Kernel on englanninkielinen sana, jota käytetään laskennassa käyttöjärjestelmän ydin, joka on tietokoneen pääosa.
Ytimen version yksinkertainen muuttaminen vanhemmaksi tai uudemmaksi voi riittää ratkaisemaan laitteisto ja myös tietokoneiden yhteensopivuus.
Ytimellä on kaikki ensimmäiset ohjelmat, jotka ladataan käynnistyshetkellä kaikilla järjestelmään liittyvillä asioilla. Heti kun se alkaa toimia, ydin aloittaa prosessin, joka tunnistaa koko laitteisto tarpeen tietokoneen toiminnan kannalta.
Lisäksi ydin käsittelee tulo- ja lähtöpyynnöt lähettäjältä ohjelmistoja hallitsee esimerkiksi käytettyjä muistia ja oheislaitteita.
Ytimen rooli
Ydin, järjestelmän ydin, on vastuussa kytke ohjelmisto että laitteisto. Tällä tavoin se muodostaa tehokkaan viestinnän käyttöjärjestelmän resurssien välillä ja hallinnoi sen toimintoja.
Katso alla ytimen hallinnoiman käyttöjärjestelmän päätoiminnot.
prosessinhallinta
Käyttöjärjestelmässä prosessi on käynnissä oleva ohjelma. Ytimen suorittama prosessinhallinta päättää suoritettavat prosessit.
Kukin käynnissä olevista prosesseista voi tulla sisään ja poistua prosessorista useita kertoja saman sekunnin aikana ja antaa tien toiselle prosessille. Ydin on vastuussa prosessorille allokoitavien prosessien päättämisestä.
Koska vaihtaminen prosessien välillä tapahtuu hyvin nopeasti, ohjelma voi jatkaa toimintaansa, vaikka sitä ei olisi prosessorissa.
Pääsytilat
Prosessin toteutus voidaan suorittaa kahdella eri tavalla.
- käyttäjätila: koostuu useista osajärjestelmistä. Yksi niistä, mukaan lukien ympäristöalijärjestelmä, käyttää sovelluksia, jotka on suunniteltu erityyppisille käyttöjärjestelmille. Käyttäjätilaa pidetään etuoikeutettuna. Kaikki ohjelmistot tällä tavalla heidän on tehtävä pyyntöjä ytimelle etuoikeutettujen ohjeiden, kuten prosessien luomisen, suorittamiseksi.
- Ytimen tila: pidetään etuoikeutettuna, koska sillä on pääsy koko tietokoneeseen. Kun CPU on ydintilassa, se osoittaa, että se on a ohjelmisto luotettava ja kykenevä suorittamaan kaikki ohjeet.
Katso myös merkitys prosessori.
muistin hallinta
Tehtävienhallinnassa osa RAM-muistista (kokonaismuisti) allokoidaan ytimelle.
Prosessien hallinnan aikana ydin lähettää ohjelmia osoitetilaan. Ytimelle varattu osa kokonaismuistista varmistaa, että muistia on aina käytettävissä niin että pääprosessit lähetetään kyseiseen tilaan.
Ytimen tehtävänä on myös määrittää muistin osa, jota kukin prosessi voi käyttää toiminnan aikana.
Laitehallinta
ydin ohjaa tietokoneeseen liitettyjä oheislaitteita.
Aina kun käyttäjä yhdistää laitteen (esimerkiksi kynäaseman, tulostimen, kuulokkeet, näppäimistön, hiiren jne.), Ydin hallitsee laitteen muistia ja sen viestintää ohjelmien ja laitteisto tietokoneesta.
Jokaisella laitteella on asema, joka on suunniteltu toimimaan tietyssä käyttöjärjestelmässä. Siksi a kuljettaja suunniteltu Windowsille, ei toimi esimerkiksi MAC: ssä.
O kuljettaja Jokaisen laitteen tehtävänä on suorittaa eräänlainen käännös komentoista, jotka suoritetaan tietyn elektronisen laitteen ja tietokoneen käyttöjärjestelmän välillä.
Käyttöjärjestelmän palveluihin pääsee käyttöliittymän kautta, joka on nimetty kuori, joka englanniksi tarkoittaa "kuori". Nimi johtuu siitä, että kuori olla uloin kerros ytimen ympärillä.
Katso merkitys käyttöliittymä.
järjestelmäpuhelut
Järjestelmäpuhelut ovat erityisiä toimintoja, jotka ovat käytettävissä käyttäjän ohjelmissa. Niitä käytetään kutsumaan tietokoneen käyttöjärjestelmän ydin niin, että se suorittaa tiettyjä toimintoja.
Nämä toiminnot ovat usein monimutkaisia ja käyttävät ominaisuuksia, joihin tavallisella käyttäjällä ei ole pääsyä.
Seuraavassa on joitain esimerkkejä Windows-järjestelmäpuheluista ja niitä vastaavasta Linux-ytimestä.
| Windows | Linux | Kuvaus |
|---|---|---|
kädensija |
kiinni |
sulje tiedosto |
| Luo tiedosto | avata | luo tiedosto |
| Poista tiedosto | poista linkitys | Poista tiedosto |
| ExitProcess | poistua | Lopeta prosessi ja kaikki sen osat |
| GetLocalTime | tiimi | Hae nykyinen sijainti, päivämäärä ja aika |
tietää enemmän Windows.
Ytimen tyypit
Operointijärjestelmän ydin voi olla arkkitehtuuriltaan monoliittinen, hybridi tai olla a mikrotuma.
Monoliittinen
Laiteohjaimet ja ydinlaajennukset toimivat ydintilassa, ja niillä on täysi pääsy laitteisto.
Koska kaikki moduulit toimivat samassa osoiteavaruudessa, jos jokin näistä tiloista tapahtuu virhe, koko järjestelmä voi vaikuttaa.
Esimerkkejä monoliittisesta: Linux, BSD, MS-DOS ja Solaris.
Linux on yksi tunnetuimmista monoliittisista ytimistä. Kuten ohjelmisto Linuxilla on se etu, että se on ilmainen ja kannettava, sillä se toimii kymmenillä alustoilla IBM-tietokoneista mobiililaitteisiin, älypuhelimet tai iPodit.
tietää enemmän ohjelmisto jalaitteisto.
Mikrotuuma tai mikrotuuma
Nimensä mukaisesti mikrokerneli on hyvin pieni ydin, ja tästä syystä se suorittaa mahdollisimman vähän prosesseja ytintilassa. Jotkut näistä prosesseista suoritetaan käyttäjän tilassa.
Mikro-ytimen tyypin Kernel kanssa, jos ilmenee virhe, käynnistä vain ongelma esittänyt palvelu uudelleen. Tämä estää koko järjestelmän kaatumisen (kuten monoliittisen ytimen kohdalla).
Esimerkkejä mikrotumasta: AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa ja GNU Hurd.
Hybridi
Hybridijärjestelmiä pidetään järjestelminä, jotka toimivat keskitien kanssa verrattuna monoliittisiin ja mikrotumajärjestelmiin. Hybridi yhdistää mikrotuumien vakauden ja turvallisuuden monoliittiseen suorituskykyyn.
Hybridiydin on samanlainen kuin mikrokerneli, mutta sillä on ydinavaruudessa koodi ("ei-välttämätön"), joten suoritetut toiminnot ovat nopeampi.
Esimerkkejä hybridistä: AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX ja Xinu.
- ydin Android on rakennettu Linuxista. Kaikki eivät kuitenkaan arvioi Android kuten Linux, koska heidän mielestään se perustuu vain Linuxiin, mutta ei itse Linuxiin.
tietää enemmän Android.