معنى النواة (ما هو ، المفهوم والتعريف)

Kernel هي كلمة إنجليزية تُستخدم في الحوسبة لتعيين نظام التشغيل الأساسي، وهو الجزء الرئيسي من الكمبيوتر.

يمكن أن يكون التغيير البسيط لإصدار Kernel إلى إصدار أقدم أو أحدث كافيًا لحل مشكلات المعدات وكذلك توافق الكمبيوتر.

مع التحكم الكامل في كل ما يتعلق بالنظام ، يعد Kernel أحد البرامج الأولى التي يتم تحميلها في وقت التمهيد. بمجرد أن يبدأ التشغيل ، يبدأ Kernel عملية تكتشف الكل المعدات ضروري لكي يعمل الكمبيوتر بشكل صحيح.

بالإضافة إلى ذلك ، تتعامل النواة مع طلبات الإدخال والإخراج من البرمجيات، ويدير ، على سبيل المثال ، الذاكرة والأجهزة الطرفية المستخدمة.

دور النواة

النواة ، جوهر النظام ، مسؤولة عن ربط البرمجيات الى المعدات. وبهذه الطريقة ، فإنه ينشئ اتصالاً فعالاً بين موارد نظام التشغيل ويدير وظائفه.

انظر أدناه الوظائف الرئيسية لنظام التشغيل ، الذي يديره Kernel.

ادارة العمليات

في نظام التشغيل ، العملية عبارة عن برنامج قيد التشغيل. تحدد إدارة العملية التي يقوم بها Kernel العمليات التي سيتم تنفيذها.

يمكن لكل من العمليات الجارية الدخول إلى المعالج والخروج منه عدة مرات في نفس الثانية ، مما يفسح المجال لعملية أخرى. تعتبر Kernel مسؤولة عن تحديد العمليات التي سيتم تخصيصها على المعالج.

نظرًا لأن التبديل بين العمليات يحدث بسرعة كبيرة ، يمكن أن يستمر تشغيل البرنامج حتى لو لم يكن موجودًا على المعالج.

أوضاع الوصول

يمكن تنفيذ العملية بطريقتين مختلفتين.

• وضع المستخدم: يتكون من عدة أنظمة فرعية. أحدها ، بما في ذلك النظام الفرعي البيئي ، يدير تطبيقات مصممة لأنواع مختلفة من أنظمة التشغيل. يعتبر وضع المستخدم وضعًا لا يتمتع بامتيازات. كل ال البرامج بهذه الطريقة يجب عليهم تقديم طلبات إلى Kernel من أجل تنفيذ التعليمات المميزة ، مثل إنشاء العمليات.
• وضع Kernel: يعتبر متميزًا لأنه يمكنه الوصول إلى الكمبيوتر بالكامل. عندما تكون وحدة المعالجة المركزية في وضع Kernel ، فإنها تشير إلى أنها تقوم بتشغيل ملف البرمجيات موثوقة وقادرة على تنفيذ أي تعليمات.

انظر أيضا معنى وحدة المعالجة المركزية.

إدارة الذاكرة

في إدارة المهام ، يتم تخصيص جزء من ذاكرة الوصول العشوائي (الذاكرة الإجمالية) لـ Kernel.

أثناء إدارة العملية ، يرسل Kernel البرامج إلى مساحة العنوان. الجزء المخصص لـ Kernel من إجمالي الذاكرة يضمن وجود ذاكرة متاحة دائمًا بحيث يتم إرسال العمليات الرئيسية إلى تلك المساحة.

لدى Kernel أيضًا وظيفة تحديد جزء الذاكرة الذي يمكن لكل عملية الوصول إليه أثناء تشغيلها.

إدارة الجهاز

النواة يتحكم في الأجهزة الطرفية المتصلة بالكمبيوتر.

عندما يقوم المستخدم بتوصيل جهاز (على سبيل المثال ، محرك القلم والطابعة وسماعات الرأس ولوحة المفاتيح والماوس وما إلى ذلك) ، يدير Kernel ذاكرة هذا الجهاز واتصاله بالبرامج ومع المعدات من الكمبيوتر.

يحتوي كل جهاز على محرك أقراص مصمم للعمل على نظام تشغيل معين. لذلك ، أ سائق مصمم لنظام التشغيل Windows لا يعمل ، على سبيل المثال ، على MAC.

