Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры

Операционные системы, основанные на концепции микроядра, в высокой степени соответствуют большинству требований к современным операционным системам, обладая целым рядом достоинств.

· Высокой степенью переносимости, обусловленной тем, что весь машинно - зависимый код изолирован в микроядре, поэтому для переноса системы на новый процессор требуется меньше изменений и все они логически сгруппированы вместе.

· Расширяемостью, которая присуща микроядерной операционной системе в очень высокой степени. В традиционных системах даже при наличии многослойной структуры нелегко удалить или заменить один слой, по причине множественности и размытости интерфейсов между слоями. В то же время ограниченный набор четко определенных интерфейсов микроядра открывает путь к упорядоченному росту и эволюции операционной системы. Добавление новой подсистемы требует разработки нового приложения, что никак не затрагивает целостности микроядра.

· Надежностью, так как каждый сервер выполняется в виде отдельного процесса в своей области памяти и таким образом защищен от других серверов операционной системы. И если один сервер терпит крах, то он может быть перезапущен без останова или повреждения остальных серверов операционной системы. Более того, поскольку серверы работают в пользовательском режиме, они не могут испортить микроядро, а небольшой объем кода микроядра снижает вероятность ошибок программирования.

· Поддержкой распределенных вычислений, так как используются механизмы аналогичные сетевым. Серверы микроядерной операционной системы могут работать как на одном, так и на разных компьютерах. В этом случае при получении сообщения от приложения микроядро может обработать его самостоятельно и передать локальному серверу или же переслать по сети микроядру, работающему на другом компьютере. Переход к распределенной обработке требует минимальных изменений в работе операционной системы – просто локальный транспорт заменяется на сетевой.

За эти достоинства приходится платить снижением производительности, и это является основным недостатком микроядерной архитектура.

При классической организации операционной системы (см. рис. 3.10, а) выполнение системного вызова сопровождается двумя переключениями режимов, а при микроядерной организации (см. рис. 3.10, б) – четырьмя. Таким образом, операционная система на основе микроядра при прочих равных условиях всегда будет медленнее, чем операционная система с классическим ядром. Именно поэтому микроядерный подход не получил такого широкого распространения, которое ему предрекали. Серьезность этого недостатка хорошо иллюстрирует история развития Windows NT. В версиях 3.1. и 3.5. диспетчер окон, графическая библиотека и высокоуровневые драйверы графических устройств входили в состав сервера, и вызов функций этих модулей осуществлялся в соответствии с микроядерной схемой. Но такой механизм обращения к часто используемым функциям графического интерфейса существенно замедлял работу приложений. В результате в версию 4.0. были внесены существенные изменения – все перечисленные модули были перенесены в ядро, что отдалило эту операционную систему от идеальной микроядерной архитектуры, но зато резко повысило ее производительность.