mikrokernelbasierte

A mikrokernelbasierte (microkernel-based) Architektur ist ein Designprinzip für Betriebssysteme, das die Funktionalität in kleine, unabhängige Komponenten aufteilt. Im Gegensatz zu monolithischen Betriebssystemen, bei denen Kernfunktionen wie Speicherverwaltung oder Gerätetreiber direkt in den Kern integriert sind, werden in mikrokernelbasierten Systemen diese Dienste als separate Prozesse außerhalb des Kerns ausgeführt. Der Mikrokern selbst begrenzt sich auf grundlegende Funktionen wie Prozessverwaltung, Interprozesskommunikation (IPC) und Speicherschutz, während andere Aufgaben von Benutzerspace-Prozessen übernommen werden.

Diese Architektur bietet mehrere Vorteile: Sie erhöht die Stabilität, da ein Fehler in einem Dienst nicht das gesamte System beeinträchtigt, und erleichtert die Wartung sowie die Integration neuer Funktionen. Zudem fördert sie Modularität und Portierbarkeit, da Komponenten unabhängig voneinander entwickelt und optimiert werden können. Bekannte Beispiele für mikrokernelbasierte Betriebssysteme sind MINIX, QNX und das historische Mach-Betriebssystem, das als Vorlage für moderne Systeme wie macOS (mit dem XNU-Kern) diente.

Ein Nachteil dieser Architektur ist jedoch die potenziell höhere Laufzeitüberhead, da Kommunikation zwischen den Komponenten über IPC-Mechanismen erfolgt, was im Vergleich zu direkten Aufrufen im Kern langsamer sein kann. Zudem kann die Komplexität der Systemarchitektur steigen, da die Koordination vieler Prozesse erforderlich ist. Mikrokernelbasierte Systeme finden heute vor allem in eingebetteten Anwendungen, Echtzeitsystemen und spezialisierten Umgebungen Anwendung, wo Zuverlässigkeit und Modularität Priorität haben.