Microkernel (original) (raw)

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Mikrojádro je v informatice typ jádra operačního systému, které je velmi malé a obsahuje jen nejzákladnější funkce (typicky správu paměti a podporu pro plánování procesů a meziprocesové komunikace), čímž se minimalizuje objem běžícího kódu v privilegovaném režimu. Ostatní potřebné části jádra jsou řešeny v uživatelském prostoru jako běžné procesy (resp. démoni, u mikrojader se označují servery), například správa souborového systému, ovladače zařízení, podpora protokolů pro počítačové sítě a další. Mezi zástupce systémů s mikrojádrem patří operační systém MINIX 3, GNU Hurd (s mikrojádrem GNU Mach), L4Linux (s mikrojádrem L4-Fiasco.OC), PikeOS, QNX a Symbian OS. Opakem mikrojádra je monolitické jádro, kompromisem pak hybridní jádro.

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dbo:abstract Mikrojádro je v informatice typ jádra operačního systému, které je velmi malé a obsahuje jen nejzákladnější funkce (typicky správu paměti a podporu pro plánování procesů a meziprocesové komunikace), čímž se minimalizuje objem běžícího kódu v privilegovaném režimu. Ostatní potřebné části jádra jsou řešeny v uživatelském prostoru jako běžné procesy (resp. démoni, u mikrojader se označují servery), například správa souborového systému, ovladače zařízení, podpora protokolů pro počítačové sítě a další. Mezi zástupce systémů s mikrojádrem patří operační systém MINIX 3, GNU Hurd (s mikrojádrem GNU Mach), L4Linux (s mikrojádrem L4-Fiasco.OC), PikeOS, QNX a Symbian OS. Opakem mikrojádra je monolitické jádro, kompromisem pak hybridní jádro. (cs) Es coneix com a microkernel al model de kernel de sistema operatiu que consisteix a distribuir porcions de codi modulars i senzilles les operacions necessàries per construir una màquina virtual sobre el maquinari d'un sistema de còmput. Construït així, un microkernel consta d'un conjunt limitat d'operacions (la major part de baix nivell) que s'executen en espai de kernel, mentre que les restants (crides al sistema, gestió de memòria, sistema de fitxers, operacions d'E/S, etc.) s'executen mitjançant processos servidors en espai d'usuari. Això millora la tolerància a errors i eleva la portabilitat entre plataformes de maquinari, segons els defensors d'aquesta tendència. Però els seus detractors diuen que el codi és més complex, té menys rendiment i està limitat en diverses funcions. Alguns exemples de sistemes operatius amb microkernel: * Minix * GNU Hurd * NeXTSTEP * BeOS * L4 * * AmoebaOS * * * Chorus * MacOSX (ca) Ein Mikrokernel, auch µ-Kernel oder Mikrokern, ist ein Betriebssystemkern, der im Gegensatz zu einem monolithischen Kernel nur grundlegende Funktionen erfüllt – in der Regel sind dies Speicher- und Prozessverwaltung, sowie Grundfunktionen zur Synchronisation und Kommunikation.Alle weiteren Funktionen werden als eigene Prozesse (Server), die mit den nachfragenden Programmen (Client) kommunizieren, oder als Programmbibliothek, welche von den nachfragenden Programmen eingebunden wird, im Benutzer-Modus implementiert. Mikrokerne sind besonders geeignet zur Implementierung verteilter Betriebssysteme, da die Betriebssystem-Komponenten ausgelagert werden können. (de) نواة دقيقة (بالإنجليزية: Micro Kernel)‏ في علوم الحاسوب، مصطلح نواة دقيقة يعني الحد الأدنى من البرمجيات التي يمكن أن توفر المقومات الأساسية لنظام التشغيل. (ar) En computación, un micronúcleo (en inglés, microkernel o μkernel) es un tipo de núcleo de un sistema operativo que provee un conjunto de primitivas o llamadas mínimas al sistema para implementar servicios básicos como espacios de direcciones, comunicación entre procesos y planificación