Недостатки:

В то же время микроядерная архитектура операционной системы вносит дополнительные накладные расходы, связанные с передачей сообщений, что отрицательно влияет на производительность. Для того чтобы микроядерная операционная система по скорости не уступала операционным системам на базе монолитного ядра, требуется очень аккуратно проектировать разбиение системы на компоненты, стараясь минимизировать взаимодействие между ними. Таким образом, основная сложность при создании микроядерных операционных систем — необходимость очень аккуратного проектирования

Коммерческие версии микроядер

Одной из первых представила понятие микроядра фирма Next, которая использовала в своих компьютерах систему Mach, прошедшую большой путь развития в университете Карнеги-Меллона при помощи агентства Министерства обороны США DARPA. Затем пришла Microsoft Windows NT, рекламировавшая в качестве ключевых преимуществ применения микроядра не только модульность, но и переносимость.

Более современные архитектуры микроядра были предложены Novell, USL, Open Software Foundation, IBM, Apple и другими. Одним из основных соперников NT на арене микроядер является микроядро Mach 3.0, которое и IBM и OSF взялись привести к коммерческому виду. (Next в качестве основы для NextStep пока использует Mach 2.5, но при этом внимательно присматривается к Mach 3.0.). Основной соперник Mach - микроядро Chorus 3.0 фирмы Chorus Systems.

Сегодня стало ясно, что имеется тенденция движения от монолитных систем в сторону подхода с использованием небольших ядер. Именно такой подход уже использовался компаниями QNX Software и Unisys, в течение нескольких лет поставляющих пользующиеся успехом операционные системы на основе микроядра. QNX фирмы QNX Software обслуживает рынок систем реального времени, а CTOS фирмы Unisys популярна в области банковского дела.

Более подробно о микроядре на примерах:

MINIX3

Микроядро MINIX 3 самое «микроядреное» микроядро в мире. Из него вычищено все, кроме перечисленных ранее компонентов, таких, как обработчик прерываний, средства запуска и останова процессов, планировщик задач, механизм межпроцессного взаимодействия; правда, почему-то в ядро включен и один из сервисов - сервис часов. В результате все это укладывается менее чем в 4000 строк кода - и только оно исполняется в пространстве ядра.

Драйверная и сервисная части, вычлененные из ядра, разделены между собой. В результате образуется знаменитая четырехслойная модель-метафора, в основании которой лежит ядро, надстраиваемое "драйверным слоем", которое, в свою очередь, перекрывается "сервисным слоем" и венчается "слоем пользовательских программ".

Кроме того каждый драйвер и каждый сервис представляет собой отдельный процесс в пользовательском пространстве, аналогично обычным пользовательским приложениям. В результате ни один драйвер и ни один сервис, как бы криво они не были написаны, не в состоянии обрушить всю систему - точно также, как в любом Unix'е это не могут сделать обычные пользовательские приложения. Не могут повлиять они и на соседние процессы, так как напрямую взаимодействовать они не могут, а вынуждены при необходимости обращаться к ядру.

Наконец, главное: сервер реинкарнаций. Это процесс, выступающий родительским по отношению к процессам всех драйверов и сервисов. Которые он запускает при старте, а в дальнейшем отслеживает состояние. Если процесс какого-либо драйвера или сервиса в силу неких причин самопроизвольно "умирает", он запускает его вновь. Если один из драйверов или сервисов начинает вести себя "нехорошо", сервер реинкарнаций в состоянии убить соответствующий ему процесс и тут же запустить его заново, обеспечивая, таким образом прозрачное для пользователя самовосстановление системы при отказе почти любого драйвера устройства или системной службы.

QNX

Микроядро QNX отвечает за выполнение следующих функций:

• связь между процессами - Микроядро управляет маршрутизацией сообщений; оно также поддерживает две другие формы IPC - прокси и сигналы;

• сетевой интерфейс низкого уровня - Микроядро осуществляет доставку всех сообщений, предназначенных для процессов на других узлах сети;

• диспетчеризация процессов - входящий в состав Ядра планировщик решает, какому из запущенных процессов должно быть передано управление;

• первичная обработка прерываний - все аппаратные прерывания и исключения сначала проходят через Микроядро, а затем передаются соответствующему драйверу или системному менеджеру

Все остальные модули системы с точки зрения микроядра представляют собой полностью равноценные нити. То, что некоторые из этих нитей исполняю в пользовательском, а другие — в привилегированном режиме доступа ядру совершенно неинтересно и не влияет на их приоритет и класс планировании. QNX разрабатывался для приложений реального времени, в том числе и для использования во встраиваемых микропроцессорных системах; но, благодаря компактности и фантастической производительности, эта ОС иногда заменяет системы общего назначения. Микроядро QNX действительно заслуживает названия микро, поскольку занимает всего 12 килобайт кода и полностью входит в кэш первого уровня даже старых процессоров архитектуры х86. Все остальные модули ядра — драйверы внешних устройств, файловых систем, сетевых протоколов, имитация API систем семейства Unix — динамически загружаются и выгружаются и не являются обязательными (если, конечно, приложение не требует сервисов, предоставляемых этими модулями). Благодаря этому ОС может использоваться во встраиваемых приложениях с весьма небольшим объемом ПЗУ.