Introdução ao Kernel Monolítico
Um kernel monolítico é uma arquitetura de sistema operacional em que todo o sistema operacional trabalha no espaço do kernel. É um sistema operacional muito básico que executa tarefas como gerenciamento de arquivos, gerenciamento de dispositivos, gerenciamento de memória e gerenciamento de processos. Todos esses processos são diretamente controlados dentro do kernel. Isso também gerencia recursos entre hardware e aplicativo, juntamente com o serviço de usuário e serviços de kernel que são implementados no mesmo espaço de endereço. Também aumenta o tamanho do kernel e, assim, aumenta o tamanho do sistema operacional. Esse kernel foi uma das arquiteturas de sistemas operacionais mais usadas e preferidas do final dos anos 80 e muitos sistemas operacionais foram criados com base nisso. Sistemas operacionais como Linux, Solaris, AIX, OpenVMS, HP-UX, DOS, etc, aproveitam a arquitetura do SO Monolithic Kernel OS.
Compreensão
Para entender qualquer sistema operacional, é muito importante entender a arquitetura do sistema operacional e os diferentes componentes e como eles se comunicam. Como você pode ver no diagrama da arquitetura mostrado acima, o kernel monolítico é um sistema operacional básico e muito antigo que executa tarefas como processamento em lote, transferência de arquivos etc. Ele funciona como uma máquina virtual e controla todos os componentes de hardware.
As principais coisas a serem observadas na arquitetura do kernel monolítico são:
- Todos os componentes de hardware necessários para o processamento são incorporados dentro do kernel.
- Como todos os componentes estão presentes no kernel, eles podem se comunicar diretamente e também com o kernel.
- Ele pode lidar com recursos muito limitados e é ideal para executar tarefas menores.
- Ele pode carregar módulos dinamicamente, módulos dinamicamente carregáveis incorrem em uma sobrecarga muito pequena em comparação com a construção do módulo na imagem do sistema operacional.
- Também ajuda a manter a quantidade de código em execução no espaço do kernel no mínimo.
Como o kernel monolítico facilita o trabalho?
Este kernel possui uma arquitetura muito simples e facilita o trabalho e a compreensão. Também requer menos código para escrever um kernel monolítico do que outros kernels como o Microkernel. O kernel monolítico utiliza um espaço de endereço em execução no modo kernel para funcionar com todos os drivers do kernel e de dispositivo. A principal vantagem dessa abordagem é eficaz, especialmente com a arquitetura x86, pois a troca de tarefas é uma operação cara.
Visão geral gráfica do Kernel Monolítico
Fonte : Wikipedia
O que você pode fazer com o Kernel Monolítico?
Oferece alta velocidade e é ideal para tarefas menores, pois pode lidar com recursos limitados. Com um kernel monolítico, você pode executar tarefas como agendamento da CPU, gerenciamento de arquivos, gerenciamento de memória e outras funções através de chamadas do sistema.
Vantagens
Até agora, vimos a arquitetura do kernel Monolítico e o que ele pode fazer, agora vamos ver as vantagens:
- A velocidade de execução é mais rápida no kernel monolítico em comparação com o microkernel.
- É necessária menos codificação para escrever este kernel em comparação com o microkernel.
- É um único software e, portanto, o código fonte e o código compilado são menores.
- O Kernel Monolítico consiste nas principais funções do sistema operacional e dos drivers de dispositivo e é capaz de carregar módulos em tempo de execução.
- Também o carregamento dinâmico dos módulos ajuda a manter a quantidade de código em execução no kernel no mínimo.
Por que devemos usar o Kernel Monolítico?
Use este kernel quando você precisar que a execução seja rápida e que menos recursos precisem ser manipulados. Além disso, se os módulos precisarem ser carregados dinamicamente, pode-se usar o SO do kernel Monolítico, o carregamento dinâmico de módulos é uma maneira mais flexível de manipular a imagem do sistema operacional em tempo de execução, em comparação à reinicialização da imagem do sistema operacional.
Escopo
Este sistema operacional tem um escopo muito restrito, pois era capaz apenas de executar tarefas menores. Além disso, existem certas limitações do SO monolítico do kernel que você deve conhecer bem ao tomar uma decisão no SO.
- É difícil estender esse kernel.
- Se algum serviço travar, todo o sistema poderá travar em um kernel monolítico. Essa é a principal desvantagem do kernel monolítico.
- A codificação no espaço do kernel é difícil, pois você não pode usar bibliotecas comuns e a depuração também é difícil.
- Se um usuário deseja adicionar um novo serviço, todo o sistema operacional deve ser modificado.
Qual é o público certo para aprender as tecnologias do Monolithic Kernel?
Para qualquer graduado em ciência da computação ou profissionais de TI que acabaram de iniciar a carreira, essa pode ser uma boa leitura. Ter um bom conhecimento de SO é sempre um complemento para a empresa. Este kernel possui uma arquitetura muito simples, é muito fácil de entender e trabalhar nele. Além disso, é essencial entender o kernel monolítico para entender um sistema operacional mais avançado, como o sistema operacional Microkernel e o sistema operacional híbrido.
Como essa tecnologia o ajudará no crescimento da carreira?
Ter um bom conhecimento de qualquer sistema operacional é uma vantagem adicional para qualquer profissional de TI, também é um bom ponto de partida para entender um sistema operacional baseado em kernel. A maioria dos projetos bancários e financeiros ainda utiliza o sistema operacional baseado em Linux e Unix e, como eles têm essa arquitetura de kernel, seria ótimo ter um bom entendimento da arquitetura do kernel em profundidade.
Conclusão
Chegamos ao final do artigo, espero que vocês agora tenham uma compreensão clara do que é o kernel Monolítico, como ele funciona, sua arquitetura e como ele pode ajudá-lo a se destacar em sua carreira. Além disso, se você obtiver a clareza da arquitetura do SO do kernel Monolítico, será fácil entender os sistemas operacionais mais avançados, como o microkernel OS e a arquitetura Hybrid kernel OS.
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