任何一个服务失败，整个系统都会失败。

微内核和单内核的主要区别

在这里，你将了解到微内核和微内核之间的主要差异。微内核和微内核之间的各种差异如下：

1. 微内核是一种通过提供低级地址空间管理、IPC和线程管理等方法来实现操作系统的内核类型。另一方面，单体内核是一种在内核空间中运行完整操作系统的内核类型。
2. 微内核在不同的地址空间中运行用户和内核服务。另一方面，单体内核在相同的地址空间中运行内核和用户服务。在微内核中，只有IPC、内存管理和调度等关键进程才会在内核空间中发生。
3. 微内核的执行速度较慢，因为系统的应用程序与硬件之间的通信是通过消息传递建立的。另一方面，单体内核的执行速度较快，因为系统调用建立了系统的应用程序与硬件之间的通信。
4. 微内核使用消息队列来实现IPC。另一方面，单体内核使用套接字和信号来实现IPC。
5. 微内核的大小比单体内核小，因为只有内核服务在内核地址空间中运行。另一方面，单体内核的大小较大，因为用户和内核服务在同一地址空间中运行。
6. 微内核比单体内核更安全，因为如果微内核中的一个服务失败，操作系统不会受到影响。另一方面，如果单体内核中的一个服务失败，整个系统将崩溃。
7. 微内核在用户地址空间中添加新服务时更容易扩展，这与内核空间是分开的，因此不需要更新内核。另一方面，如果在单体内核中使用新服务，则必须更新整个内核。
8. 微内核设计所需的代码较少，从而减少错误。相反，单体内核需要更多的代码，导致更多的错误。

微内核和单体内核之间的对比

在这里，你将了解微内核和单体内核之间的对比。微内核和单体内核之间的主要差异如下：

结论

两种内核架构都有许多优点和局限性。因此，没有简单的解决方案来确定哪种更好或必须使用。目标和要求应该选择内核风格。其他类型的内核包括纳米内核、混合内核和外内核。