básica. Todos los otros servicios (gestión de memoria, sistema de archivos, operaciones de E/S, etc.), que en general son provistos por el núcleo, se ejecutan como procesos servidores en espacio de usuario. El paradigma del micronúcleo, tuvo una gran relevancia académica durante los años ochenta y principios de los noventa, dentro de lo que se denominó , esto es, sistemas independientes que fuesen capaces de superar por sí mismos errores de software o hardware. En un principio pretendía ser una solución a la creciente complejidad de los sistemas operativos. Las principales ventajas de su utilización son la reducción de la complejidad, la descentralización de los fallos (un fallo en una parte del sistema no se propagaría al sistema entero) y la facilidad para crear y depurar controladores de dispositivos.Según los defensores de esta tendencia, esto mejora la tolerancia a fallos y eleva la portabilidad entre plataformas de hardware. Por otro lado, sus principales dificultades son la complejidad en la sincronización de todos los módulos que componen el micronúcleo y su acceso a la memoria, la anulación de las ventajas de Zero Copy y la integración con las aplicaciones. Además, los procesadores y arquitecturas modernas de hardware están optimizadas para sistemas de núcleo que pueden mapear toda la memoria.Sus detractores le achacan también y fundamentalmente, mayor complejidad en el código, menor rendimiento y limitaciones en diversas funciones. (es) In computer science, a microkernel (often abbreviated as μ-kernel) is the near-minimum amount of software that can provide the mechanisms needed to implement an operating system (OS). These mechanisms include low-level address space management, thread management, and inter-process communication (IPC). If the hardware provides multiple rings or CPU modes, the microkernel may be the only software executing at the most privileged level, which is generally referred to as supervisor or kernel mode. Traditional operating system functions, such as device drivers, protocol stacks and file systems, are typically removed from the microkernel itself and are instead run in user space. In terms of the source code size, microkernels are often smaller than monolithic kernels. The MINIX 3 microkernel, for example, has only approximately 12,000 lines of code. (en) Dalam pengetahuan Ilmu Komputer, mikrokernel merupakan seperangkat perangkat lunak dalam jumlah minimum yang meyediakan beragam mekanisme dasar yang dibutuhkan untuk bekerja sebagai sebuah sistem operasi, seperti halnya manajemen pengalamatan ruang tingkat rendah, manajemen thread, dan komunikasi antar proses. Dalam implementasinya mikrokernel merupakan satu-satunya perangkat lunak yang berjalan dengan tingkat kewenangan tertinggi (umumnya disebut sebagai modus supervisor atau modus kernel) dari serangkaian level kewenangan yang tersedia pada perangkat kerasnya. Layanan yang disediakan oleh sebuah sistem operasi beberapa diantaranya adalah device driver, protokol jaringan, sistem berkas, dan kode antarmuka pengguna yang berada dalam ruang pengguna. Mikrokernel sangat erat terkait dengan exokernel, serta memiliki banyak kesamaan dengan hypervisor.namun implementasinya lebih bersifat minimalis, dan secara spesifik untuk mendukung pengimplementasian mesin virtual. Mikrokernel L4 sering juga disebut sebagai hypervisor, yang mengindikasikan kemungkinan pengimplementasian sebuah mikrokernel sebagai hypervisor. Istilah nanokernel dalam sejarahnya digunakan untuk membedakan mikrokernel saat ini dengan istilah mikrokernel sebelumnya yang menyediakan layanan sistem aktual, tetapi secara prinsip minimalitas menurut Jochen Liedtke dalam disain mikrokernel L4 menyebutkan bahwa istilah-istilah tersebut memiliki arti yang kurang lebih sama. (in) マイクロカーネル（英: microkernel）とはオペレーティングシステム (OS) の設計思想、及びそのようなOSのカーネル部の名称である。