Descripción general del kernel monolítico vs microkernel (μ-kernel)
El siguiente artículo proporciona una diferencia entre el núcleo monolítico y el microkernel. Veamos primero qué es Kernel. En el mundo de hoy, todos dependemos de computadoras y dispositivos móviles y los usamos en nuestra vida diaria. ¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan estos pequeños dispositivos internamente? ¿Alguna vez has intentado comprender un sistema operativo y te has topado con el término "kernel" y te preguntas qué es o de dónde viene? ¿Alguna vez has usado un mouse por primera vez y te ha divertido cómo la computadora reconoce el movimiento de tu mouse? Ahí es donde entra en juego el Kernel.
Un kernel es un software que forma una capa entre el hardware y el sistema operativo. Es el primer programa que se carga en el inicio del sistema. Gestiona recursos de memoria, recursos de CPU y todos los procesos / tareas en cualquier computadora. Todas las solicitudes a otros recursos pasan por el núcleo. Si queremos imprimir, la instrucción de impresión se procesa a través del núcleo.
Cada clic de nuestro mouse se procesa a través del núcleo. Si un proceso requiere memoria para ejecutarse, será el núcleo el que asigne la memoria. Está en el centro de cada operación que ejecuta su computadora. Es responsable de la gestión de la memoria, las redes, el control de dispositivos y los sistemas de archivos, por nombrar algunos. Cada sistema informático usa un núcleo. Todos los sistemas operativos como Windows, Mac OS, Linux usan kernel. No se limita solo a las computadoras, incluso los sistemas operativos de su dispositivo móvil como Android, Windows mobile e iOS usan kernel.
¿En qué se diferencia Kernel de un sistema operativo?
Un kernel es parte de un sistema operativo o podría decirse que es el corazón de un sistema operativo. Un núcleo junto con aplicaciones útiles se convierte en un sistema operativo.
Lo importante a tener en cuenta aquí es que un sistema operativo consta de dos partes:
- El espacio del kernel (modo privilegiado)
- El espacio de usuario (modo sin privilegios)
Hay diferentes tipos de kernel. Los dos tipos principales son a saber:
- Núcleo monolítico
- MicroKernel
Estos tipos de kernel se segregan en función de cómo gestionan una solicitud de un proceso (también conocido como llamadas del sistema) y recursos. Los granos monolíticos son mucho más antiguos que los microkernels. Los microkernels fueron descubiertos a fines de la década de 1980.
Comparación de cabeza a cabeza entre Kernel monolítico vs MicroKernel
A continuación se muestran las 10 principales diferencias entre Kernel monolítico y MicroKernel 
Diferencias clave entre Kernel monolítico vs MicroKernel
Discutamos algunas de las principales diferencias entre Kernel Monolítico vs MicroKernel.
- Uso del espacio para la ejecución: el núcleo monolítico ejecuta todas las instrucciones del sistema operativo en el mismo espacio de direcciones que es el espacio del núcleo, mientras que Microkernel ejecuta la mayoría de las instrucciones del sistema en el espacio del usuario y solo unas pocas en el espacio del núcleo. En el caso de los microkernels, solo los procesos importantes, como la comunicación entre procesos, la programación y la gestión de la memoria, tienen lugar en el espacio del kernel.
- Tamaño del núcleo: en Monolítico, dado que todas las instrucciones del sistema se ejecutan en el espacio del núcleo, aumenta el tamaño general del núcleo. Esto lleva a un aumento en el tamaño del sistema operativo también.
- Velocidad de ejecución: el kernel monolítico proporciona una mejor velocidad en comparación con Microkernel, ya que ejecuta todas las instrucciones en el mismo espacio de direcciones, lo que hace que la ejecución sea más rápida. En el caso de Microkernel, la ejecución es más lenta debido a los mensajes adicionales que pasan entre los diferentes servicios que se ejecutan en diferentes espacios de direcciones.
- Estabilidad: si un proceso se bloquea en un núcleo monolítico, se produce una interrupción en todo el sistema. Esto se debe a que cada proceso que se ejecuta en el mismo espacio de direcciones se ve afectado. Mientras que en el caso del microkernel debido a la división de la operación del sistema entre el kernel y el espacio de usuario, un bloqueo del servicio no afecta a otros servicios.
- Comunicación entre procesos : los núcleos monolíticos utilizan señales y zócalos para lograr la comunicación entre procesos, mientras que los micro núcleos utilizan colas de mensajes para lograr lo mismo.
- Extensibilidad: una de las principales diferencias entre los dos tipos de kernel es la extensibilidad. Para agregar nuevas características a un núcleo monolítico, uno tendría que volver a compilar todo el núcleo. La recompilación llevaría a más memoria y consumo de tiempo. Por otro lado, en el caso del microkernel, los servicios están aislados unos de otros a medida que implementa colas de mensajería, lo que hace que sea más flexible agregar o eliminar funciones.
- Mantenibilidad: Esto es similar a la extensibilidad. Para corregir cualquier error en el núcleo monolítico, uno tendría que volver a compilar todo el núcleo. Mientras que ese no es el caso del microkernel.
- Depuración: un bloqueo en el modo privilegiado que es el espacio del kernel podría dañar el depurador. Debido a esto, es difícil depurar un núcleo monolítico en comparación con un microkernel.
- Seguridad: los microkernels son más seguros en comparación con el kernel monolítico, ya que el kernel monolítico ejecuta todo su código en modo privilegiado, lo que aumenta las posibilidades de un desastre.
Tabla de comparación de kernel monolítico vs microkernel
Discutamos las principales diferencias entre Kernel Monolítico vs MicroKernel.
| Bases de comparación entre Kernel monolítico vs MicroKernel | Kernel monolítico | MicroKernel |
| Estilo de ejecución | Todos los procesos se ejecutan bajo el espacio del kernel en modo privilegiado. | Solo los procesos más importantes tienen lugar en el espacio Kernel. Todos los demás procesos se ejecutan en el espacio del usuario. |
| Talla | El tamaño del grano es mayor en comparación con el microkernel. | El tamaño del grano es más pequeño con respecto al grano monolítico. |
| Velocidad | Proporciona una ejecución más rápida de los procesos. | La ejecución del proceso es más lenta. |
| Estabilidad | Un solo bloqueo del proceso hará que todo el sistema se bloquee. | Un bloqueo de un solo proceso no tendrá impacto en otros procesos. |
| Comunicación entre procesos | Use señales y enchufes para lograr la comunicación entre procesos. | Utilice las colas de mensajes para lograr la comunicación entre procesos. |
| Extensibilidad | Difícil de extender. | Fácilmente extensible. |
| Mantenibilidad | El mantenimiento consume más tiempo y recursos. | Fácilmente mantenible |
| Depurar | Más difícil de depurar | Más fácil de depurar |
| Seguridad | Menos seguro. | Más seguro |
| Ejemplo | Linux | Mac OS |
Conclusión
Ambas arquitecturas del núcleo vienen con su propio conjunto de ventajas y desventajas. Por lo tanto, no hay una respuesta directa sobre cuál es mejor y debe usarse. El estilo del núcleo debe seleccionarse en función de las necesidades y requisitos que uno debe cumplir. Algunos otros tipos de núcleos son el núcleo híbrido, el nanokernel, el exokernel.
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