簡述宏內(nèi)核與微內(nèi)核
發(fā)布時(shí)間:2009/1/17 0:00:00 訪問次數(shù):592
自然的做法:凡是為進(jìn)程服務(wù)的模塊就應(yīng)放在操作系統(tǒng)的內(nèi)核中。例如:文件管理模塊是為進(jìn)程服務(wù)的,所以應(yīng)放在內(nèi)核中;設(shè)各驅(qū)動(dòng)模塊是為進(jìn)程服務(wù)的,所以要放在內(nèi)核中;進(jìn)程管理模塊當(dāng)然也要放在內(nèi)核中。隨著進(jìn)程對服務(wù)需求的增加,操作系統(tǒng)的內(nèi)核就越來越大,隨之也出現(xiàn)了一系列問題。
首先,由于內(nèi)核是常駐內(nèi)存的,因此大內(nèi)核占用的存儲(chǔ)空間就大,這樣在硬件系統(tǒng)比較小,存儲(chǔ)器資源比較緊張的系統(tǒng)中就不太適用;其次,是維護(hù)起來也比較困難,假如內(nèi)核中的某一個(gè)服務(wù)模塊進(jìn)行了修改,那么在修改之后就必須對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一次編譯,顯得極不方便;再次,就是使得處理器在內(nèi)核運(yùn)行的時(shí)間變長,從而不適合在速度要求較高的場合下應(yīng)用。
總之,操作系統(tǒng)的內(nèi)核大到一定程度之后,會(huì)出現(xiàn)一系列因?yàn)榇蠖a(chǎn)生的諸多問題。為了解決這些問題,人們想了一系列的辦法試圖在滿足應(yīng)用程序所需服務(wù)的前提下把內(nèi)核做小。其中一個(gè)有效的辦法是,把內(nèi)核各個(gè)服務(wù)程序模塊中的部分內(nèi)容移到內(nèi)核的外面作為一個(gè)進(jìn)程來看待,在內(nèi)核中只保留內(nèi)核服務(wù)與用戶進(jìn)程的接口,或者說只保留一個(gè)“殼”。在用戶進(jìn)程需要該服務(wù)時(shí),由這個(gè)“殼”通過發(fā)送消息的方法與服務(wù)進(jìn)程進(jìn)行聯(lián)系,當(dāng)與這個(gè)服務(wù)相關(guān)的服務(wù)進(jìn)程接收到這個(gè)信息時(shí)就馬上啟動(dòng)這個(gè)服務(wù)。這樣,內(nèi)核中保留的只是一些服務(wù)模塊的“殼”.或耆說是消息的轉(zhuǎn)送站,于是內(nèi)核就可以大大變小了。這種內(nèi)核就叫做“微內(nèi)核”,具有微內(nèi)核的操作系統(tǒng)叫做微內(nèi)核操作系統(tǒng)。
因此,在操作系統(tǒng)內(nèi)核的設(shè)計(jì)上有兩種結(jié)構(gòu):宏內(nèi)核結(jié)構(gòu)和微內(nèi)核結(jié)構(gòu)。
宏內(nèi)核的內(nèi)部可被分為若干模塊(或者是層次或其他)。但是在運(yùn)行時(shí),它是一個(gè)獨(dú)立的二進(jìn)制大映像。模塊間的通信不是通過消息傳遞,而是通過直接調(diào)用其他模塊中的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。
在微內(nèi)核中,用以完成系統(tǒng)調(diào)用功能的程序模塊通常只進(jìn)行簡短的處理,而把其余工作通過消息傳遞交給內(nèi)核之外的進(jìn)程來處理。在典型情況下,每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用程序模塊都有一個(gè)與之對應(yīng)的進(jìn)程,微內(nèi)核部分經(jīng)常只不過是一個(gè)消息轉(zhuǎn)發(fā)站,這種方式有助于實(shí)現(xiàn)模塊間的隔離。這種內(nèi)核設(shè)計(jì)的最根本思想就是要保持操作系統(tǒng)的內(nèi)核盡可能小,因?yàn)閮?nèi)核是直接與計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)的,內(nèi)核越小,就越便于在不同的硬件系統(tǒng)間進(jìn)行移植。微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,可以使不需要的模塊不加載到內(nèi)存中,因此,微內(nèi)核就可以更有效地利用內(nèi)存。
