Kernel

Mis on Kernel:

Kernel on ingliskeelne sõna, mida kasutatakse arvutis, et määrata operatsioonisüsteemi tuum, mis on arvuti peamine osa.

Riistvara ja ühilduvuse probleemide lahendamiseks arvutis piisab lihtsast muutusest kerneli versioonist vanemale või uuemale versioonile.

Süsteemiga seotud kõike täielikult kontrollides on Kernel üks esimesi käivitamisel käivitatavaid programme.

Niipea kui see hakkab käivituma, käivitab kernel protsessi, mis tuvastab kogu arvuti tööks vajaliku riistvara.

Lisaks kasutab kernel tarkvara sisend- ja väljundnõudeid ning haldab näiteks kasutatud mälu ja välisseadmeid.

Kerneli funktsioon

Süsteemi tuum, kes vastutab tarkvara ühendamise eest riistvaraga.

Sel viisil loob see tõhusa suhtluse operatsioonisüsteemi ressursside vahel ja haldab selle põhifunktsioone.

Vaadake allpool Kerneli hallatavat operatsioonisüsteemi peamisi funktsioone.

Protsessi juhtimine

Operatsioonisüsteemis on protsess käimasolev programm.

Kerneli teostatav protsessijuhtimine otsustab, milliseid protsesse teostatakse.

Iga käimasolev protsess võib siseneda protsessorisse ja väljuda sellest mitu korda samas sekundis, andes teed teisele protsessile.

Kernel vastutab selle eest, millised protsessid protsessorile eraldatakse.

Kuna protsesside vahetamine toimub väga kiiresti, võib programm jätkata, isegi kui see pole protsessoril.

Juurdepääsu režiimid

Protsessi teostamine võib toimuda kahel erineval viisil.

Kasutajarežiim : koosneb mitmest allsüsteemist. Üks neist, sealhulgas keskkonnaalane allsüsteem, käivitab rakendusi, mis on mõeldud erinevat tüüpi operatsioonisüsteemidele.

Kasutajarežiimi peetakse eelisõiguslikuks režiimiks. Kõik selle režiimi tarkvara peavad tegema kernelile päringuid selleks, et täita privilegeeritud juhiseid, näiteks protsesside loomist.

Kerneli režiim : seda peetakse privilegeeritud, sest tal on juurdepääs kogu arvutile. Kui CPU on kerneli režiimis, näitab see, et see töötab usaldusväärset tarkvara ja suudab täita mis tahes juhiseid.

Vaadake CPU tähendust.

Mälu haldamine

Tegumihalduris eraldatakse osa RAM-ist (kogu mälu) kernelile.

Protsessi juhtimise ajal saadab kernel programmid aadressiruumi.

Kernelile eraldatud kogu mälu osa tagab, et alati on olemas mälu, et tuumikprotsessid saadetakse sellesse ruumi.

Kernelil on ka ülesanne määratleda mälu maht, mida iga protsess oma töö ajal pääseb juurde.

Seadme haldamine

Kernel kontrollib arvutiga ühendatud välisseadmeid.

Kui kasutaja ühendab seadme (nt pliiatsi, printeri, peakomplekti, hiire jne), haldab kernel selle seadme mälu ja suhtleb arvuti programmide ja riistvaraga.

Igal seadmel on draiv, mis on tehtud tööks teatud operatsioonisüsteemiga. Seetõttu ei tööta Windowsi jaoks mõeldud draiver näiteks MAC-is.

Iga seadme draiver on täita teatud elektroonilise seadme ja arvuti operatsioonisüsteemi vahel teostatud käskude tõlge.

Operatsioonisüsteemi teenuseid kasutatakse kasutajaliidese kaudu, mida nimetatakse kestaks, mis inglise keeles tähendab "shell". Nimi on tingitud asjaolust, et ümbris on südamiku ümber äärepoolseim kiht.

Vaadake liidese tähendust.

Süsteemikõned

Süsteemikõned on konkreetsed funktsioonid, mida kasutajarežiimis kasutatavad arvutiprogrammid on. Neid kasutatakse arvuti operatsioonisüsteemi tuumikuks, et see täidaks teatud toiminguid.

Need funktsioonid on sageli keerulised ja kasutavad funktsioone, millele keskmine kasutaja ei pääse.

Vaadake allpool mõningaid näiteid Windowsi süsteemikõnedest ja nende vastavatest Linuxi tuumadest.

Lisateave Windowsi kohta.

Kerneli tüübid

Seoses selle arhitektuuriga võib operatsioonisüsteemi tuum olla monoliitne, hübriid või mikronukleus .

Monoliitne

Seadme draiverid ja kerneli laiendused töötavad kerneli ruumis koos täieliku riistvaraga.

Kuna kõik moodulid töötavad samas aadressiruumis, kui ühes nendest ruumidest ilmneb viga, võib see mõjutada kogu süsteemi.

Monoliitsed näited : Linux, BSD, MS-DOS ja Solaris.

Linux on üks tuntumaid monoliitseid tuumaid,

Vaba ja kaasaskantava tarkvarana on Linuxi eeliseks see, et see töötab kümneid platvorme, alates IBMi arvutitest mobiilseadmetesse, nutitelefonidesse või iPodi.

Lisateave tarkvara ja riistvara kohta.

Micronucleus või mikrokernel

Mikronukleus, nagu nimigi ütleb, on väga väike tuum ja seetõttu täidab Kerneli ruumis võimalikult vähe protsesse.

Mõned protsessid töötavad kasutajaruumis.

Kui tekib viga, siis mikro-tuuma tüüpi tuuma puhul taaskäivitage probleemi esitanud teenus.

See takistab kogu süsteemi koputamist (nagu monoliitne tuum).

Mikrotuumade näited : AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa ja GNU Hurd.

Hübriid

Hübriidsüsteeme peetakse süsteemideks, mis töötavad monoliitsete ja mikrotuumadega võrreldes keskel.

Hübriid ühendab mikrokiibi stabiilsuse ja turvalisuse monoliitsete omadustega.

Hübriidituum sarnaneb mikronukleule, kuid südamiku ruumis on kood ("mittevajalik"), nii et teostatud operatsioonid on kiiremad.

Hübriidide näited : AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX ja Xinu.

Android Kernel on ehitatud Linuxist. Kõik aga ei liigita Androidi Linuxiks, sest nad leiavad, et see põhineb ainult Linuxil, kuid mitte Linuxil.

Lisateave Androidi kohta.