Микроядро


Микроядро
Архитектура микроядра основывается на программах-серверах пользовательского режима

Микроядро — это минимальная реализация функций ядра операционной системы.

Классические микроядра предоставляют лишь очень небольшой набор низкоуровневых примитивов, или системных вызовов, реализующих базовые сервисы операционной системы.

К ним относятся:

Все остальные сервисы ОС, в классических монолитных ядрах предоставляемые непосредственно ядром, в микроядерных архитектурах реализуются в адресном пространстве пользователя (Ring3) и называются сервисами. Примерами таких сервисов, выносимых в пространство пользователя в микроядерных архитектурах, являются сетевые сервисы, файловая система, драйверы.

Основное достоинство микроядерной архитектуры — высокая степень модульности ядра операционной системы. Это существенно упрощает добавление в него новых компонентов. В микроядерной операционной системе можно, не прерывая её работы, загружать и выгружать новые драйверы, файловые системы и т. д. Существенно упрощается процесс отладки компонентов ядра, так как новая версия драйвера может загружаться без перезапуска всей операционной системы. Компоненты ядра операционной системы ничем принципиально не отличаются от пользовательских программ, поэтому для их отладки можно применять обычные средства. Микроядерная архитектура повышает надежность системы, поскольку ошибка на уровне непривилегированной программы менее опасна, чем отказ на уровне режима ядра.

И чтобы добавить в ОС с микроядром драйвер того или иного устройства, не надо перекомпилировать всё ядро, а надо лишь отдельно откомпилировать этот драйвер и запустить его в пользовательском пространстве.

В то же время микроядерная архитектура операционной системы вносит дополнительные накладные расходы, связанные с обменом сообщениями, что отрицательно влияет на производительность. Для того чтобы микроядерная операционная система по скорости не уступала операционным системам на базе монолитного ядра, требуется очень аккуратно проектировать разбиение системы на компоненты, стараясь минимизировать взаимодействие между ними. Таким образом, основная сложность при создании микроядерных операционных систем — необходимость очень аккуратного проектирования.

Микроядра типа ядра ОС Minix и GNU Hurd развиваются медленно, гораздо медленнее, чем Linux и ядро систем семейства BSD. По словам создателя Minix3, Таненбаума, он пытается «построить сверхнадёжную (very highly reliable) систему. Она может использоваться в том числе на серверах, которым необходимы годы безотказной работы».[1]

Классическим примером микроядерной системы является Symbian OS. Это пример распространенной и отработанной микроядерной (a начиная c версии Symbian OS v8.1, и наноядерной) операционной системы.

Создателям Symbian OS удалось совместить эффективность и концептуальную стройность, несмотря на то что современные версии этой системы предоставляют обширные возможности, в том числе средства для работы c потоковыми данными, стеками протоколов, критичными к латентности ядра, графикой и видео высокого разрешения). Разработчики Symbian вынесли практически все прикладные (т.e. выходящие за пределы компетенции ядра) задачи в модули-серверы, функционирующие в пользовательском адресном пространстве.

В ОС Windows NT версий 3.х микроядерная архитектура с сервисным процессом использовалась для подсистемы графики и пользовательского интерфейса. В частности, драйвер графической аппаратуры загружался в контекст сервисного процесса, а не ядра. Начиная с версии 4, от этого отказались, сервисный процесс сохранился только для управления консольными окнами командной строки, а собственно графическая подсистема вместе с драйвером аппаратуры (в том числе трехмерной графики) переместилась в специально обособленный регион ядра ОС.

ОС Windows CE (и созданные на её основе сборки, такие, как Windows Mobile), будучи практически полностью совместимой (как подмножество) с Windows NT по вызовам и методам программирования приложений, тем не менее полностью отличается от Windows NT по внутренней архитектуре и является микроядерной ОС с выносом всех драйверов устройств, сетевых стеков и графической подсистемы в сервисные процессы.

Недостаток — плата за принудительное «переключение» процессов в ядре (переключение контекста); этот факт собственно и объясняет трудности в проектировании и написании ядер подобной конструкции. Эти недостатки способны обойти ОС, использующие архитектуру экзоядра, являющуюся дальнейшим развитием микроядерной архитектуры.

См. также

Микроядра
ОС на основе микроядер

Примечания

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

Смотреть что такое "Микроядро" в других словарях:

  • микроядро — микроядро …   Орфографический словарь-справочник

  • Микроядро — центральная часть операционной системы, выполняющая основные функции управления системой: управление виртуальной памятью; поддержка выполнения процессов; организация взаимодействия процессов; обслуживание ввода/вывода данных и прерываний. По… …   Финансовый словарь

  • микроядро — сущ., кол во синонимов: 1 • ядро (52) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • микроядро — микроядро/, а, мн. микроя/дра, микроя/дер …   Слитно. Раздельно. Через дефис.

  • Микроядро — * мікраядро * micronucleus 1. Генеративное ядро некоторых видов Protozoa, содержащее полный геном. Вегетативное ядро называют макроядром. 2. Структуры, образуемые из одной хромосомы и ядерной мембраны, в клетках, обработанных колцемидом (). 3.… …   Генетика. Энциклопедический словарь

  • микроядро — mikrobranduolys statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Darinys, kurį sudaro atskiros chromosomos ar bivalentos, apgaubtos apvalkalu, ir kuris mitozės ar mejozės metu lieka citoplazmoje. atitikmenys: angl. micronucleus rus. микроядро …   Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

  • микроядро — mikrobranduolys statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Pažeista chromosoma, aptinkama citocheminiais metodais. atitikmenys: angl. micronucleus rus. микроядро …   Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

  • Микроядро (цитология) — Микроядро в эритроцитах периферической крови мыши Mus musculus L. Микроядро  в цитологии фрагмент ядра в эукариотической клетке, не содержащий полного генома, необходимого для её выживания. Является патологической структурой и может… …   Википедия

  • Микроядро Mach — Mach  микроядро операционной системы, разработанное в Carnegie Mellon University в исследовательских целях для решения задач с использованием распределенных вычислений. Это одно из первых микроядер, которое до сих пор используется во множестве… …   Википедия

  • L4 (микроядро) — У этого термина существуют и другие значения, см. L4. Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.