Introduction au noyau monolithique

Un noyau monolithique est une architecture de système d'exploitation dans laquelle l'intégralité du système d'exploitation fonctionne dans l'espace du noyau. Il s'agit d'un système d'exploitation très basique qui effectue des tâches telles que la gestion de fichiers, la gestion des périphériques, la gestion de la mémoire et la gestion des processus. Tous ces processus sont directement contrôlés au sein du noyau. Cela gère également les ressources entre le matériel et l'application ainsi que les services utilisateur et les services du noyau qui sont implémentés sous le même espace d'adressage. Il augmente également la taille du noyau et augmente ainsi la taille du système d'exploitation. Ce noyau était l'une des architectures de système d'exploitation les plus utilisées et préférées de la fin des années 1980 et de nombreux systèmes d'exploitation se sont appuyés sur cela. Les systèmes d'exploitation tels que Linux, Solaris, AIX, OpenVMS, HP-UX, DOS, etc. exploitent l'architecture du système d'exploitation du noyau monolithique.

Compréhension

Pour comprendre n'importe quel système d'exploitation, il est très important de comprendre l'architecture du système d'exploitation et les différents composants et comment communiquent-ils entre eux. Comme vous pouvez le voir sur le diagramme d'architecture ci-dessus, le noyau monolithique est un système d'exploitation très ancien et basique qui effectue des tâches comme le traitement par lots, le transfert de fichiers, etc. Il fonctionne comme une machine virtuelle et prend le contrôle de tous les composants matériels.

Les éléments clés à noter dans l'architecture du noyau monolithique sont

  1. Tous les composants matériels nécessaires au traitement sont intégrés dans le noyau.
  2. Étant donné que tous les composants sont présents à l'intérieur du noyau, ils peuvent communiquer directement entre eux et également avec le noyau.
  3. Il peut gérer des ressources très limitées et est idéal pour effectuer des tâches plus petites.
  4. Il peut charger des modules dynamiquement, les modules chargeables dynamiquement encourent une très petite surcharge par rapport à la construction du module dans l'image du système d'exploitation.
  5. Cela aide également à réduire au minimum la quantité de code en cours d'exécution dans l'espace du noyau.

Comment le noyau monolithique facilite-t-il le travail?

Ce noyau a une architecture très simple et cela le rend si facile à travailler et à comprendre. Il faut également moins de code pour écrire un noyau monolithique que d'autres noyaux comme Microkernel. le noyau monolithique exploite un espace d'adressage fonctionnant en mode noyau pour son fonctionnement avec tous les pilotes de noyau et de périphérique. Le principal avantage de cette approche est efficace, en particulier avec l'architecture x86, la commutation d'une tâche est une opération coûteuse.

Présentation graphique du noyau monolithique

Source : Wikipedia

Que pouvez-vous faire avec le noyau monolithique?

Il offre une vitesse élevée et est idéal pour les petites tâches car il peut gérer des ressources limitées. Avec un noyau monolithique, vous pouvez effectuer des tâches telles que la planification du processeur, la gestion des fichiers, la gestion de la mémoire et d'autres fonctions via les appels système.

Les avantages

Jusqu'à présent, nous avons vu l'architecture du noyau monolithique et ce qu'il peut faire, voyons maintenant les avantages:

  1. La vitesse d'exécution est plus rapide dans le noyau monolithique que dans le micro-noyau.
  2. Moins de codage est nécessaire pour écrire ce noyau par rapport au micro-noyau.
  3. Il s'agit d'un seul logiciel et, par conséquent, le code source et le code compilé sont plus petits.
  4. Le noyau monolithique comprend les fonctions de base du système d'exploitation et des pilotes de périphérique et est capable de charger des modules au moment de l'exécution.
  5. Le chargement dynamique des modules permet également de réduire au minimum la quantité de code en cours d'exécution dans le noyau.

Pourquoi devrions-nous utiliser le noyau monolithique?

Utilisez ce noyau lorsque vous avez besoin que l'exécution soit rapide et que moins de ressources soient gérées. De plus, si les modules doivent être chargés dynamiquement, on peut utiliser le système d'exploitation du noyau monolithique, le chargement dynamique des modules est un moyen plus flexible de gérer l'image du système d'exploitation au moment de l'exécution par rapport au redémarrage de l'image du système d'exploitation.

Portée

Cet OS a une portée très limitée car il n'était capable d'effectuer que des tâches plus petites. En outre, il existe certaines limitations du système d'exploitation du noyau monolithique que vous devez bien connaître lorsque vous prenez une décision sur le système d'exploitation.

  1. Ce noyau est difficile à étendre.
  2. Si un service plante, tout le système peut se bloquer dans un noyau monolithique. C'est le principal inconvénient du noyau monolithique.
  3. Le codage dans l'espace du noyau est difficile car vous ne pouvez pas utiliser les bibliothèques communes et le débogage est également difficile.
  4. Si un utilisateur souhaite ajouter un nouveau service, l'ensemble du système d'exploitation doit être modifié.

Quelle est la bonne audience pour apprendre les technologies du noyau monolithique?

Pour tout diplômé en informatique ou professionnel de l'informatique qui vient de commencer sa carrière, cela pourrait être une bonne lecture. Avoir une bonne connaissance du système d'exploitation est toujours un ajout pour l'entreprise. Ce noyau a une architecture très simple, très facile à comprendre et à travailler dessus. En outre, une compréhension du noyau monolithique est indispensable pour comprendre un système d'exploitation plus avancé comme le système d'exploitation Microkernel et le système d'exploitation hybride.

Comment cette technologie vous aidera-t-elle à progresser dans votre carrière?

Avoir une bonne connaissance de tout système d'exploitation est un avantage supplémentaire pour tout professionnel de l'informatique, c'est également un bon point de départ pour comprendre un système d'exploitation basé sur le noyau. La plupart des projets bancaires et financiers utilisent encore des systèmes d'exploitation basés sur Linux et Unix et comme ils ont cette architecture de noyau, il serait formidable d'avoir une bonne compréhension approfondie de l'architecture du noyau.

Conclusion

Nous sommes arrivés à la fin de l'article, j'espère que vous avez maintenant une compréhension claire de ce qu'est le noyau monolithique, comment cela fonctionne, son architecture et comment peut-il vous aider à exceller dans votre carrière. De plus, si vous obtenez la clarté de l'architecture du système d'exploitation du noyau monolithique, il vous sera facile de comprendre le système d'exploitation plus avancé comme le système d'exploitation microkernel et l'architecture du système d'exploitation hybride.

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Cela a été un guide pour le noyau monolithique. Ici, nous avons discuté des concepts de base, de la définition, de la portée, de la croissance de carrière et des avantages du noyau monolithique. Vous pouvez également consulter nos autres articles suggérés pour en savoir plus -

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Développement de logiciels