Mikrokernelarkkitehtuuri

Mikrokernelarkkitehtuuri on käyttöjärjestelmäarkkitehtuuri, jossa ydin (mikrokernel) sisältää vain perustavanlaatuiset palvelut. Tyypillisesti mikrokernel vastaa prosessien ja säikeiden hallinnasta, muistinhallinnasta sekä keskeisestä ohjausviestinnästä (IPC) ja laitteistoresurssien hallinnasta. Suuret järjestelmäpalvelut, kuten tiedostojärjestelmät, ajurit ja verkkopalvelut, toteutetaan käyttäjätilan ohjelmina erillisissä prosesseissa, jotka kommunikoivat mikrokernelin kautta. Tämä malli korostaa pienyyttä, modulaarisuutta ja vikasietoisuutta.

Hyödyt ja periaatteet: modulaarisuus ja vikasietoisuus, koska palvelut ovat eristettyjä omiin prosesseihinsa; koko järjestelmä ei kaadu, jos jokin palvelu epäonnistuu. Lisäksi järjestelmän turvallisuutta voidaan lisätä rajoittamalla palveluiden oikeuksia ja minimoimalla suojattujen toimintojen määrä. Mikrokernelin pieni koko helpottaa portabiliteettia ja todennäköisesti vähentää virhepintaa.

Haitat ja haasteet: suurin osa suorituskyvystä voi kärsiä IPC-viiveistä ja kontekstinvaihdoista, ja monimutkainen kokonaisuus vaatii huolellista suunnittelua sekä rajapintojen määritystä. Laajojen laiteajurien ja tiedostopalveluiden kehittäminen käyttäjätilan prosesseina voi olla työlästä, ja joskus vaaditaan lisäoptimointeja suorituskyvyn parantamiseksi.

Esimerkkejä mikrokerneljärjestelmistä ovat MINIX 3, QNX Neutrino, seL4 sekä L4-perheen projektit. Mikrokernelipohjaiset järjestelmät ovat löytäneet käyttöä kriittisissä ja reaaliaikaisissa sekä sulautetuissa ympäristöissä, joissa turvallisuus, luotettavuus ja ylläpidettävyys ovat keskeisiä vaatimuksia. Lyhyesti: mikrokernelarkkitehtuuri tavoittaa kompromissin modulaarisuuden, vikasietoisuuden ja turvallisuuden sekä suorituskyvyn välillä sen kontekstissa, jossa minimiperustaa ja eristettyjä palveluita arvostetaan.