mikrokjerner

En mikrokjerne er en type operativsystemkjerne som inneholder et begrenset sett av kjernetjenester. Typisk innebærer dette hukommelsesbeskyttelse, tidsstyring og interprosesskommunikasjon (IPC). Resten av operativsystemets tjenester, som filsystem, nettverk og enhetsdrivere, kjører som separate prosesser i brukermodus som servere. Dette skille gjør isolasjon mellom tjenester og feil lettere å kontrollere.

Historisk oppstod mikrokjernetanken på 1980-tallet som et alternativ til monolittiske kjerner som Unix. Mach-kjernen ved Carnegie Mellon University og L4-familien, utviklet under ledelse av Jochen Liedtke, var viktige milepæler. MINIX 3 viderefører mikrokjerneidealet i en mer praktisk produksjonsorientert retning. I nyere tid har seL4 blitt formelt verifisert for korrekthet og sikkerhet. Mange varianter av L4 har blitt tatt i bruk i forskning og industri, særlig i miljøer som krever sikkerhet og sanntidsytelse.

Fordeler med mikrokjernen er streng isolasjon mellom tjenester, bedre modulærhet, enklere feilsøking og potensial for formell verifisering av de mest kritiske delene. Ulemper inkluderer ofte høyere kontekstskifte- og IPC-overhead, noe som kan påvirke ytelsen sammenlignet med monolittiske kjerner, samt økt kompleksitet i å designe og vedlikeholde et helhetlig system der mange tjenester må samarbeide.

Mikrokjerner brukes i systemer der sikkerhet, fleksibilitet og pålitelighet er viktig, for eksempel i embedded og sanntidssystemer. Kjente eksempler inkluderer QNX, MINIX 3 og seL4. L4-baserte systemer har blitt brukt i en rekke applikasjoner og forskningsprosjekter, og prinsippene blir ofte evaluert i sammenhenger som sikkerhet, isolasjon og verifisering.