माइक्रोकर्नेल Operaटिंग सिस्टम: Archiतकनीक, लाभ

माइक्रोकर्नेल सीखने से पहले, आइए समझते हैं:

कर्नेल क्या है?

कर्नेल ऑपरेटिंग सिस्टम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है जो सिस्टम संसाधनों का प्रबंधन करता है। यह कंप्यूटर के सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर के बीच एक सेतु का काम भी करता है। बूटलोडर के बाद स्टार्टअप पर लोड होने वाले पहले प्रोग्रामों में से यह एक है। कर्नेल विभिन्न प्रोग्रामों के लिए मशीन के हार्डवेयर तक सुरक्षित पहुंच प्रदान करने के लिए भी जिम्मेदार है। यह यह भी निर्धारित करता है कि कोई विशिष्ट एप्लिकेशन किसी विशेष हार्डवेयर का उपयोग कब और कितनी देर तक करेगा।

माइक्रोकर्नेल क्या है?

माइक्रोकर्नेल एक सॉफ्टवेयर या कोड है जिसमें ऑपरेटिंग सिस्टम को लागू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम फ़ंक्शन, डेटा और विशेषताएं शामिल होती हैं। यह न्यूनतम तंत्र प्रदान करता है, जो ऑपरेटिंग सिस्टम के सबसे बुनियादी कार्यों को चलाने के लिए पर्याप्त है। यह ऑपरेटिंग सिस्टम के अन्य भागों को लागू करने की अनुमति देता है क्योंकि यह बहुत अधिक नियम लागू नहीं करता है।

माइक्रोकर्नेल और उनके उपयोगकर्ता वातावरण आमतौर पर कार्यान्वित किए जाते हैं C++ or सी प्रोग्रामिंग भाषाएं थोड़ी सी असेंबली के साथ। हालाँकि, कुछ उच्च-स्तरीय कोडिंग के साथ अन्य कार्यान्वयन भाषाएँ संभव हैं।

मोनोलिथिक कर्नेल क्या है?

एक मोनोलिथिक कर्नेल सभी बुनियादी सिस्टम सेवाओं को चलाता है जैसे कि प्रक्रिया प्रबंधनकर्नेल स्पेस में मेमोरी प्रबंधन, I/O संचार, इंटरप्ट हैंडलिंग, फाइल सिस्टम आदि शामिल हैं।

इस प्रकार के कर्नेल दृष्टिकोण में, संपूर्ण ऑपरेटिंग सिस्टम कर्नेल मोड में एक ही प्रोग्राम के रूप में चलता है। ऑपरेटिंग सिस्टम को प्रक्रियाओं के संग्रह के रूप में लिखा जाता है, जिन्हें आपस में जोड़कर एक बड़ा निष्पादन योग्य बाइनरी प्रोग्राम बनाया जाता है।

माइक्रोकर्नेल Archiटेक्चर

किसी ऑपरेटिंग सिस्टम के सही कार्यान्वयन के लिए माइक्रोकर्नेल सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा होता है। जैसा कि आप नीचे दिए गए चित्र में देख सकते हैं, माइक्रोकर्नेल मेमोरी, प्रोसेस शेड्यूलिंग तंत्र और अंतर-प्रोसेस संचार जैसे बुनियादी कार्यों को पूरा करता है।

माइक्रोकर्नेल आधारित Operaटिंग सिस्टम

माइक्रोकर्नेल ही एकमात्र सॉफ्टवेयर है जो विशेषाधिकार प्राप्त स्तर पर चलता है। ऑपरेटिंग सिस्टम की अन्य महत्वपूर्ण कार्यप्रणालियाँ कर्नेल मोड से अलग होकर उपयोगकर्ता मोड में चलती हैं। ये कार्यप्रणालियाँ डिवाइस ड्राइवर, एप्लिकेशन, फ़ाइल सर्वर, अंतर-प्रक्रिया संचार आदि हो सकती हैं।

