Kernel è una parola inglese usata in informatica per designare il nucleo del sistema operativo, che è la parte principale di un computer.
Un semplice cambio di versione del Kernel in una precedente o più attuale può essere sufficiente per risolvere i problemi di hardware e anche compatibilità con il computer.
Con il pieno controllo di tutto ciò che riguarda il sistema, il Kernel è uno dei primi programmi ad essere caricato all'avvio. Non appena inizia l'esecuzione, il kernel avvia un processo che rileva l'intero hardware necessario per il corretto funzionamento del computer.
Inoltre, un kernel gestisce le richieste di input e output da Software, e gestisce, ad esempio, la memoria e le periferiche utilizzate.
Ruolo del kernel
Il Kernel, il cuore del sistema, è responsabile di collegare il Software al hardware. In questo modo stabilisce una comunicazione efficace tra le risorse del sistema operativo e ne gestisce le funzioni.
Vedi sotto le principali funzioni di un sistema operativo, gestito dal Kernel.
gestione dei processi
In un sistema operativo, il processo è un programma in esecuzione. La gestione dei processi eseguita dal Kernel decide quali processi verranno eseguiti.
Ciascuno dei processi in esecuzione può entrare e uscire dal processore più volte nello stesso secondo, lasciando il posto a un altro processo. Il kernel è responsabile di decidere quali processi saranno allocati sul processore.
Poiché il passaggio da un processo all'altro avviene molto rapidamente, un programma può continuare a essere eseguito anche se non è nel processore.
Modalità di accesso
L'esecuzione di un processo può essere eseguita in due modi diversi.
- modalità utente: è costituito da diversi sottosistemi. Uno di questi, incluso il sottosistema ambientale, esegue applicazioni progettate per diversi tipi di sistemi operativi. La modalità utente è considerata una modalità non privilegiata. Tutti i software in questo modo devono fare richieste al Kernel per eseguire istruzioni privilegiate, come la creazione di processi.
- Modalità kernel: è considerato privilegiato in quanto ha accesso all'intero computer. Quando la CPU è in modalità Kernel, indica che è in esecuzione a Software affidabile e in grado di eseguire qualsiasi istruzione.
Vedi anche il significato di processore.
gestione della memoria
Nel task manager, una parte della memoria RAM (memoria totale) è assegnata al kernel.
Durante la gestione dei processi, il Kernel invia i programmi a uno spazio di indirizzi. La parte della memoria totale allocata al Kernel assicura che ci sia sempre memoria disponibile in modo che i processi principali vengano inviati a quello spazio.
Il Kernel ha anche la funzione di definire la porzione di memoria a cui ogni processo può accedere durante il suo funzionamento.
Gestione dei dispositivi
il nocciolo controlla le periferiche collegate al computer.
Ogni volta che un utente connette un dispositivo (ad esempio pen drive, stampante, cuffie, tastiera, mouse, ecc.), il Kernel gestisce la memoria di quel dispositivo e la sua comunicazione con i programmi e con il hardware dal computer.
Ogni dispositivo dispone di un'unità progettata per funzionare su un particolare sistema operativo. Pertanto, a autista progettato per Windows non funziona, ad esempio, su un MAC.
oh autista La funzione di ciascun dispositivo è quella di effettuare una sorta di traduzione di comandi eseguiti tra un determinato dispositivo elettronico e il sistema operativo del computer.
I servizi di un sistema operativo sono accessibili tramite un'interfaccia utente designata come conchiglia, che in inglese significa “guscio”. Il nome è dovuto al fatto che il conchiglia essere lo strato più esterno, intorno al nucleo.
Guarda il significato di interfaccia.
chiamate di sistema
Le chiamate di sistema sono funzioni specifiche disponibili per i programmi per computer utilizzati in modalità utente. Sono usati per invocare il nucleo del sistema operativo di un computer in modo che eseguire determinate azioni.
Queste funzioni sono spesso complesse e utilizzano funzionalità a cui l'utente medio non ha accesso.
Di seguito sono riportati alcuni esempi di chiamate di sistema Windows e il relativo kernel Linux corrispondente.
| finestre | Linux | Descrizione |
|---|---|---|
chiudere la maniglia |
vicino |
chiudi file |
| Crea file | Aperto | creare file |
| Cancella il file | scollegare | cancella il file |
| Processo di uscita | Uscita | Termina un processo e tutti i suoi segmenti |
| OttieniOraLocale | squadra | Recupera posizione, data e ora correnti |
saperne di più su finestre.
Tipi di kernel
Per quanto riguarda la sua architettura, il cuore di un sistema operativo può essere monolitico, ibrido o essere un micronucleo.
Monolitico
I driver di dispositivo e le estensioni principali vengono eseguiti nello spazio principale, con pieno accesso al to hardware.
Poiché tutti i moduli vengono eseguiti nello stesso spazio di indirizzi, se si verifica un errore in uno di questi spazi, l'intero sistema può risentirne.
Esempi di monolitico: Linux, BSD, MS-DOS e Solaris.
Linux è uno dei kernel monolitici più conosciuti. Piace Software gratuito e portatile che sia, Linux ha il vantaggio di funzionare su dozzine di piattaforme, dai computer IBM ai dispositivi mobili, smartphone o iPod.
saperne di più su Software ehardware.
Microkernel o microkernel
Il microkernel, come suggerisce il nome, è un kernel molto piccolo e, per questo motivo, esegue il minor numero di processi possibile nello spazio del kernel. Alcuni di questi processi vengono eseguiti nello spazio utente.
Con il micro-kernel di tipo Kernel, se si verifica un errore, è sufficiente riavviare il servizio che ha presentato il problema. Ciò impedisce l'arresto dell'intero sistema (come accade con il kernel monolitico).
Esempi di micronuclei: AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa e GNU Hurd.
Ibrido
I sistemi ibridi sono considerati sistemi che funzionano con una via di mezzo rispetto ai sistemi monolitici e a micronuclei. Hybrid combina stabilità e sicurezza del microkernel con prestazioni monolitiche.
Il kernel ibrido è simile a un microkernel, ma ha codice ("non essenziale") nello spazio del kernel in modo che le operazioni eseguite siano più veloci.
Esempi di ibridi: AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX e Xinu.
il nocciolo di Android è costruito da Linux. Tuttavia, non tutti valutano il Android come Linux poiché lo considerano basato solo su Linux, ma non su Linux stesso.
saperne di più su Android.