OSが担う各種機能のうち、必要最小限のみをカーネル空間に残し、残りをユーザーレベルに移すことで全体の設計が簡素化でき、結果的にカスタマイズ性が向上し、性能も向上できるというOSの設計手法のことである。カーネル本体が小規模な機能に限定されるので「マイクロカーネル」と呼ばれるが、必ずしも小さなOSを構成するとは限らない。 マイクロカーネルの出現に伴い、従来型のOSを「モノリシックカーネル（一枚岩のカーネルという意）」と呼ぶようになった。マイクロカーネルの思想を更に推し進めたナノカーネルも提唱されている。 (ja) 마이크로커널(microkernel)은 컴퓨터 과학에서 운영 체제에 추가되어야 하는 메커니즘을 최소한으로 제공하는 초소형 커널이다. 이러한 미니멀리티 메커니즘에는 낮은 수준의 주소 공간 관리, 스레드 관리, 프로세스 간 통신(IPC)을 포함한다. 하드웨어가 여러 개의 링과 를 제공한다면 마이크로커널은 최고 권한 수준(일반적으로 수퍼바이저 및 커널 모드로 부름)에서 실행되는 유일한 소프트웨어가 된다. 소스 코드 크기 측면에서 마이크로커널은 일반적으로 10,000줄 이하의 코드를 지니는 경향이 있다. 이를테면 미닉스 3의 경우 6,000줄 이하의 코드가 있다. (ko) Een microkernel is in de informatica een kernel die zeer weinig diensten uitvoert en waarbij dus het merendeel van de diensten in gebruikersmodus wordt uitgevoerd. Het woorddeel micro komt van het Oudgriekse μικρός (mikros: "klein"). Daarmee wordt vooral gerefereerd aan het feit dat microkernels zeer klein zijn. De tegenhanger van de microkernel is de monolithische kernel, waarbij de diensten in supervisormodus worden gedraaid. (nl) En mikrokärna är en kärna i ett operativsystem som försöker vara så liten som möjligt. Den koncentrerar sig på att stödja processer, i form av grundläggande resurshantering för minne, schemaläggning av processortid och kommunikation mellan processer. All annan funktionalitet, exempelvis filsystem, drivrutiner för hårdvara och fönsterhantering förväntas ligga som separata användarprocesser. Tanken är då att en process kan krascha eller fungera onormalt utan att systemet som helhet upphör att fungera. Akademiskt är Minix i olika versioner ett känt exempel på mikrokärnor. Mer praktiskt populärt är QNX. Det finns även system som logiskt är uppdelade i flera moduler, med en snävt definierad central kärna, men där fler moduler än denna kärna körs i samma adressutrymme. Detta kallas ibland hybridkärna, med Windows NT som exempel. Ett problem som ofta framhålls med rena mikrokärnor är att mycket tid ägnas åt att kopiera innehåll i minnet mellan olika adressutrymmen, alternativt en virtuell växling av minne genom processorns minneshantering. Detta åtföljs av en växling av exekveringsmiljö, en s.k. , vilket kan göra populära naiva sätt att lösa vissa problem (som att läsa en rad i taget från en fil) synnerligen långsamma, om man inte lägger till en i klientprocessen. Vissa system med drivrutiner utanför kärnan löser detta genom att drivrutinen ligger i alla processers adressutrymmen och själv kan avgöra när och hur ett anrop skall skickas vidare. Det finns också mer tekniska lösningar för hur serverprocesser (för till exempel filsystem) skall kunna "haka på" vissa andra processer. (sv) Mikrojądro (ang. microkernel) – rodzaj jądra systemu operacyjnego, które zawiera tylko najbardziej niezbędne elementy, takie jak funkcje zarządzania wątkami, komunikacją międzyprocesową oraz obsługą przerwań i wyjątków. Wszelkie inne zadania, takie jak np. obsługa systemów plików, sieci, sprzętu realizowane są w przestrzeni użytkownika przez osobne serwery. Mniejszymi wersjami mikrojądra są nanojądro (nanokernel) i pikojądro (picokernel). (pl) Micronúcleo, ou microkernel, é uma arquitetura de núcleo (kernel) de um sistema operativo cujas funcionalidades são quase todas executadas fora do núcleo, em oposição a um núcleo monolítico. Os processos se comunicam com um núcleo mínimo, usando o mínimo possível o "espaço do sistema" (kernel space). Neste local os aplicativos tem acesso a todas as instruções e a todo o hardware e deixando o máximo de recursos rodando no "espaço do usuário" (user-space) em