Микроядерная архитектура. 
Архитектура операционной системы

Микроядерная архитектура — это такая схема ядра ОС, при которой все его компоненты, кроме микроядра, являются самостоятельными процессами, работающими, возможно, в разных адресных пространствах, и взаимодействуют друг с другом путем передачи сообщений.

Микроядро — это модуль ядра ОС, обеспечивающий взаимодействие между процессами, планирование процессов, первичную обработку прерываний и базовое управление памятью.

В привилегированном режиме остается работать только микроядро, которое защищено от остальных частей ОС и приложений. Набор функций микроядра обычно соответствует функциям слоя базовых механизмов обычного ядра. Остальные, более высокоуровневые функции ядра, оформляются в виде приложений, работающих в пользовательском режиме (см. рисунок).

Опять же не существует однозначного решения, какие функции относить к микроядру, а какие — оформлять отдельными модулями. В общем случае многие менеджеры ресурсов, являющиеся обычно составными частями монолитного ядра (файловая система, менеджер безопасности, подсистемы управления виртуальной памятью и процессами), становятся модулями, работающими в пользовательском режиме.

Но менеджеры ресурсов, хотя и работают в пользовательском режиме, имеют принципиальные отличия от традиционных утилит и обрабатывающих программ операционной системы. Утилиты и обрабатывающие программы вызываются пользователями, поэтому в ОС с классической архитектурой отсутствует механизм вызова одного приложения другим. При микроядерной архитектуре приложения, выделенные из состава ядра, специально предназначены для обслуживания запросов других приложений (например, создание процесса, выделение памяти, проверка прав доступа к ресурсу и т. п.). Поэтому менеджеры ресурсов, вынесенные в пользовательский режим, называются серверами ОС, т. е. модулями, основным назначением которых является обслуживание запросов локальных приложений и других модулей ОС.

Очевидно, что необходимым условием для реализации микроядерной архитектуры является наличие удобного и эффективного способа вызова процедур одного процесса из другого. Осуществление этого механизма является одной из главных задач микроядра. Схема механизма обращения к функциям ядра ОС, оформленным в виде серверов (причем это обращение может осуществляться как со стороны приложения, так и со стороны другого сервера), имеет следующий вид (см. рисунок).

Клиент (прикладная программа или компонент ОС) запрашивает у сервера выполнения некоторой функции, посылая ему для этого сообщение. Непосредственная передача сообщений между приложениями невозможна в силу изоляции их адресных пространств. Микроядро, работающее в привилегированном режиме, имеет доступ к адресным пространствам всех приложений, поэтому может выполнять функции посредника. Микроядро передает сообщение, содержащее имя и параметры вызываемой процедуры, нужному серверу, тот выполняет операцию, после чего ядро возвращает результаты клиенту с помощью другого сообщения. Таким образом, микроядерная архитектура соответствует модели клиент-сервер, в которой роль транспортных средств выполняет микроядро.