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自然的做法:凡是為進(jìn)程服務(wù)的模塊就應(yīng)放在操作系統(tǒng)的內(nèi)核中。例如:文件管理模塊是為進(jìn)程服務(wù)的,所以應(yīng)放在內(nèi)核中;設(shè)各驅(qū)動(dòng)模塊是為進(jìn)程服務(wù)的,所以要放在內(nèi)核中;進(jìn)程管理模塊當(dāng)然也要放在內(nèi)核中。隨著進(jìn)程對服務(wù)需求的增加,操作系統(tǒng)的內(nèi)核就越來越大,隨之也出現(xiàn)了一系列問題。
首先,由于內(nèi)核是常駐內(nèi)存的,因此大內(nèi)核占用的存儲(chǔ)空間就大,這樣在硬件系統(tǒng)比較小,存儲(chǔ)器資源比較緊張的系統(tǒng)中就不太適用;其次,是維護(hù)起來也比較困難,假如內(nèi)核中的某一個(gè)服務(wù)模塊進(jìn)行了修改,那么在修改之后就必須對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一次編譯,顯得極不方便;再次,就是使得處理器在內(nèi)核運(yùn)行的時(shí)間變長,從而不適合在速度要求較高的場合下應(yīng)用。
總之,操作系統(tǒng)的內(nèi)核大到一定程度之后,會(huì)出現(xiàn)一系列因?yàn)榇蠖a(chǎn)生的諸多問題。為了解決這些問題,人們想了一系列的辦法試圖在滿足應(yīng)用程序所需服務(wù)的前提下把內(nèi)核做小。其中一個(gè)有效的辦法是,把內(nèi)核各個(gè)服務(wù)程序模塊中的部分內(nèi)容移到內(nèi)核的外面作為一個(gè)進(jìn)程來看待,在內(nèi)核中只保留內(nèi)核服務(wù)與用戶進(jìn)程的接口,或者說只保留一個(gè)“殼”。在用戶進(jìn)程需要該服務(wù)時(shí),由這個(gè)“殼”通過發(fā)送消息的方法與服務(wù)進(jìn)程進(jìn)行聯(lián)系,當(dāng)與這個(gè)服務(wù)相關(guān)的服務(wù)進(jìn)程接收到這個(gè)信息時(shí)就馬上啟動(dòng)這個(gè)服務(wù)。這樣,內(nèi)核中保留的只是一些服務(wù)模塊的“殼”.或耆說是消息的轉(zhuǎn)送站,于是內(nèi)核就可以大大變小了。這種內(nèi)核就叫做“微內(nèi)核”,具有微內(nèi)核的操作系統(tǒng)叫做微內(nèi)核操作系統(tǒng)。
因此,在操作系統(tǒng)內(nèi)核的設(shè)計(jì)上有兩種結(jié)構(gòu):宏內(nèi)核結(jié)構(gòu)和微內(nèi)核結(jié)構(gòu)。
宏內(nèi)核的內(nèi)部可被分為若干模塊(或者是層次或其他)。但是在運(yùn)行時(shí),它是一個(gè)獨(dú)立的二進(jìn)制大映像。模塊間的通信不是通過消息傳遞,而是通過直接調(diào)用其他模塊中的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。
在微內(nèi)核中,用以完成系統(tǒng)調(diào)用功能的程序模塊通常只進(jìn)行簡短的處理,而把其余工作通過消息傳遞交給內(nèi)核之外的進(jìn)程來處理。在典型情況下,每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用程序模塊都有一個(gè)與之對應(yīng)的進(jìn)程,微內(nèi)核部分經(jīng)常只不過是一個(gè)消息轉(zhuǎn)發(fā)站,這種方式有助于實(shí)現(xiàn)模塊間的隔離。這種內(nèi)核設(shè)計(jì)的最根本思想就是要保持操作系統(tǒng)的內(nèi)核盡可能小,因?yàn)閮?nèi)核是直接與計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)的,內(nèi)核越小,就越便于在不同的硬件系統(tǒng)間進(jìn)行移植。微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,可以使不需要的模塊不加載到內(nèi)存中,因此,微內(nèi)核就可以更有效地利用內(nèi)存。
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