माइक्रोकर्नेल के घटक

माइक्रोकर्नेल में सिस्टम की केवल मुख्य कार्यक्षमताएँ ही शामिल होती हैं। किसी घटक को माइक्रोकर्नेल में तभी शामिल किया जाता है जब उसे बाहर रखने से सिस्टम की कार्यक्षमता बाधित हो सकती है। अन्य सभी गैर-आवश्यक घटकों को उपयोगकर्ता मोड में रखा जाना चाहिए।

माइक्रोकर्नेल में आवश्यक न्यूनतम कार्यक्षमताएँ इस प्रकार हैं:

• स्मृति प्रबंधन एड्रेस स्पेस जैसी व्यवस्थाओं को माइक्रोकर्नेल में शामिल किया जाना चाहिए। इसमें मेमोरी सुरक्षा सुविधाएँ भी शामिल हैं।
• प्रोसेसर शेड्यूलिंग तंत्र में प्रोसेस और थ्रेड शेड्यूलर शामिल होने चाहिए।
• अंतर-प्रक्रिया संचार उन सर्वरों का प्रबंधन करता है जो अपना स्वयं का पता स्थान चलाते हैं।

माइक्रोकर्नेल और मोनोलिथिक कर्नेल के बीच अंतर

माइक्रोकर्नेल के लाभ

माइक्रोकर्नेल का उपयोग करने के लाभ इस प्रकार हैं:

• माइक्रोकर्नेल आर्किटेक्चर छोटा और पृथक होता है, इसलिए यह बेहतर ढंग से कार्य कर सकता है।
• माइक्रोकर्नेल सुरक्षित होते हैं क्योंकि उनमें केवल वही घटक शामिल होते हैं जो अन्यथा सिस्टम की कार्यक्षमता को बाधित कर सकते हैं।
• सिस्टम का विस्तार अधिक सुलभ है, इसलिए इसे कर्नेल को बाधित किए बिना सिस्टम एप्लिकेशन में जोड़ा जा सकता है।
• माइक्रोकर्नेल मॉड्यूलर होते हैं, और कर्नेल को छुए बिना भी विभिन्न मॉड्यूल को बदला, पुनः लोड किया या संशोधित किया जा सकता है।
• मोनोलिथिक सिस्टम की तुलना में सिस्टम क्रैश कम होते हैं।
• माइक्रोकर्नेल इंटरफेस आपको अधिक मॉड्यूलर सिस्टम संरचना को लागू करने में मदद करता है।
• बिना रीकंपाइल किए नई सुविधाएं जोड़ी जा सकती हैं।
• सर्वर की खराबी भी अन्य उपयोगकर्ता प्रोग्राम की खराबी की तरह ही अलग-थलग होती है।
• माइक्रोकर्नेल सिस्टम लचीला है, इसलिए विभिन्न सर्वरों द्वारा कार्यान्वित विभिन्न रणनीतियाँ और एपीआई सिस्टम में एक साथ मौजूद हो सकते हैं।
• कर्नेल मोड में चलने वाले कोड की मात्रा कम होने से सुरक्षा और स्थिरता में वृद्धि होती है।

माइक्रोकर्नेल के नुकसान

माइक्रोकर्नेल के उपयोग के नुकसान/कमियां इस प्रकार हैं:

• एक माइक्रोकर्नेल सिस्टम में सेवाएं प्रदान करना एक सामान्य मोनोलिथिक सिस्टम की तुलना में महंगा होता है।
• जब ड्राइवर को क्रमशः प्रक्रियाओं या प्रोसेस के रूप में लागू किया जाता है, तो कॉन्टेक्स्ट स्विच या फ़ंक्शन कॉल की आवश्यकता होती है।
• माइक्रोकर्नेल प्रणाली का प्रदर्शन उदासीन हो सकता है और इससे कुछ समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न