que o software tem algumas restrições, não podendo acessar algumas hardwares, nem tem acesso a todas as instruções). Basicamente o Microkernel executa a maioria dos processos fora do kernel, ele carrega o minimo de processos possíveis no kernel space. O restante dos módulos são executados como processos de usuário comuns para o sistema. Um dos principais benefícios de utilizar a arquitetura dessa maneira, com divisão de tarefas entre módulos, é uma menor preocupação com os erros, já que sistemas operacionais são muito sujeitos a eles. Isso não quer dizer que erros não vão acontecer, porém, erros que provavelmente causariam uma falha e derrubariam todo o sistema, agora irão apenas causar uma falha naquele módulo em específico, trazendo alta confiabilidade. Um bom exemplo de aplicação dessa arquitetura é o MINIX 3, que utilizou muito da modularidade no seu sistema operacional. O seu micronúcleo tem cerca de 12000 linhas em C e 1400 linhas de assembly para funções de nível muito baixo, como gerenciamento de interrupções e processos de chaveamento. O código C gerencia os processos e controla a comunicação entre eles, além de permitir as chamadas para o núcleo, permitindo o sistema operacional funcionar. O driver de dispositivo para o relógio também fica no núcleo, porque o escalonador interage proximamente com ele. Os demais drivers do dispositivo operam como processos do usuário. Além do núcleo, o sistema é estruturado em mais três camadas de processos, todas essas camadas executando em modo de usuário. A camada inferior é responsável pelos drivers de dispositivos. Como essa camada executa em modo usuário, ela não tem permissão para acessar fisicamente e emitir comandos de E/S. Ao invés disso, é necessário construir uma estrutura com as informações das portas que irão ser utilizadas e gerar uma chamada ao núcleo. Isso permite que o núcleo verifique oque o driver está lendo ou escrevendo, não deixando que, por exemplo, um dispositivo defeituoso escreva acidentalmente no disco. Acima dos drivers está a camada que contém os servidores. Essa camada faz a maior parte do trabalho do sistema operacional, já que gerencia operações importantes do mesmo, como gerenciamento de arquivos ou gerenciamento de processos, por exemplo. Os programas de usuário enviam requisições aos servidores do que for necessário para o funcionamento do mesmo. Acima dessa camada estão os programas de usuário, que utiliza chamadas nas demais camadas para funcionar corretamente. Uma estratégia interessante ligada ao núcleo minimalista é utilizar processos de modo usuário para atribuir prioridades aos processos, desacoplando essa função do núcleo e reduzindo-o. (pt) Мікроядро — це мінімальна реалізація функцій ядра операційної системи. Класичні мікроядра реалізують лише дуже обмежений набір низькорівневих примітивів, або системних викликів, що являють собою базові сервіси операційної системи. До них належать: * керування адресним простором оперативної пам'яті * керування адресним простором віртуальної пам'яті * керування процесами і нитями (потоками) * засоби міжпроцесної взаємодії. Всі інші сервіси ОС, які в класичних монолітних ядрах ОС реалізуються безпосередньо ядром, в мікроядерній архітектури реалізуються в користувацькому адресному просторі. Програми, що надають такі сервіси, у різних ОС можуть називатися по-різному: сервери, менеджери ресурсів. Прикладами є сервери мережевих протоколів, файлових систем, драйверів пристроїв. Така конструкція дозволяє збільшити загальну швидкодію і час реакції системи. Невелике ядро може (і часто проектуєтся таким чином) поміститися в кеші процесора. Недоліки мікроядра: оскільки код ядра виконується у режимі супервізора (привілейованому), а сервіси у режимі користувача (найменш привілейованому), то часто відбувається ; цей факт власне і пояснює труднощі в проектуванні і написанні ядер подібної конструкції. Ці недоліки здатні обійти ядра, побудовані на архітектурі , яка є подальшим розвитком мікроядерної архітектури.