Biểu đồ so sánh
| Cơ sở để so sánh | Hạt nhân | Hạt nhân nguyên khối |
|---|---|---|
| Căn bản | Trong các dịch vụ người dùng microkernel và kernel, các dịch vụ được giữ trong không gian địa chỉ riêng biệt. | Trong kernel nguyên khối, cả dịch vụ người dùng và dịch vụ kernel đều được giữ trong cùng một không gian địa chỉ. |
| Kích thước | Microkernel có kích thước nhỏ hơn. | Hạt nhân nguyên khối lớn hơn hạt nhân vi mô. |
| Chấp hành | Thực hiện chậm. | Thi công nhanh. |
| Mở rộng | Các hạt nhân có thể dễ dàng mở rộng. | Hạt nhân nguyên khối khó mở rộng. |
| Bảo vệ | Nếu một dịch vụ gặp sự cố, nó sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của vi hạt nhân. | Nếu một dịch vụ gặp sự cố, toàn bộ hệ thống gặp sự cố trong nhân nguyên khối. |
| Mã | Để viết một hạt nhân, cần nhiều mã hơn. | Để viết một hạt nhân nguyên khối, cần ít mã hơn. |
| Thí dụ | QNX, Symbian, L4Linux, Singularity, K42, Mac OS X, Integrity, PikeOS, HURD, Minix và Coyotos. | Linux, BSD (FreeBSD, OpenBSD, NetBSD), Microsoft Windows (95, 98, Me), Solaris, OS-9, AIX, HP-UX, DOS, OpenVMS, XTS-400, v.v. |
Định nghĩa vi nhân
Microkernel là kernel quản lý tất cả tài nguyên hệ thống. Nhưng trong một vi nhân, các dịch vụ người dùng và dịch vụ hạt nhân được triển khai trong không gian địa chỉ khác nhau. Các dịch vụ người dùng được giữ trong không gian địa chỉ người dùng và các dịch vụ kernel được giữ trong không gian địa chỉ kernel . Điều này làm giảm kích thước của kernel và giảm thêm kích thước của hệ điều hành.
Ngoài giao tiếp giữa ứng dụng và phần cứng của hệ thống, microkernel cung cấp các dịch vụ tối thiểu về quản lý quá trình và bộ nhớ. Giao tiếp giữa chương trình / ứng dụng khách và các dịch vụ đang chạy trong không gian địa chỉ người dùng được thiết lập thông qua việc truyền tin nhắn. Họ không bao giờ tương tác trực tiếp. Điều này làm giảm tốc độ thực thi của vi hạt nhân.
Trong một vi nhân, các dịch vụ người dùng được cách ly với các dịch vụ kernel, vì vậy nếu bất kỳ dịch vụ người dùng nào bị lỗi thì nó không ảnh hưởng đến dịch vụ kernel và do đó Hệ điều hành vẫn không bị ảnh hưởng . Đây là một trong những lợi thế của hạt nhân. Các hạt nhân có thể dễ dàng mở rộng . Nếu các dịch vụ mới được thêm vào, chúng sẽ được thêm vào không gian địa chỉ người dùng và do đó, không gian kernel không yêu cầu bất kỳ sửa đổi nào. Các hạt nhân cũng dễ dàng di động, an toàn và đáng tin cậy.
Định nghĩa hạt nhân nguyên khối
Hạt nhân nguyên khối quản lý tài nguyên hệ thống giữa ứng dụng và phần cứng của hệ thống. Nhưng không giống như microkernel, các dịch vụ người dùng và dịch vụ kernel được triển khai trong cùng một không gian địa chỉ. Điều này làm tăng kích thước của kernel làm tăng thêm kích thước của hệ điều hành.
Hạt nhân nguyên khối cung cấp lập lịch CPU, quản lý bộ nhớ, quản lý tệp và các chức năng hệ điều hành khác thông qua các cuộc gọi hệ thống. Vì các dịch vụ người dùng và dịch vụ kernel đều nằm trong cùng một không gian địa chỉ, điều này dẫn đến hệ điều hành thực thi nhanh.
Một trong những nhược điểm của hạt nhân nguyên khối là nếu bất kỳ một dịch vụ nào bị hỏng toàn bộ hệ thống đều bị sập. Nếu một dịch vụ mới được thêm vào trong nhân nguyên khối, toàn bộ hệ điều hành sẽ được sửa đổi.
Sự khác biệt chính giữa hạt nhân vi mô và hạt nhân nguyên khối
- Điểm cơ bản để phân biệt hạt nhân và hạt nhân nguyên khối là vi nhân thực hiện các dịch vụ người dùng và dịch vụ hạt nhân trong các không gian địa chỉ khác nhau và hạt nhân nguyên khối thực hiện cả dịch vụ người dùng và dịch vụ hạt nhân trong cùng một không gian địa chỉ .
- Kích thước của microkernel nhỏ vì chỉ các dịch vụ kernel nằm trong không gian địa chỉ kernel. Tuy nhiên, kích thước của hạt nhân nguyên khối tương đối lớn hơn microkernel vì cả dịch vụ kernel và dịch vụ người dùng đều nằm trong cùng một không gian địa chỉ.
- Việc thực thi kernel nguyên khối nhanh hơn khi giao tiếp giữa ứng dụng và phần cứng được thiết lập bằng cách sử dụng lệnh gọi hệ thống . Mặt khác, việc thực thi vi nhân chậm do giao tiếp giữa ứng dụng và phần cứng của hệ thống được thiết lập thông qua tin nhắn truyền qua .
- Thật dễ dàng để mở rộng microkernel vì dịch vụ mới sẽ được thêm vào trong không gian địa chỉ người dùng được cách ly với không gian kernel, do đó kernel không cần phải sửa đổi. Đối diện là trường hợp với hạt nhân nguyên khối nếu một dịch vụ mới được thêm vào hạt nhân nguyên khối thì toàn bộ hạt nhân cần phải được sửa đổi.
- Microkernel an toàn hơn kernel nguyên khối vì nếu một dịch vụ bị lỗi trong microkernel, sytem hoạt động vẫn không bị ảnh hưởng. Mặt khác, nếu một dịch vụ bị lỗi trong toàn bộ hệ thống nhân nguyên khối thì hệ thống sẽ thất bại.
- Thiết kế hạt nhân nguyên khối đòi hỏi ít mã hơn, điều này càng dẫn đến ít lỗi hơn. Mặt khác, thiết kế vi hạt cần nhiều mã hơn, dẫn đến nhiều lỗi hơn.
Phần kết luận:
Microkernel chậm hơn nhưng an toàn và đáng tin cậy hơn kernel nguyên khối. Hạt nhân nguyên khối nhanh nhưng kém an toàn vì bất kỳ lỗi dịch vụ nào cũng có thể dẫn đến sự cố hệ thống.
