探索Linux与Windows内核核心差异深度解析

Linux内核和Windows内核有什么区别

1.什么是内核?

1.1内核函数

2.操作系统分层

3.内核是如何工作的?

第四。
Linux设计

4.1多任务和对称多处理(SMP)

4.2可执行和可链接格式(ELF)

4.3单体内核

4.4什么内核层和用户层有什么区别?

5.窗口设计

6.总结

说到操作系统,就不得不说一下内核。
内核是操作系统应用程序和硬件设备之间的桥梁。

对于一个现代操作系统来说,内核至少要提供以下四个基本功能:

看看以上四个功能中操作系统与内核之间的关系。
操作系统一般可分为三层:底层硬件设备抽象、中层内核、上层应用程序。

内核管理进程,拥有非常高的权限,可以直接访问所有内存,需要与进程有一定程度的隔离。
这种隔离使用类似的请求/响应模型,这是非常常识性的。

但不同的是,在浏览器和服务器模型中,浏览器和服务器运行在不同的机器上,不需要共享CPU。
然而,当进程调用内核时,就会发生资源共享。

例如,如果一台机器有四个CPU,那么内核不可能使用一个CPU而另一个进程使用剩余的CPU。
这确实是一种资源浪费。

再举个例子,一个进程向内核请求100M内存,内核发回100M数据。
这种模式不可行,因为传输速率太慢。

Linux操作系统的第一个版本是由RinustoVaz(一位芬兰年轻人,当时22岁)于1991年用C语言编写的。
写完后,他在互联网上发布了Linux内核的源代码。
经过三年的努力,完整的核心版本1.0于1994年发布。

MultiTask的意思是多任务,Linux是一个多任务操作系统。
多任务处理意味着能够同时执行多个任务。
这里的“并发”是指在一定时间内可以执行多个任务,尽管并发不是必需的。
Linux当然支持并发。

SMP代表对称多重处理。
实际上,这意味着在Linux中,每个处理器的状态是相同的,内存在多个处理器之间共享,并且每个处理器都可以访问整个内存和硬件资源。
这一特性决定了Linux中没有特定的处理器来处理用户程序或内核程序,它们可以分配给任何处理器来执行。

这个术语翻译为可执行链接格式。
从Unix继承的可执行文件的存储格式。
您会注意到ELF将文件分为多个段,每个段都有自己的作用。

这个术语翻译为宏内核,宏内核的反义词是微内核。
Linux具有宏内核架构。
这意味着Linux内核是一个完全可执行的程序,并且内核以最高权限运行。
宏内核的特点是包含文件系统、驱动、内存管理等众多程序。
它被封装在内核中。
当然,这并不意味着每次安装驱动程序时都必须重新编译内核。
Linux现在还可以动态加载内核模块。
那么哪些模块位于内核层,哪些模块位于用户层呢?这是系统级分区,而不是硬物理隔离。

我们先来说说微内核,它相当于宏内核。
内核只包含最基本的功能。
其中包括进程调度、虚拟内存、中断等。
大多数应用程序(包括驱动程序和文件系统)都是在用户空间中管理的。

这些层实际上感觉很相似。
让我们谈谈这里的巨大差异。
例如,如果驱动程序必须频繁调用基本功能,性能显然会好得多。
在微内核设计中,驱动程序位于内核外部,驱动程序和硬件设备之间的交互需要频繁的内核模式转换。

当然,微内核也有体积更小、便携性更强等优点。
然而,随着计算能力和存储技术的不断进步,我相信小尺寸和快速安装不再被视为大优势。
现在更重要的是如何有效利用硬件设备的性能。

我之所以有这样的想法,是因为我用现代的视角来回顾当时人们对内核的判断。
事实上,当时的Linux团队对此争论了很长时间。
小时。
但我认为历史往往是向上的。
也许在未来,性能将提升到一个新的水平,微内核的灵活性及其提供强大抽象的能力等特性将再次引起人们的关注。

还有混合内核。
混合型的一个特点是它的架构就像一个微内核。
该内核有一个最小的内核版本,其他功能都建立在这个版本之上。
不过在实现的时候,是使用宏内核来实现的。
也就是说,内核被创建为一个完整的程序,并且大多数功能都包含在内核中。
换句话说,在宏内核中抽象出了一个微内核。

Windows和Linux的设计非常相似。
Windows也有一个内核,该内核是用C/C++编写的。
准确地说,Windows有两个内核版本:一种是早期的Windows9x内核。
早期的Win95和Win98都有这个内核。
我们今天使用的Windows7和Windows10是另一个称为WindowsNT的内核。
NT代表新技术。
接下来,我们将讨论NT版本的内核。

下面我找了Windows内核架构的图片,给大家一个直观的感受。

Windows还支持多任务和对称多处理(SMP)。
Windows的内核设计是混合的。
可以看到内核中有一个Microkernel模块。
与宏内核一样,完整的内核实现包含许多功能,是一个完整的整体。

Windows也有自己的可执行文件格式。
这种格式称为可移植可执行文件(PE)。
扩展名通常是.exe、.dll、.sys等。

PE文件的结构与ELF结构类似。
有很多相似之处。
我找了图片来帮助我更直观的理解。

Windows还有很多独特的功能,比如Hyper-V虚拟化技术。

在本课中,我们学习了内核的基础知识。
角色、整体架构、三种内核类型(宏内核、微内核、混合型内核)。

小内核(微内核)由于体积小、安装速度快而易于移植,而大内核(宏内核)则便于性能优化。
电脑。

Linux内核和Windows内核有什么区别?

【分析】Windows有两个内核,最新的是NT内核,目前主流的Windows产品都是NT内核。
NT内核和Linux内核非常相似,没有重大的结构差异。

从整体设计角度来看,Linux是宏内核,NT内核是混合内核。
与微内核不同,从实现的角度来看,宏内核和混合内核是完整的程序。
然而,微内核的概念也在混合内核中被抽象出来。
从内核内部来看,混合内核的架构更接近于微内核。

NT内核和Linux内核之间还存在许多其他差异,例如:

windows和linux的区别

Linux和Windows的区别如下。

区别一:内核

Linux操作系统使用Linux内核,Windows操作系统使用NT内核。
Linux操作系统是一个开源系统,其程序可以编辑和修改。
Microsoft的Windows系统受Microsoft版权保护,并且仅受Microsoft内部开发和修改的约束。

区别2:价格

Linux是免费的,Windows是付费的,但并不是所有的Linux都是免费的,是的,有一些。
商业Linux操作系统,例如RedhatLinux,是付费的。

区别3:支持软件

虽然Windows软件有很好的支持,但Linux软件的支持却很少。
这是因为Windows硬件驱动厂商支持全面支持。
Linux驱动程序该领域不像Windows那样全面。
例如,99%的游戏可以在Windows上运行,但只有非常基本的游戏可以在Linux上运行。

区别四:操作方式

Windows操作主要基于图形界面,而Linux操作主要基于命令行。

Linux命令行区分大小写,而WindowsDOS界面命令不区分大小写。

区别5:文件格式

Windows硬盘文件格式为FAT32或NTSF,而Linux需要ext2或ext3文件格式。
操作系统需要另一个SWAP格式的交换分区。

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