[джерело?] Приклади операційних систем на основі мікроядра: QNX, , Minix3, GNU Hurd. (uk) 在電腦科學中，微内核（英語：Microkernel，μ-kernel），是一種內核的設計架構，由盡可能精簡的程式所組成，以實現一個作業系統所需要的最基本功能，包括了底層的定址空間管理、執行緒管理、與进程間通訊。 (zh) Микроядро (англ. microkernel) или μ-ядро (англ. μ‑kernel) — ядро операционной системы, реализующее минимальный набор функций. (ru)
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(ar) マイクロカーネル（英: microkernel）とはオペレーティングシステム (OS) の設計思想、及びそのようなOSのカーネル部の名称である。OSが担う各種機能のうち、必要最小限のみをカーネル空間に残し、残りをユーザーレベルに移すことで全体の設計が簡素化でき、結果的にカスタマイズ性が向上し、性能も向上できるというOSの設計手法のことである。カーネル本体が小規模な機能に限定されるので「マイクロカーネル」と呼ばれるが、必ずしも小さなOSを構成するとは限らない。 マイクロカーネルの出現に伴い、従来型のOSを「モノリシックカーネル（一枚岩のカーネルという意）」と呼ぶようになった。マイクロカーネルの思想を更に推し進めたナノカーネルも提唱されている。 (ja) 마이크로커널(microkernel)은 컴퓨터 과학에서 운영 체제에 추가되어야 하는 메커니즘을 최소한으로 제공하는 초소형 커널이다. 이러한 미니멀리티 메커니즘에는 낮은 수준의 주소 공간 관리, 스레드 관리, 프로세스 간 통신(IPC)을 포함한다. 하드웨어가 여러 개의 링과 를 제공한다면 마이크로커널은 최고 권한 수준(일반적으로 수퍼바이저 및 커널 모드로 부름)에서 실행되는 유일한 소프트웨어가 된다. 소스 코드 크기 측면에서 마이크로커널은 일반적으로 10,000줄 이하의 코드를 지니는 경향이 있다. 이를테면 미닉스 3의 경우 6,000줄 이하의 코드가 있다. (ko) Een microkernel is in de informatica een kernel die zeer weinig diensten uitvoert en waarbij dus het merendeel van de diensten in gebruikersmodus wordt uitgevoerd. Het woorddeel micro komt van het Oudgriekse μικρός (mikros: "klein"). Daarmee wordt vooral gerefereerd aan het feit dat microkernels zeer klein zijn. De tegenhanger van de microkernel is de monolithische kernel, waarbij de diensten in supervisormodus worden gedraaid. (nl) Mikrojądro (ang. microkernel) – rodzaj jądra systemu operacyjnego, które zawiera tylko najbardziej niezbędne elementy, takie jak funkcje zarządzania wątkami, komunikacją międzyprocesową oraz obsługą przerwań i wyjątków. Wszelkie inne zadania, takie jak np. obsługa systemów plików, sieci, sprzętu realizowane są w przestrzeni użytkownika przez osobne serwery. Mniejszymi wersjami mikrojądra są nanojądro (nanokernel) i pikojądro (picokernel). (pl) 在電腦科學中，微内核（英語：Microkernel，μ-kernel），是一種內核的設計架構，由盡可能精簡的程式所組成，以實現一個作業系統所需要的最基本功能，包括了底層的定址空間管理、執行緒管理、與进程間通訊。 (zh) Микроядро (англ. microkernel) или μ-ядро (англ. μ‑kernel) — ядро операционной системы, реализующее минимальный набор функций. (ru) Es coneix com a microkernel al model de kernel de sistema operatiu que consisteix a distribuir porcions de codi modulars i senzilles les operacions necessàries per construir una màquina virtual sobre el maquinari d'un sistema de còmput. Construït així, un microkernel consta d'un conjunt limitat d'operacions (la major part de baix nivell) que s'executen en espai de kernel, mentre que les restants (crides al sistema, gestió de memòria, sistema de fitxers, operacions d'E/S, etc.) s'executen mitjançant processos servidors en espai d'usuari. Alguns exemples de sistemes operatius amb microkernel: (ca) Ein Mikrokernel, auch µ-Kernel oder Mikrokern, ist ein Betriebssystemkern, der im Gegensatz zu einem monolithischen Kernel nur grundlegende Funktionen erfüllt – in der Regel sind dies Speicher- und Prozessverwaltung, sowie Grundfunktionen zur Synchronisation und Kommunikation.Alle weiteren Funktionen werden als eigene Prozesse (Server), die mit den nachfragenden Programmen (Client) kommunizieren, oder als Programmbibliothek, welche von den nachfragenden Programmen eingebunden wird, im Benutzer-Modus implementiert. (de) En computación, un micronúcleo (en inglés, microkernel o μkernel) es un tipo de