Kernel er et engelsk ord som brukes i databehandling for å betegne operativsystemkjernen, som er hoveddelen av en datamaskin.
En enkel endring av Kernel-versjonen til en eldre eller mer aktuell kan være nok til å løse problemer med maskinvare og også datakompatibilitet.
Med full kontroll over alt som er relatert til systemet, er kjernen et av de første programmene som lastes inn ved oppstart. Så snart den begynner å kjøre, starter kjernen en prosess som oppdager hele maskinvare nødvendig for at datamaskinen skal fungere skikkelig.
I tillegg håndterer en kjerne inngangs- og utgangsforespørsler fra programvare, og administrerer for eksempel minne og eksterne enheter som brukes.
Kjerne-rolle
Kjernen, kjernen i systemet, er ansvarlig for koble til programvare til maskinvare. På denne måten etablerer den en effektiv kommunikasjon mellom ressursene i operativsystemet og styrer funksjonene.
Se nedenfor hovedfunksjonene til et operativsystem, administrert av kjernen.
prosessledelse
I et operativsystem er prosessen et pågående program. Prosessledelsen utført av kjernen bestemmer hvilke prosesser som skal utføres.
Hver av de kjørende prosessene kan komme inn og ut av prosessoren flere ganger i samme sekund, og gi vei til en annen prosess. Kjernen er ansvarlig for å bestemme hvilke prosesser som skal tildeles prosessoren.
Siden bytte mellom prosesser skjer veldig raskt, kan et program fortsette å kjøre selv om det ikke er på prosessoren.
Tilgangsmodi
Utførelsen av en prosess kan utføres på to forskjellige måter.
- brukermodus: består av flere delsystemer. Et av dem, inkludert miljøundersystemet, kjører applikasjoner designet for forskjellige typer operativsystemer. Brukermodus betraktes som en privilegert modus. Alle de programvare på denne måten må de gjøre forespørsler til kjernen for å kunne utføre privilegerte instruksjoner, for eksempel å lage prosesser.
- Kjernemodus: regnes som privilegert da den har tilgang til hele datamaskinen. Når prosessoren er i kjernemodus, indikerer det at den kjører en programvare pålitelig og i stand til å utføre instruksjoner.
Se også betydningen av prosessor.
Minnehåndtering
I oppgavebehandleren er en del av RAM-minnet (totalt minne) tildelt kjernen.
Under prosessadministrasjon sender kjernen programmer til et adresserom. Den delen av det totale minnet som er tildelt kjernen sørger for at det alltid er minne tilgjengelig slik at hovedprosessene sendes til det rommet.
Kjernen har også den funksjonen å definere den delen av minnet som hver prosess kan få tilgang til under drift.
Enhetsadministrasjon
kjernen kontrollerer eksterne enheter som er koblet til datamaskinen.
Hver gang en bruker kobler til en enhet (for eksempel pennestasjon, skriver, hodetelefoner, tastatur, mus osv.), Styrer kjernen minnet til enheten og kommunikasjonen med programmer og med maskinvare fra datamaskinen.
Hver enhet har en stasjon som er designet for å fungere på et bestemt operativsystem. Derfor er en sjåfør designet for Windows fungerer ikke, for eksempel på en MAC.
O sjåfør Funksjonen til hver enhet er å utføre en slags oversettelse av kommandoer utført mellom en bestemt elektronisk enhet og datamaskinens operativsystem.
Tjenestene til et operativsystem er tilgjengelig via et brukergrensesnitt betegnet som skall, som på engelsk betyr "shell". Navnet skyldes at skall være det ytterste laget, rundt kjernen.
Se betydningen av grensesnitt.
systemanrop
Systemanrop er spesifikke funksjoner som er tilgjengelige for dataprogrammer som brukes i brukermodus. De brukes til å påkalle kjernen i datamaskinens operativsystem slik at den utføre visse handlinger.
Disse funksjonene er ofte komplekse og bruker funksjoner som gjennomsnittsbrukeren ikke har tilgang til.
Nedenfor er noen eksempler på Windows-systemanrop og deres tilsvarende Linux-kjerne.
| Windows | Linux | Beskrivelse |
|---|---|---|
nærhåndtak |
Lukk |
lukk filen |
| CreateFile | åpen | opprette fil |
| Slett fil | koble fra | slett fil |
| ExitProcess | exit | Avslutt en prosess og alle dens segmenter |
| GetLocalTime | team | Hent nåværende sted, dato og klokkeslett |
vite mer om Windows.
Kjernetyper
Når det gjelder arkitekturen, kan kjernen i et operativsystem være monolitisk, hybrid eller være en mikrokjerne.
Monolitisk
Enhetsdrivere og kjerneutvidelser kjører i kjerneplassen, med full tilgang til maskinvare.
Ettersom alle modulene kjører i samme adresserom, kan hele systemet bli påvirket hvis det oppstår en feil i et av disse mellomromene.
Eksempler på monolitisk: Linux, BSD, MS-DOS og Solaris.
Linux er en av de mest kjente monolitiske kjernene. Som programvare gratis og bærbar som det er, har Linux fordelen av å kjøre på dusinvis av plattformer, fra IBM-datamaskiner til mobile enheter, smarttelefoner eller iPod-er.
vite mer om programvare ogmaskinvare.
Microkernel eller microkernel
Microkernel, som navnet antyder, er en veldig liten kjerne, og av den grunn kjører den så få prosesser som mulig i kjerneplassen. Noen av disse prosessene kjører i brukerområdet.
Hvis det oppstår en feil med mikrokjernetypen Kernel, må du bare starte tjenesten som presenterte problemet på nytt. Dette forhindrer at hele systemet blir brutt ned (slik det skjer med den monolitiske kjernen).
Eksempler på mikrokjerner: AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa og GNU Hurd.
Hybrid
Hybrid-systemer betraktes som systemer som fungerer med mellomvei sammenlignet med monolitiske og mikronukleus-systemer. Hybrid kombinerer mikrokernelstabilitet og sikkerhet med monolitisk ytelse.
Hybridkjernen ligner på en mikrokjerne, men har kode ("ikke-essensiell") i kjerneområdet slik at operasjonene som utføres blir raskere.
Eksempler på hybrider: AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX og Xinu.
kjernen til Android er bygget fra Linux. Imidlertid vurderer ikke alle Android som Linux som de anser det for å være bare basert på Linux, men ikke Linux selv.
vite mer om Android.