ا سائق تتمثل وظيفة كل جهاز في إجراء نوع من الترجمة للأوامر المنفذة بين جهاز إلكتروني معين ونظام تشغيل الكمبيوتر.

يتم الوصول إلى خدمات نظام التشغيل من خلال واجهة مستخدم تسمى الصدف، والتي تعني في اللغة الإنجليزية "شل". الاسم يرجع إلى حقيقة أن الصدف تكون الطبقة الخارجية ، حول القلب.

انظر إلى معنى واجهه المستخدم.

مكالمات النظام

مكالمات النظام هي وظائف محددة متاحة لبرامج الكمبيوتر المستخدمة في وضع المستخدم. يتم استخدامها لاستدعاء جوهر نظام تشغيل الكمبيوتر بحيث يكون القيام بعمل معين.

غالبًا ما تكون هذه الوظائف معقدة وتستخدم ميزات لا يستطيع المستخدم العادي الوصول إليها.

فيما يلي بعض الأمثلة على مكالمات نظام Windows و Linux Kernel المطابق لها.

شبابيك	لينكس	وصف
المقاربة	قريب	إغلاق الملف
إنشاء ملف	افتح	إنشاء ملف
حذف ملف	فك الارتباط	حذف ملف
عملية الخروج	خروج	إنهاء العملية وجميع أجزائها
GetLocalTime	فريق	استرداد الموقع الحالي والتاريخ والوقت

معرفة المزيد عن شبابيك.

أنواع النواة

بقدر ما يتعلق الأمر بالهندسة المعمارية ، يمكن أن يكون جوهر نظام التشغيل المتجانسة, هجين أو أن تكون نواة صغيرة.

المتجانسة

تعمل برامج تشغيل الأجهزة والإضافات الأساسية في المساحة الأساسية ، مع إمكانية الوصول الكامل إلى المعدات.

نظرًا لأن جميع الوحدات النمطية تعمل في نفس مساحة العنوان ، في حالة حدوث خطأ في إحدى هذه المساحات ، يمكن أن يتأثر النظام بأكمله.

أمثلة متجانسة: Linux و BSD و MS-DOS و Solaris.

Linux هو أحد أكثر النوى المتجانسة شيوعًا. يحب البرمجيات إنه مجاني ومحمول ، يتمتع Linux بميزة التشغيل على عشرات الأنظمة الأساسية ، من أجهزة كمبيوتر IBM إلى الأجهزة المحمولة ، الهواتف الذكية أو آي بود.

معرفة المزيد عن البرمجيات والمعدات.

Microkernel أو microkernel

النواة الصغيرة ، كما يوحي اسمها ، هي نواة صغيرة جدًا ، ولهذا السبب ، فإنها تدير أقل عدد ممكن من العمليات في مساحة Kernel. تعمل بعض هذه العمليات في مساحة المستخدم.

باستخدام نوع micro-kernel Kernel ، في حالة حدوث خطأ ، ما عليك سوى إعادة تشغيل الخدمة التي قدمت المشكلة. هذا يمنع النظام بأكمله من الانهيار (كما يحدث مع Monolithic Kernel).

أمثلة على النوى الصغيرة: AIX و BeOS و L4 و Mach و Minix و MorphOS و QNX و RADIOS و VSTa و GNU Hurd.

هجين

تعتبر الأنظمة الهجينة أنظمة تعمل مع أرضية وسطى مقارنة بأنظمة أحادية النواة وصغيرة النواة. يجمع الهجين بين استقرار وأمن النواة الدقيقة والأداء المترابط.

يشبه Hybrid Kernel النواة الصغيرة ، ولكنه يحتوي على رمز ("غير أساسي") في مساحة النواة بحيث تكون العمليات المنجزة أسرع.

أمثلة على السيارات الهجينة: AmigaOS و Android و Chrome و Macintosh و webOS و Windows و OSX و Xinu.

نواة ذكري المظهر مبني من لينكس. ومع ذلك ، لا يقوم الجميع بتقييم ذكري المظهر مثل Linux حيث يرون أنه يعتمد فقط على Linux ، وليس Linux نفسه.

معرفة المزيد عن ذكري المظهر.