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1. 單體核心 VS 微核心

當前流行的作業系統核心的設計方式中，一稱為單體核心，又稱為巨集核心，也就是說核心本身只是一個程式，而核心所有的功能都是連結在這個程式的內部，如果某個程序要使用某個功能的話，將是進入核心空間，然後呼叫相對應的功能函式來實現的。一般我們所常見的 類 Unix 系統都是採用單體核心的方式設計的，比如傳統的 UNIX, 現在大行其道的 Linux, 以及商業化非常成功的 SUN Microsystem 推出的 Solaris 。

當一個作業系統核心作為一個程式的時候，有著許多的不足之處。我們都知道驅動程式是工作在核心中的，當前設計硬體的廠商多餘牛毛，每一種硬體裝置都必須配以驅動程式，而在單體核心的設計中，驅動程式又必須是和作業系統核心編譯在一起的，硬體裝置更新日新月異，每天都有新的硬體出現，每天都有更新版本的驅動產生，這樣作業系統的發行商為了支援這些硬體每天都在編譯新的作業系統核心，然後重新發布作業系統，這何其煩也？而且作業系統核心映象檔案會變的何其龐大？

其二，單體核心的作業系統映象是作為一個程式執行的，並且是常駐在實體記憶體之中，當你安裝並運行了這個作業系統後，你會發現你係統的物理資源都完全被你根本就沒有，或者一輩子都適用不到的硬體裝置的驅動程式佔據著，而留給你的資源卻寥寥無幾，此時你有何感想？

微核心，恰恰不會吹灰之力就解決的上述的問題。

微核心是在上個世紀七八十年代提出來的一種作業系統的設計方式，微核心本身只提供最基本的作業系統的功能，比如程序排程與訊息傳遞等，其他的功能由其獨立的模組提供，每個獨立的功能模組都可以是一個程序。當我們需要使用某個功能的時候，我們只需要在執行的作業系統裡安裝這個模組，並且執行對應服務，當這個功能不再需要的時候，我們可以停止這個服務，這樣這個功能模組將不佔據系統記憶體和處理器的資源，而不會破壞當前的系統正常執行，各功能模組與微核心之間是彼此獨立的，這樣即使功能模組崩潰的時候，系統也不至於掛機。

當一個程序如果需要使用某個功能，就會向微核心發一個訊息請求，微核心轉發這個請求到對應的功能模組的程序，然後把結果通過微核心再返回給請求程序。如果這個功能模組不存在，那麼這個請求也將失敗。此時我們可以在系統執行的情況下，安裝這個功能模組，可能是一個驅動，也可能是一個服務程序。這樣這個模組就可以為其他程序服務了。

所以，微核心設計方式帶來的優勢：

ü 模組化的方式設計作業系統，模組的設計者只需要關注自己的功能模組。

ü 作業系統的更新時，除了微核心本身，可以動態的更新其他的功能模組

ü 在系統執行的時候，可以根據需要動態的使能 / 禁止對應的模組，以釋放計算機的資源。

當前商業上使用較多的微核心方式設計的作業系統有風靡全球的 Windows 系統，用於影象處理的 Mac OS 系統，以及在實時嵌入式領域獨領風騷的 WindRiver VxWorks 系統。

從上面的描述看來，模組化設計的微核心作業系統似乎是大勢所趨，但是單體核心方式設計的 Linux, Solaris 卻未在市場競爭中甘拜下風？ 這是為何呢？

深入研究，就會發現，其一，微核心在效能上有不可避免的弱點，因為一個程序需要使用某個功能模組的時候，需要通過訊息機制來傳輸。這裡涉及到訊息傳遞程序切換的時間，這比函式呼叫的消耗大的多。其二， Unix 的程式設計師向來都是天賦甚高的一類怪才，靈機一動，就會想到難道在單體核心中就不能實現類似於微核心的模組的方法嗎？

答案當然是肯定的，可以，這樣我們既滿足了動態的新增功能模組，刪除功能模組，又可以利用函式呼叫帶來效能上的優勢。下面一節，我們就初窺 Linux 核心模組的行徑。