kernel

Vad är kärnan:

Kärnan är ett engelska ord som används i databehandling för att beteckna kärnan i operativsystemet, vilket är huvuddelen av en dator.

En enkel ändring från kärnversionen till en äldre eller mer aktuell version kan vara tillräcklig för att lösa problem med maskinvara och kompatibilitet på datorn.

Med full kontroll över allt relaterat till systemet är kärnan ett av de första program som ska laddas under start.

Så snart det börjar köra, startar kärnan en process som upptäcker all hårdvara som behövs för korrekt datoroperation.

Dessutom använder en kärna programvaruinmatning och utmatningsförfrågningar, och hanterar exempelvis minne och kringutrustning som används.

Kärnfunktion

Kärnan, kärnan i systemet, ansvarar för att ansluta programvaran till hårdvaran.

På så sätt etablerar den effektiv kommunikation mellan operativsystemets resurser och hanterar huvudfunktionerna.

Se nedan huvudfunktionerna i ett operativsystem, som administreras av kärnan.

Processhantering

I ett operativsystem är processen ett löpande program.

Processhanteringen som utförs av kärnan avgör vilka processer som ska utföras.

Var och en av de löpande processerna kan komma in och ut ur processorn flera gånger i samma sekund, vilket ger plats till en annan process.

Kärnan ansvarar för att besluta vilka processer som ska tilldelas på processorn.

Eftersom växling mellan processer sker mycket snabbt kan ett program fortsätta att köra även om det inte finns på processorn.

Åtkomstlägen

Utförandet av en process kan utföras på två olika sätt.

Användarläge : består av flera delsystem. En av dem, inklusive delsystemet Miljö, kör applikationer som är utformade för olika typer av operativsystem.

Användarläge anses vara ett obehagligt läge. All programvara i det här läget måste göra förfrågningar till kärnan för att kunna utföra privilegierade instruktioner, till exempel skapa processer.

Kärneläge : anses vara privilegierad eftersom den har åtkomst till hela datorn. När CPU: n är i kärnläge, indikerar den att den körs pålitlig programvara och kan utföra några instruktioner.

Se betydelsen av CPU.

Minnehantering

I uppgiftshanteraren tilldelas en del RAM (totalt minne) till kärnan.

Under processhantering skickar kärnan programmen till ett adressutrymme.

Den del av det totala minnet som tilldelas kärnan säkerställer att det alltid finns minne för att kärnprocesserna ska skickas till det här utrymmet.

Kärnan har också funktionen att definiera mängden minne som varje process kan komma åt under dess operation.

Enhetshantering

Kärnan styr de kringutrustning som är anslutna till datorn.

När en användare ansluter en enhet (t.ex. penna, skrivare, headset, mus etc.), hanterar kärnan minnet på den enheten och kommunicerar med datorns program och maskinvara.

Varje enhet har en enhet som har gjorts för att fungera på ett visst operativsystem. Därför fungerar inte en drivrutin som är avsedd för Windows, till exempel på en MAC.

Föraren av varje enhet är att utföra en typ av översättning av kommandon som exekveras mellan en viss elektronisk enhet och datorns operativsystem.

Tjänsten hos ett operativsystem nås via ett användargränssnitt som kallas ett skal, vilket på engelska betyder "skal". Namnet beror på det faktum att skalet är det yttersta lagret runt kärnan.

Se betydelsen av gränssnittet.

System samtal

Systemsamtal är specifika funktioner som de datorprogram som används i användarläge har. De används för att anropa kärnan i datorns operativsystem så att den utför vissa åtgärder.

Dessa funktioner är ofta komplexa och användningsfunktioner som den genomsnittliga användaren inte har tillgång till.

Se nedan för några exempel på Windows-systemsamtal och deras motsvarande Linux-kärnor.

Läs mer om Windows.

Kärneltyper

Med avseende på dess arkitektur kan kärnan i ett operativsystem vara monolitisk, hybrid eller mikronukleus .

monolitisk

Enhetsdrivrutiner och kärnförlängningar körs i kärnutrymme, med full maskinvaruåtkomst.

Eftersom alla moduler körs i samma adressutrymme, om det uppstår ett fel i ett av dessa utrymmen, kan hela systemet påverkas.

Exempel på monolitiska : Linux, BSD, MS-DOS och Solaris.

Linux är en av de mest kända monolitiska kärnorna,

Som ledig och bärbar programvara är det Linux som har fördelen av att arbeta på dussintals plattformar, från IBM-datorer till mobila enheter, smartphones eller iPod.

Läs mer om programvara och hårdvara ..

Micronucleus eller mikrokärnan

Mikronukeln, som namnet antyder, är en väldigt liten kärna, och därför utför den så få processer som möjligt i kärnrummet.

Några av processerna körs i användarutrymme.

Om kärnan i micronucleustypen uppstår, om ett fel uppstår, startar du bara om tjänsten som presenterade problemet.

Detta förhindrar att hela systemet slås över (som med den monolitiska kärnan).

Exempel på mikrokärnor : AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa och GNU Hurd.

hybrid

Hybridsystem betraktas som system som arbetar med mitten i jämförelse med monolitiska och mikronukleära.

Hybriden kombinerar stabiliteten och säkerheten hos mikrokärnan med monolithicens prestanda.

Hybridkärnan liknar en mikronukleus men har en kod ("icke-nödvändig") i kärnutrymmet så att de utförda operationerna är snabbare.

Exempel på hybrider : AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX och Xinu.

Android-kärnan är byggd från Linux. Men inte alla klassificera Android som Linux eftersom de anser att det bara är baserat på Linux, men inte en Linux själv.

Läs mer om Android.