基本介紹
- 中文名：單核處理器
- 外文名：The single core processor
- 類型：計算機術語
- 來源：計算機硬體構成
- 別名：CPU
單核處理器向多核處理器的發展，是處理器歷史上一次重大的變革。
若用人類社會來比喻的話，CPU代表執行力，是一個抽象的概念；而作業系統則是各級政府，作業系統的核心則是最高決策者，以前是皇帝及宰相（現在是國家主席）以及圍繞他們為核心的一個班子。
遠古時期的CPU是沒有特權級別的，（這兒只分析x86系列，最初的8086/8088隻有實模式一種，沒有特權級別）就像遠古的堯舜禹時代：傳說即使是大禹也要親自乾體力活，由於每天泥里來水裡去，以至於小腿上都不長汗毛。
後來聰明人發現這種體系存在效率問題，韓非的文章中有一段描寫，《歷山之農者侵畔》，上面說，在舜種田的地方：歷山，歷山耕地的人越出田界侵占別人的耕地，舜便去那裡耕種，一年之後，田界不再被破壞侵占。（歷山之農者侵畔，舜往耕焉，期年甽畝正。），再後來河裡打漁的人也發生糾紛，舜便去那裡打漁，一年之後，都讓年長的人占最有利的水域。東夷制陶器的人制的陶器粗劣不結實，舜便去那裡制陶器，一年之後，陶器製得很牢固。這樣一出現民事糾紛，舜就跑去以身作則來矯正民俗，韓非對此提出了看法，認為舜無法以有限的生命來糾正天底下無限的錯誤，這時就必須通過特權來達到目的：即使賢明不如舜的君主，也可以很輕鬆地貫徹執行力。
CPU也是如此，到了80286，就出現了保護模式，保護模式真正開始實用，是伴隨著80386出現的，並且一直沿用至今。在保護模式設計下，CPU出現了特權階層，就是我們所說的Ring0級別，在Ring0級別執行的都是特權指令；我們通常的程式，都是跑在Ring3級別的（Ring1、Ring2倆級別沒有使用），也叫用戶模式，這樣，作業系統的代碼跑在Ring0級別（以及一些病毒），通用程式跑在Ring3級別，通用程式可以調用作業系統的功能，就像我們可以去政府申冤啦之類，由政府的各級行政民政部門負責辦理，但辦理過程一般對我們是不透明的，因為那是跑在Ring0級別的，我們因為許可權低，無法看到，只能等待執行結果。
有了保護模式之後，就出現了作業系統的兩種設計思想：單核模式和微核心模式。
單核心的思想是大量政府部門都工作在特權級別，這樣的好處是政府內部效率比較高，像我們用的windows系列，從win95到vista都是如此，當然，windows也說了，他們已經把大量作業系統服務歸入了用戶級別，或者讓用戶根據自己的情況來決定是否載入：我們可以通過控制臺來配置很多服務，比如SNMP（簡單網路管理協定），還有微軟自帶的防火牆等。Unix/linux也是單核心系統，不過由於一發明就是根紅苗正的32位科研性作業系統，（不像windows從可憐兮兮的DOS一朝暴富）所以人家連普通用戶最常使用的圖形界面也都不從屬於系統核心，而是使用了Xwindows一類的程式，而且也不見得就比windows的效率差，因為SGI等圖形工作站使用的就是unix。
微核心的思想是只在特權級別保留最基本的作業系統功能模組，作業系統提供的大量服務都跑在用戶模式，原則是越精簡越好，所以稱之為“micro kernal”，現在多用於嵌入式設備。作業系統只提供存儲空間管理和進程調度、進程間通訊這類和CPU硬體關聯的系統調用。微核心的想法很好，但因為效率問題而被詬病，一直也沒有大規模的套用。
簡單說，微核心是對占用過多資源的臃腫機構不滿，是讓利於民，政府小型化思想的產物；而單核系統更強調政府執行效率，但也占用了更多的社會資源。
或者再舉個例子：微核心下跑程式有點像吃自助餐，而單核心的機制下作業系統會提供日本式餐飲的體貼服務
哲學家告訴我們，矛盾是辨證統一的。就像RISC與CISC，中西醫一樣，最終的結果是融合而不是分崩，將來的作業系統必將吸取兩者之長，為我們使用計算機，提供更完善的幫助。
