Kernel е английска дума, използвана в изчисленията за обозначаване на ядро на операционната система, което е основната част от компютър.
Една проста промяна на версията на ядрото на по-стара или по-актуална може да бъде достатъчна за решаване на проблеми на хардуер а също и компютърна съвместимост.
С пълен контрол на всичко, свързано със системата, ядрото е една от първите програми, заредени по време на зареждане. Веднага след като започне да се изпълнява, ядрото стартира процес, който открива цялото хардуер необходими за правилното функциониране на компютъра.
В допълнение, ядрото обработва входни и изходни заявки от софтуер, и управлява например използваната памет и периферни устройства.
Роля на ядрото
Ядрото, ядрото на системата, е отговорно за свържете софтуер към хардуер. По този начин той установява ефективна комуникация между ресурсите на операционната система и управлява нейните функции.
Вижте по-долу основните функции на операционната система, управлявана от ядрото.
управление на процеса
В операционната система процесът е работеща програма. Управлението на процесите, изпълнявано от ядрото, решава кои процеси ще бъдат изпълнени.
Всеки от работещите процеси може да влезе и излезе от процесора няколко пъти в една и съща секунда, отстъпвайки място на друг процес. Ядрото е отговорно за вземане на решение кои процеси ще бъдат разпределени в процесора.
Тъй като превключването между процесите се случва много бързо, една програма може да продължи да работи, дори ако не е на процесора.
Режими за достъп
Изпълнението на даден процес може да се извърши по два различни начина.
- потребителски режим: Състои се от няколко подсистеми. Един от тях, включително подсистемата за околната среда, изпълнява приложения, предназначени за различни видове операционни системи. Потребителският режим се счита за непривилегирован режим. Всички софтуеъри по този начин те трябва да отправят заявки към ядрото, за да изпълняват привилегировани инструкции, като например създаване на процеси.
- Режим на ядрото: се счита за привилегировано, тъй като има достъп до целия компютър. Когато процесорът е в режим на ядро, това показва, че работи с софтуер надежден и способен да изпълнява всякакви инструкции.
Вижте също значението на процесор.
управление на паметта
В диспечера на задачите част от RAM паметта (общата памет) се разпределя към ядрото.
По време на управлението на процеса ядрото изпраща програми в адресно пространство. Частта от общата памет, разпределена на ядрото гарантира, че винаги има налична памет така че основните процеси се изпращат в това пространство.
Ядрото също има функцията да дефинира частта от паметта, до която всеки процес има достъп по време на своята работа.
Управление на устройства
ядрото контролира периферните устройства, свързани към компютъра.
Винаги, когато потребителят свърже устройство (например писалка, принтер, слушалки, клавиатура, мишка и т.н.), ядрото управлява паметта на това устройство и комуникацията му с програми и с хардуер от компютъра.
Всяко устройство има устройство, което е проектирано да работи на определена операционна система. Следователно, a шофьор предназначен за Windows не работи, например, на MAC.
О шофьор Функцията на всяко устройство е да извършва вид превод на команди, изпълнявани между определено електронно устройство и операционната система на компютъра.
Достъпът до услугите на операционна система става чрез потребителски интерфейс, обозначен като черупка, което на английски означава „черупка“. Името се дължи на факта, че черупка да бъде най-външният слой, около сърцевината.
Вижте значението на интерфейс.
системни разговори
Системните разговори са специфични функции, достъпни за компютърни програми, използвани в потребителски режим. Те се използват за извикване на ядрото на операционната система на компютъра, така че то извърши определено действие.
Тези функции често са сложни и използват функции, до които обикновеният потребител няма достъп.
По-долу са дадени някои примери за системни обаждания на Windows и съответното им ядро на Linux.
| Windows | Linux | Описание |
|---|---|---|
отблизо |
близо |
затваряне на файл |
| CreateFile | отворен | създаване на файл |
| Изтрий файла | прекратяване на връзката | Изтрий файла |
| ExitProcess | изход | Завършете процес и всички негови сегменти |
| GetLocalTime | екип | Извличане на текущото местоположение, дата и час |
знам повече за Windows.
Видове ядра
Що се отнася до нейната архитектура, ядрото на операционната система може да бъде монолитен, хибрид или бъде a микроядро.
Монолитна
Драйверите на устройства и разширенията на ядрото се изпълняват в ядрото с пълен достъп до хардуер.
Тъй като всички модули работят в едно и също адресно пространство, ако възникне грешка в едно от тези пространства, цялата система може да бъде засегната.
Примери за монолитна: Linux, BSD, MS-DOS и Solaris.
Linux е едно от най-известните монолитни ядра. като софтуер безплатен и преносим, какъвто е, Linux има предимството да работи на десетки платформи, от компютри на IBM до мобилни устройства, смартфони или iPods.
знам повече за софтуер ихардуер.
Микроядро или микроядро
Микроядрото, както подсказва името му, е много малко ядро и поради тази причина изпълнява възможно най-малко процеси в пространството на ядрото. Някои от тези процеси се изпълняват в потребителско пространство.
С тип микроядро Kernel, ако възникне грешка, просто рестартирайте услугата, която е представила проблема. Това предотвратява разрушаването на цялата система (както се случва с монолитното ядро).
Примери за микроядра: AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa и GNU Hurd.
Хибрид
Хибридните системи се считат за системи, които работят със средна позиция в сравнение с монолитни и микроядрени системи. Хибридът съчетава стабилността и сигурността на микроядрата с монолитна производителност.
Хибридното ядро е подобно на микроядрото, но има код („несъществен“) в пространството на ядрото, така че извършваните операции да са по-бързи.
Примери за хибриди: AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX и Xinu.
ядрото на Android е изграден от Linux. Не всички обаче оценяват Android като Linux, тъй като те смятат, че той се основава просто на Linux, но не и на самия Linux.
знам повече за Android.
