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内核分类调研
一、 单内核
（1） 简介
单内核也叫集中式操作系统。整个系统是一个大模块，可以被分为若干逻辑模块，即处理器管理、设备管理和文件管理，其模块间的交互是通过直接调用其他模块中的函数实现的。
（2） 优势
如果开发顺利，那么单内核结构就能从运行结构上获得好处。
（3） 劣势
可靠性较低，可扩展性较差。
（4） 特点
单内核的缺点也正是由于其源代码是一个整体而造成的，通常各模块之间的界限并不特别清晰，模块间的调用比较随意，所以进行系统修改或升级时，往往“牵一发而动全身”，导致工作量加大，使其难于维护。
（5） 代表性内核：Linux内核

二、 微内核
1． 简介
微内核是指把操作系统结构中的内存管理、设备管理、文件系统等高级服务功能尽可能地从内核中分离出来，变成几个独立的非内核模块，而在内核只保留少量最基本的功能，使内核变得简洁可靠。
2． 优势
（1） 移植性好
微内核把操作系统中与硬件直接相关的部分抽取出来作为一个公共层, 称之为硬件抽象层(HAL)。这个硬件抽象层其实就是一种虚拟机, 它向所有基于该层的其它层通过API 接口提供一系列标准服务, 因此内核能方便地移植到其他硬件体系结构中。因为当需要移植到新的软件或硬件环境中时, 只需对与硬件相关的部分稍加修改即可把微内核嵌入到新的硬件环境中, 在多数情况下, 并不需要移植外部服务器或客户应用。
（2） 扩充性强
微内核设计的一个目标就是内核只提供对操作系统绝对必要的功能, 而把其它属于传统操作系统内核部分的功能留给用户态进程来实现。从本质上说, 微内核可以被看作是对传统操作系统共性的进一步抽象, 使得内核只提供机制, 而把实现策略留给用户态进程, 或者说服务程序。当新的硬件设备或软件技术出现时, 只需要增加或修改服务程序即可,而不必像传统操作系统那样必须修改内核设计。微内核设计的这个优点, 在一个最有影响力的、基于微内核的操作系统Windows NT 的发展历史上得到了充分的体现: 从Windows NT 的第一版开始到最新的Windows XP, 其内核的改动远远少于传统操作系统如Unix。
（3） 灵活性强
微内核对操作系统作了进一步抽象, 基于微内核的操作系统更容易去掉一些不必要的特性, 从而被剪裁成一个较小的系统。
（4） 可靠性高
微内核结构中的服务器进程作为用户态进程运行, 有自己的内存保护空间, 以标准的IPC 方式通信, 一旦服务器出错, 不会导致整个系统瘫痪, 从而增强了操作系统的强壮性。
3． 劣势
系统划分的粒度越精细, 必然会造成系统整体性能的弱化, 对微内核体系结构来说也是如此。微内核的模块化程度提高了, 但导致了模块间通信代价的增加: 无论是用户进程还是服务器进程, 要获得微内核的服务, 必须使用远程过程调用( RPC) [ 3] 。用户进程要获取服务器的服务, 需要四次调用才能实现; 而在传统的内核结构中, 只需要一个简单的过程调用即可实现。而且用户态和核心态之间的切换以及过多的不同地址空间之间的切换, 也会降低微内核的工作效率。总之, 消息的频繁传送和进程地址空间的切换是导致微内核性能下降的重要原因。
4． 代表性内核：AⅨ、BeOS、L4微内核系列

三、 混合内核
1． 简介
混合内核实质上是微内核，只不过它让一些微核结构运行在用户空间的代码运行在内核空间，这样让内核的运行效率更高些。
2． 代表性内核：BeOS 内核DragonFly BSD ReactOS 内核 Mac OS X。

四、 外内核
1． 简介
外内核系统，也被称为纵向结构操作系统，是一种比较极端的设计方法。
2． 特点
外内核本身非常的小，它通常只负责系统保护和系统资源复用相关的服务。外核的目标就是让应用程序直接请求一块特定的物理空间，一块特定的磁盘块等等。系统本身只保证被请求的资源当前是空闲的，应用程序就允许直接存取它。既然外核系统只提供了比较低级的硬件操作，而没有像其他系统一样提供高级的硬件抽象，那么就需要增加额外的运行库支持。这些运行库运行在外核之上，给用户程序提供了完整的功能。

参考文献：
以上参考文献均来自：CSDN，百度文库

任务分配
单内核
何沈俊
微内核
周江成
混合内核
高一帆
外内核
沈佳龙