nucleu

Ce este kernelul:

Kernel este un cuvânt englez folosit în calcul pentru a desemna nucleul sistemului de operare, care este partea principală a unui computer.

O simplă modificare de la versiunea Kernel la o versiune mai veche sau mai recentă poate fi suficientă pentru a rezolva problemele de hardware și compatibilitate de pe computer.

Cu un control deplin al tuturor aspectelor legate de sistem, Kernel-ul este unul dintre primele programe care trebuie încărcate în timpul pornirii.

Imediat ce începe să ruleze, kernelul pornește un proces care detectează toate componentele hardware necesare funcționării corecte a calculatorului.

În plus, un kernel operează cererile de intrare și ieșire de software și gestionează, de exemplu, dispozitivele de memorie și periferice utilizate.

Funcția kernel

Kernelul, nucleul sistemului, este responsabil pentru conectarea software-ului la hardware.

În acest fel, se stabilește o comunicare eficientă între resursele sistemului de operare și se administrează funcțiile sale principale.

Vedeți mai jos principalele funcții ale unui sistem de operare, administrat de Kernel.

Managementul proceselor

Într-un sistem de operare, procesul este un program în desfășurare.

Gestionarea procesului efectuată de Kernel decide care procese vor fi executate.

Fiecare dintre procesele în execuție poate intra și iese din procesor de mai multe ori în aceeași secundă, dând cale unui alt proces.

Kernelul este responsabil pentru a decide care procese vor fi alocate procesorului.

Deoarece comutarea între procese apare foarte rapid, un program poate continua să funcționeze chiar dacă nu este pe procesor.

Moduri de acces

Executarea unui proces poate fi efectuată în două moduri diferite.

Modul utilizator : constă din mai multe subsisteme. Una dintre ele, inclusiv subsistemul de mediu, rulează aplicații concepute pentru diferite tipuri de sisteme de operare.

Modul utilizator este considerat un mod neprivilizat. Toate programele din acest mod trebuie să facă cereri către Kernel pentru a executa instrucțiuni privilegiate, cum ar fi crearea de procese.

Modul kernel : este considerat privilegiat deoarece are acces la întregul computer. Când CPU este în modul kernel, indică faptul că rulează software fiabil și poate executa orice instrucțiuni.

Vedeți semnificația CPU.

Managementul memoriei

În managerul de activități, o parte din memoria RAM (memorie totală) este alocată kernelului.

În timpul gestionării procesului, kernelul trimite programele într-un spațiu de adrese.

Partea din memoria totală alocată kernel-ului asigură că există întotdeauna memorie disponibilă pentru ca procesele de bază să fie trimise către acel spațiu.

Kernelul are, de asemenea, funcția de a defini cantitatea de memorie pe care fiecare proces le poate accesa în timpul funcționării.

Gestionarea dispozitivelor

Kernel-ul controlează perifericele conectate la computer.

Ori de câte ori un utilizator conectează un dispozitiv (de exemplu, unitatea pen, imprimanta, setul cu cască, mouse-ul etc.), Kernel-ul gestionează memoria aparatului și comunică cu programele și hardware-ul calculatorului.

Fiecare dispozitiv are o unitate care a fost făcută pentru a lucra la un anumit sistem de operare. Prin urmare, un driver proiectat pentru Windows nu funcționează, de exemplu, pe un MAC.

Conducătorul fiecărui dispozitiv este să efectueze un fel de traducere a comenzilor executate între un anumit dispozitiv electronic și sistemul de operare al calculatorului.

Serviciile unui sistem de operare sunt accesate printr-o interfață de utilizator numită shell, care în limba engleză înseamnă "shell". Numele se datorează faptului că învelișul este stratul exterior, în jurul nucleului.

Vedeți semnificația interfeței.

Apeluri sistem

Apelurile de sistem sunt funcții specifice pe care le au programele de calculator utilizate în modul de utilizare. Acestea sunt folosite pentru a invoca nucleul sistemului de operare al unui computer astfel încât să efectueze anumite acțiuni.

Aceste funcții sunt adesea complexe și utilizează caracteristici pe care utilizatorul mediu nu le are acces.

Vedeți mai jos câteva exemple de apeluri de sistem Windows și nucleul lor Linux corespunzător.

Aflați mai multe despre Windows.

Tipuri de kernel

În ceea ce privește arhitectura, nucleul unui sistem de operare poate fi monolitic, hibrid sau micronucleic .

monolitic

Driverele de dispozitiv și extensiile kernel-ului rulează în spațiu kernel, cu acces hardware complet.

Deoarece toate modulele rulează în același spațiu de adrese, în cazul în care apare o eroare în unul dintre aceste spații, întregul sistem poate fi afectat.

Exemple de monolitice : Linux, BSD, MS-DOS și Solaris.

Linux este unul dintre cele mai cunoscute kerneluri monolitice,

Ca software liber și portabil care este, Linux are avantajul de a lucra pe zeci de platforme, de la calculatoare IBM la dispozitive mobile, smartphone-uri sau iPod-uri.

Aflați mai multe despre software și hardware.

Micronucleus sau microkernel

Micronucleul, așa cum sugerează și numele, este un kernel foarte mic și, prin urmare, realizează cât mai puține procese în spațiul Kernel.

Unele dintre procese rulează în spațiul utilizatorilor.

Cu kernelul de tip micronucleu, în cazul în care apare o eroare, trebuie doar să reporniți serviciul care a prezentat problema.

Acest lucru va împiedica răsturnarea întregului sistem (ca și în kernelul monolitic).

Exemple de micronuclei : AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa și GNU Hurd.

hibrid

Sistemele hibride sunt considerate sisteme care funcționează cu un mediu de mijloc în comparație cu monolit și micronuclei.

Hibridul combină stabilitatea și securitatea microkernelului cu performanța monolitului.

Miezul hibrid este similar cu un micronucleu, dar are un cod ("non-esențial") în spațiul de bază, astfel încât operațiile executate să fie mai rapide.

Exemple de hibrizi : AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX și Xinu.

Kernelul Android este construit din Linux. Cu toate acestea, nu toate clasifica Android ca Linux deoarece considera ca se bazeaza doar pe Linux, dar nu pe Linux in sine.

Aflați mai multe despre Android.