Úvod do monolitického jádra

Monolitické jádro je architektura operačního systému, kde celý operační systém pracuje v prostoru jádra. Jedná se o velmi základní operační systém, který provádí úkoly, jako je správa souborů, správa zařízení, správa paměti a řízení procesů. Všechny tyto procesy jsou přímo řízeny v jádře. To také spravuje prostředky mezi hardwarem a aplikacemi spolu s Uživatelskou službou a službami jádra, které jsou implementovány ve stejném adresním prostoru. Zvyšuje také velikost jádra a tím také zvyšuje velikost operačního systému. Toto jádro bylo jednou z nejpoužívanějších a nejoblíbenějších architektur OS koncem 80. let a mnoho operačních systémů na tom stavělo. Operační systémy jako Linux, Solaris, AIX, OpenVMS, HP-UX, DOS atd. Využívají architekturu monolitického jádra.

Porozumění

Abychom pochopili jakýkoli operační systém, je velmi důležité porozumět architektuře OS a různým komponentům a jak spolu komunikují. Jak je vidět z výše uvedeného schématu architektury, monolitické jádro je velmi starý a základní operační systém, který plní úkoly, jako je dávkové zpracování, přenos souborů atd. Funguje jako virtuální stroj a ovládá všechny hardwarové komponenty.

V architektuře monolitických jader je důležité si všimnout

  1. Všechny hardwarové komponenty, které jsou potřebné pro zpracování, jsou zabudovány do jádra.
  2. Protože jsou všechny komponenty uvnitř jádra, mohou mezi sebou komunikovat přímo a také s jádrem.
  3. Zvládá velmi omezené zdroje a je ideální pro provádění menších úkolů.
  4. Může načítat moduly dynamicky, dynamicky načítatelné moduly mají velmi malou režii ve srovnání s integrací modulu do obrazu operačního systému.
  5. Pomáhá také udržovat minimum kódu běžícího v prostoru jádra.

Jak usnadňuje monolitické jádro práci?

Toto jádro má velmi jednoduchou architekturu a díky tomu je práce a porozumění tak snadné. To také vyžaduje méně kódu psát monolitické jádro než jiná jádra jako Microkernel. monolitické jádro využívá k fungování jednoho adresového prostoru běžícího v režimu jádra se všemi ovladači jádra a zařízení. Hlavní výhodou tohoto přístupu je efektivní zejména u architektury x86 bylo přepínání úkolu je nákladná operace.

Grafický přehled monolitického jádra

Zdroj : Wikipedia

Co můžete dělat s monolitickým jádrem?

Nabízí vysokou rychlost a je ideální pro menší úkoly, protože zvládne omezené zdroje. S monolitickým jádrem můžete prostřednictvím systémových volání provádět úkoly, jako je plánování CPU, správa souborů, správa paměti a další funkce.

Výhody

Dosud jsme viděli architekturu monolitického jádra a to, co může udělat, nyní se podívejme na výhody:

  1. Rychlost provádění je v monolitickém jádru ve srovnání s mikrokrokelem rychlejší.
  2. K zápisu tohoto jádra ve srovnání s mikrok jádrem je zapotřebí méně kódování.
  3. Jedná se o jeden kus softwaru, a proto je zdrojový i kompilovaný kód menší.
  4. Monolitické jádro se skládá z hlavních funkcí ovladačů operačního systému a zařízení a schopných načítat moduly za běhu.
  5. Dynamické načítání modulů také pomáhá minimalizovat množství běžícího kódu v jádře.

Proč bychom měli používat monolitické jádro?

Toto jádro použijte, pokud potřebujete, aby provádění bylo rychlé a bylo potřeba zpracovat méně zdrojů. Také, pokud je třeba moduly načítat dynamicky, lze jít s OS monolitického jádra, dynamické načítání modulů je flexibilnější způsob zpracování obrazu operačního systému za běhu ve srovnání s restartováním obrazu operačního systému.

Rozsah

Tento operační systém má velmi omezený rozsah, protože byl schopen provádět pouze menší úkoly. Rovněž existují určitá omezení monolitického jádra OS, o kterých byste měli dobře vědět při rozhodování o OS.

  1. Toto jádro lze jen těžko rozšířit.
  2. Dojde-li k nějaké havárii služby, celý systém může dojít k selhání v monolitickém jádře. Toto je hlavní nevýhoda monolitického jádra.
  3. Kódování v prostoru jádra je těžké, protože nemůžete využívat běžné knihovny a ladění je také obtížné.
  4. Pokud chce uživatel přidat novou službu, musí být změněn celý operační systém.

Kdo je tím pravým publikem pro učení technologií monolitických jader?

Pro každého absolventa informatiky nebo IT odborníky, kteří právě zahájili kariéru, by to mohlo být dobré čtení. Dobrá znalost OS je pro společnost vždy doplňkem. Toto jádro má velmi jednoduchou architekturu, je velmi snadno pochopitelné a pracuje na něm. Porozumění monolitického jádra je také nutností pro pochopení pokročilejšího operačního systému, jako je operační systém Microkernel a hybridní operační systém.

Jak vám tato technologie pomůže v kariérním růstu?

Dobrá znalost jakéhokoli operačního systému je další výhodou pro všechny IT profesionály. Také to je dobrý výchozí bod pro pochopení operačního systému založeného na jádře. Většina bankovních a finančních projektů stále využívá operační systém založený na Linuxu a Unixu, a protože mají tuto architekturu jádra, bylo by dobré dobře porozumět jádrové architektuře do hloubky.

Závěr

Dosáhli jsme až do konce článku, doufáme, že nyní máte jasnou představu o tom, co je monolitické jádro, jak to funguje, jeho architekturu a jak vám může pomoci vyniknout ve vaší kariéře. Také pokud získáte jasnost v architektuře monolitického jádra OS, bude pro vás snadné pochopit pokročilejší operační systémy, jako je architektura mikrokernelů a hybridní jádra OS.

Doporučené články

Toto byl průvodce monolitickým jádrem. Zde jsme diskutovali základní pojmy, definice, rozsah, kariérní růst a výhody monolitického jádra. Další informace naleznete také v dalších navrhovaných článcích -

  1. Co je technologie Salesforce?
  2. Co je vývoj softwaru?
  3. Co je to Informatica?
  4. Co je SQL Developer?

Kategorie:

Vývoj softwaru