núcleo de un sistema operativo que provee un conjunto de primitivas o llamadas mínimas al sistema para implementar servicios básicos como espacios de direcciones, comunicación entre procesos y planificación básica. Todos los otros servicios (gestión de memoria, sistema de archivos, operaciones de E/S, etc.), que en general son provistos por el núcleo, se ejecutan como procesos servidores en espacio de usuario. (es) In computer science, a microkernel (often abbreviated as μ-kernel) is the near-minimum amount of software that can provide the mechanisms needed to implement an operating system (OS). These mechanisms include low-level address space management, thread management, and inter-process communication (IPC). In terms of the source code size, microkernels are often smaller than monolithic kernels. The MINIX 3 microkernel, for example, has only approximately 12,000 lines of code. (en) Dalam pengetahuan Ilmu Komputer, mikrokernel merupakan seperangkat perangkat lunak dalam jumlah minimum yang meyediakan beragam mekanisme dasar yang dibutuhkan untuk bekerja sebagai sebuah sistem operasi, seperti halnya manajemen pengalamatan ruang tingkat rendah, manajemen thread, dan komunikasi antar proses. Dalam implementasinya mikrokernel merupakan satu-satunya perangkat lunak yang berjalan dengan tingkat kewenangan tertinggi (umumnya disebut sebagai modus supervisor atau modus kernel) dari serangkaian level kewenangan yang tersedia pada perangkat kerasnya. Layanan yang disediakan oleh sebuah sistem operasi beberapa diantaranya adalah device driver, protokol jaringan, sistem berkas, dan kode antarmuka pengguna yang berada dalam ruang pengguna. (in) Micronúcleo, ou microkernel, é uma arquitetura de núcleo (kernel) de um sistema operativo cujas funcionalidades são quase todas executadas fora do núcleo, em oposição a um núcleo monolítico. Os processos se comunicam com um núcleo mínimo, usando o mínimo possível o "espaço do sistema" (kernel space). Neste local os aplicativos tem acesso a todas as instruções e a todo o hardware e deixando o máximo de recursos rodando no "espaço do usuário" (user-space) em que o software tem algumas restrições, não podendo acessar algumas hardwares, nem tem acesso a todas as instruções). (pt) En mikrokärna är en kärna i ett operativsystem som försöker vara så liten som möjligt. Den koncentrerar sig på att stödja processer, i form av grundläggande resurshantering för minne, schemaläggning av processortid och kommunikation mellan processer. All annan funktionalitet, exempelvis filsystem, drivrutiner för hårdvara och fönsterhantering förväntas ligga som separata användarprocesser. Tanken är då att en process kan krascha eller fungera onormalt utan att systemet som helhet upphör att fungera. (sv) Мікроядро — це мінімальна реалізація функцій ядра операційної системи. Класичні мікроядра реалізують лише дуже обмежений набір низькорівневих примітивів, або системних викликів, що являють собою базові сервіси операційної системи. До них належать: * керування адресним простором оперативної пам'яті * керування адресним простором віртуальної пам'яті * керування процесами і нитями (потоками) * засоби міжпроцесної взаємодії. Така конструкція дозволяє збільшити загальну швидкодію і час реакції системи. Невелике ядро може (і часто проектуєтся таким чином) поміститися в кеші процесора. (uk)
rdfs:label Microkernel (en) نواة دقيقة (نظام تشغيل) (ar) Microkernel (ca) Mikrojádro (cs) Mikrokernel (de) Micronúcleo (es) Mikrokernel (in) 마이크로커널 (ko) マイクロカーネル (ja) Microkernel (nl) Mikrojądro (pl) Micronúcleo (computação) (pt) Микроядро (ru) Mikrokärna (sv) 微內核 (zh) Мікроядро (uk)
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