Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Микроядерная архитектура




Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Суть микроядерной архитектуры состоит в следующем – в привилегированном режиме остается работать толь очень небольшая часть операционной системы, называемая микроядром.

В состав микроядра входят машинно-зависимые модули, а также модули, выполняющие функции базовых механизмов обычного ядра:

· по управлению процессами;

· обработке прерываний;

· управлению виртуальной памятью;

· управлению устройствами ввода-вывода, связанными с загрузкой или чтением регистров устройств.

Все остальные функции ядра оформляются в виде приложений, работающих в пользовательском режиме.

Многие менеджеры ресурсов (файловая система, подсистема управления виртуальной памятью и процессами и т.п.), являющиеся неотъемлемой частью обычного ядра, становятся «периферийными» модулями, работающими в пользовательском режиме.

Менеджеры ресурсов, работающие в пользовательском режиме, имеют принципиальные отличия от традиционных вспомогательных модулей операционной системы. Последние вызываются пользователями системы, а менеджеры ресурсов обслуживают запросы приложений. Поэтому в ОС с классической архитектурой отсутствуют механизмы, с помощью которых одно приложение могло бы вызвать функцию другого.



В микроядерной архитектуре менеджеры ресурсов становятся серверами операционной системы, то есть модулями, основное назначение которых является обслуживание запросов локальных приложений и других модулей ОС.

Очевидно, что для реализации микроядерной архитектуры необходимым условием является наличие в ОС удобного и эффективного способа вызова процедур одного процесса из другого. Поддержка такого механизма и является одной из главных задач микроядра (рис. 1.5).

Рис.1.5. Иллюстрация системного вызова в микроядерной архитектуре

 

Преимущества микроядерной архитектуры:

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

· Высокая расширяемость – добавление новой подсистемы требует разработки только нового приложения, что никак не затрагивает целостность микроядра.

· Легкая конфигурируемость ОС – достаточно изменить файл с настройками начальной конфигурации системы или же остановить ненужные больше серверы (менеджеры ресурсов) в ходе работы системы обычными для остановки приложений средствами.

· Повышенная надежность ОС – каждый сервер выполняется в виде отдельного процесса в своей собственной области памяти и таким образом защищен от других серверов ОС, что не наблюдается в традиционных ОС, где все модули ядра могут влиять друг на друга. Кроме этого, уменьшенный объем кода ядра снижает вероятность появления ошибок программирования.

· Возможна поддержка распределенных вычислений, так как используются механизмы, аналогичные сетевым: взаимодействие клиентов и серверов путем обмена сообщениями. Серверы микроядра могут работать как на одном, так и на разных компьютерах.

Недостаток микроядерной архитектуры:

· Более низкая производительность, чем при классической архитектуре – системный вызов сопровождается не двумя переключениями режима (пользовательского и привилегированного), а четырьмя (рис. 1.5 и 1.6).

 

Рис. 1.6. Смена режимов при выполнении системных вызовов в операционной системе с классически ядром (a) и с микроядерной архитектурой (б)

 

Из-за этого недостатка разработчики не всегда жестко придерживаются принципа минимизации функций ядра, часто жертвуя этим ради повышения производительности. Таким образом, главная проблема разработки микроядерной ОС – что включать в микроядро, а что выносить в пользовательское пространство.




Читайте также:
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1194)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.007 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7