Wprowadzenie do monolitycznego jądra
Jądro monolityczne to architektura systemu operacyjnego, w której cały system operacyjny działa w przestrzeni jądra. Jest to bardzo podstawowy system operacyjny, który wykonuje zadania takie jak zarządzanie plikami, zarządzanie urządzeniami, zarządzanie pamięcią i zarządzanie procesami. Wszystkie te procesy są bezpośrednio kontrolowane w jądrze. To także zarządza zasobami między sprzętem a aplikacją wraz z usługą użytkownika i usługami jądra, które są implementowane w tej samej przestrzeni adresowej. Zwiększa także rozmiar jądra, a tym samym zwiększa również rozmiar systemu operacyjnego. Jądro to było jedną z najczęściej używanych i preferowanych architektur systemów operacyjnych pod koniec lat 80. XX wieku i na tej podstawie zbudowało wiele systemów operacyjnych. Systemy operacyjne takie jak Linux, Solaris, AIX, OpenVMS, HP-UX, DOS itp. Wykorzystują architekturę Monolitycznego jądra systemu operacyjnego.
Zrozumienie
Aby zrozumieć dowolny system operacyjny, bardzo ważne jest zrozumienie architektury systemu operacyjnego i różnych komponentów oraz sposobu, w jaki się ze sobą komunikują. Jak widać na schemacie architektury pokazanym powyżej, jądro monolityczne jest bardzo starym i podstawowym systemem operacyjnym, który wykonuje zadania takie jak przetwarzanie wsadowe, przesyłanie plików itp. Działa jak maszyna wirtualna i przejmuje kontrolę nad wszystkimi komponentami sprzętowymi.
Kluczowe rzeczy, na które należy zwrócić uwagę w monolitycznej architekturze jądra to
- Wszystkie elementy sprzętowe potrzebne do przetwarzania są osadzone w jądrze.
- Ponieważ wszystkie komponenty są obecne w jądrze, mogą komunikować się ze sobą bezpośrednio, a także z jądrem.
- Może obsłużyć bardzo ograniczone zasoby i idealnie nadaje się do wykonywania mniejszych zadań.
- Może dynamicznie ładować moduły, moduły ładowane dynamicznie powodują bardzo małe obciążenie w porównaniu do wbudowania modułu w obraz systemu operacyjnego.
- Pomaga także ograniczyć ilość kodu działającego w przestrzeni jądra do minimum.
W jaki sposób monolityczne jądro sprawia, że praca jest tak łatwa?
To jądro ma bardzo prostą architekturę, dzięki czemu jest tak łatwa w obsłudze i zrozumieniu. Wymaga także mniej kodu do napisania monolitycznego jądra niż inne jądra, takie jak Microkernel. jądro monolityczne wykorzystuje jedną przestrzeń adresową działającą w trybie jądra do działania ze wszystkimi sterownikami jądra i urządzenia. Główną zaletą tego podejścia jest skuteczność, szczególnie w przypadku architektury x86 przełączanie zadań jest kosztowną operacją.
Graficzny przegląd jądra monolitycznego
Źródło : Wikipedia
Co możesz zrobić z Monolitycznym jądrem?
Oferuje wysoką prędkość i jest idealny do mniejszych zadań, ponieważ może obsłużyć ograniczone zasoby. Jądro monolityczne umożliwia wykonywanie zadań, takich jak planowanie procesora, zarządzanie plikami, zarządzanie pamięcią i inne funkcje za pośrednictwem wywołań systemowych.
Zalety
Do tej pory widzieliśmy architekturę monolitycznego jądra i jego możliwości, teraz zobaczmy zalety:
- Szybkość wykonywania jest większa w jądrze monolitycznym w porównaniu do mikrojądra.
- Do napisania tego jądra wymagane jest mniej kodowania w porównaniu do mikrojądra.
- Jest to jedno oprogramowanie, dzięki czemu zarówno kod źródłowy, jak i kod skompilowany są mniejsze.
- Jądro monolityczne składa się z podstawowych funkcji systemu operacyjnego i sterowników urządzeń oraz umożliwia ładowanie modułów w czasie wykonywania.
- Dynamiczne ładowanie modułów pomaga również ograniczyć ilość kodu działającego w jądrze do minimum.
Dlaczego powinniśmy używać jądra monolitycznego?
Użyj tego jądra, jeśli chcesz, aby wykonanie było szybkie i trzeba było obsłużyć mniej zasobów. Ponadto, jeśli moduły wymagają dynamicznego ładowania, można przejść do Monolitycznego jądra systemu operacyjnego, dynamiczne ładowanie modułów jest bardziej elastycznym sposobem obsługi obrazu systemu operacyjnego w czasie wykonywania w porównaniu do ponownego uruchamiania obrazu systemu operacyjnego.
Zakres
Ten system operacyjny ma bardzo ograniczony zakres, ponieważ był w stanie wykonywać tylko mniejsze zadania. Ponadto istnieją pewne ograniczenia monolitycznego systemu operacyjnego jądra, o których powinieneś wiedzieć przy podejmowaniu decyzji w sprawie systemu operacyjnego.
- To jądro jest trudne do rozszerzenia.
- Jeśli jakaś usługa ulegnie awarii, cały system może ulec awarii w monolitycznym jądrze. Jest to główna wada jądra monolitycznego.
- Kodowanie w przestrzeni jądra jest trudne, ponieważ nie można korzystać ze zwykłych bibliotek, a także debugowanie jest trudne.
- Jeśli użytkownik chce dodać nową usługę, należy zmodyfikować cały system operacyjny.
Kto jest odpowiedni do nauki technologii Monolityczne jądro?
Dla każdego absolwenta informatyki lub informatyka, który właśnie rozpoczął karierę, może to być dobra lektura. Dobra znajomość systemu operacyjnego jest zawsze dodatkiem do firmy. To jądro ma bardzo prostą architekturę, jest bardzo łatwe do zrozumienia i pracy nad nim. Zrozumienie monolitycznego jądra jest również niezbędne do zrozumienia bardziej zaawansowanego systemu operacyjnego, takiego jak system operacyjny Microkernel i hybrydowy system operacyjny.
W jaki sposób ta technologia pomoże ci w rozwoju kariery?
Dobra znajomość dowolnego systemu operacyjnego stanowi dodatkową zaletę dla każdego informatyka, jest to także dobry punkt wyjścia do zrozumienia systemu operacyjnego opartego na jądrze. Większość projektów bankowych i finansowych nadal korzysta z systemu operacyjnego opartego na Linux i Unix, a ponieważ mają tę architekturę jądra, dobrze byłoby dogłębnie zrozumieć jej architekturę.
Wniosek
Dotarliśmy do końca artykułu, mam nadzieję, że już teraz rozumiecie, czym jest jądro monolityczne, jak to działa, jak wygląda architektura i jak może pomóc wam osiągnąć sukces w karierze. Również jeśli zrozumiesz architekturę systemu operacyjnego z monolitycznym jądrem, łatwiej będzie ci zrozumieć bardziej zaawansowany system operacyjny, taki jak system operacyjny z mikrojądrem i architekturę systemu operacyjnego z jądrem hybrydowym.
Polecane artykuły
To był przewodnik po Monolitycznym jądrze. Omówiliśmy tutaj podstawowe pojęcia, definicję, zakres, rozwój kariery i zalety monolitycznego jądra. Możesz także przejrzeć nasze inne sugerowane artykuły, aby dowiedzieć się więcej -
- Co to jest technologia Salesforce?
- Co to jest tworzenie oprogramowania?
- Co to jest Informatica?
- Co to jest programista SQL?