Ядро - це англійське слово, що використовується в обчислювальній техніці для позначення ядро операційної системи, яка є основною частиною комп’ютера.
Простої зміни версії ядра на стару або більш сучасну може бути достатньо для вирішення проблем апаратне забезпечення а також сумісність із комп’ютером.
Маючи повний контроль над усім, що пов’язано з системою, ядро є однією з перших програм, які завантажуються під час завантаження. Як тільки воно починає працювати, ядро запускає процес, який виявляє ціле апаратне забезпечення необхідні для нормальної роботи комп'ютера.
Крім того, ядро обробляє вхідні та вихідні запити від програмне забезпечення, а також керує, наприклад, пам'яттю та периферійними пристроями, що використовуються.
Роль ядра
За це відповідає ядро, ядро системи підключити програмне забезпечення до апаратне забезпечення. Таким чином, він встановлює ефективний зв'язок між ресурсами операційної системи та керує її функціями.
Нижче наведено основні функції операційної системи, керованої ядром.
управління процесом
В операційній системі процес є запущеною програмою. Керування процесами, яке виконує Ядро, вирішує, які процеси будуть виконуватися.
Кожен із запущених процесів може входити і виходити з процесора кілька разів за одну секунду, поступаючись місцем іншому процесу. Ядро відповідає за рішення, які процеси будуть розподілені на процесорі.
Оскільки перемикання між процесами відбувається дуже швидко, програма може продовжувати працювати, навіть якщо вона не на процесорі.
Режими доступу
Виконання процесу може здійснюватися двома різними способами.
- користувацький режим: складається з декількох підсистем. Одна з них, включаючи екологічну підсистему, запускає програми, розроблені для різних типів операційних систем. Режим користувача вважається непривілейованим режимом. Всі програмне забезпечення таким чином вони повинні робити запити до Ядра для виконання привілейованих інструкцій, таких як створення процесів.
- Режим ядра: вважається привілейованим, оскільки має доступ до всього комп’ютера. Коли центральний процесор перебуває в режимі ядра, це вказує на те, що він працює програмне забезпечення надійний і здатний виконувати будь-які вказівки.
Див. Також значення ЦП.
управління пам'яттю
У диспетчері завдань частина оперативної пам'яті (загальної пам’яті) виділяється ядру.
Під час управління процесом ядро надсилає програми в адресний простір. Частина загальної пам'яті, виділена ядру гарантує, що пам’ять завжди доступна так що основні процеси направляються в цей простір.
Ядро також має функцію визначення частини пам'яті, до якої кожен процес може отримати доступ під час своєї роботи.
Керування пристроями
ядро керує периферійними пристроями, підключеними до комп'ютера.
Кожного разу, коли користувач підключає пристрій (наприклад, накопичувач пера, принтер, навушники, клавіатура, миша тощо), ядро управляє пам’яттю цього пристрою та його зв’язком із програмами та з апаратне забезпечення від комп'ютера.
Кожен пристрій має привід, призначений для роботи в певній операційній системі. Отже, a водій розроблений для Windows, не працює, наприклад, на MAC.
О водій Функція кожного пристрою полягає у здійсненні своєрідного перекладу команд, що виконуються між певним електронним пристроєм та операційною системою комп’ютера.
Доступ до послуг операційної системи здійснюється через користувальницький інтерфейс, позначений як оболонка, що в перекладі з англійської означає “оболонка”. Назва пов'язана з тим, що оболонка бути самим зовнішнім шаром навколо ядра.
Дивіться значення інтерфейс.
системні дзвінки
Системні дзвінки - це специфічні функції, доступні для комп'ютерних програм, що використовуються в режимі користувача. Вони використовуються для виклику ядра операційної системи комп’ютера таким чином, щоб воно виконати певну дію.
Ці функції часто є складними та використовують функції, до яких пересічний користувач не має доступу.
Нижче наведено кілька прикладів системних викликів Windows та відповідного їм ядра Linux.
| Windows | Linux | Опис |
|---|---|---|
крупним планом |
закрити |
закрити файл |
| CreateFile | відчинено | створити файл |
| DeleteFile | від’єднати | видалити файл |
| ExitProcess | вихід | Завершіть процес та всі його сегменти |
| GetLocalTime | команда | Отримати поточне місцезнаходження, дату та час |
знати більше про Windows.
Типи ядер
Що стосується її архітектури, то ядром операційної системи може бути монолітний, гібридний або бути a мікроядра.
Монолітний
Драйвери пристроїв та розширення ядра працюють у основному просторі з повним доступом до апаратне забезпечення.
Оскільки всі модулі працюють в одному і тому ж адресному просторі, якщо в одному з цих просторів виникає помилка, це може вплинути на всю систему.
Приклади монолітності: Linux, BSD, MS-DOS та Solaris.
Linux - одне з найпопулярніших монолітних ядер. Подібно до програмне забезпечення безкоштовний та портативний, Linux має перевагу у тому, що працює на десятках платформ, від комп'ютерів IBM до мобільних пристроїв, смартфони або iPod.
знати більше про програмне забезпечення іапаратне забезпечення.
Мікроядро або мікроядро
Як випливає з назви, мікроядро - це дуже маленьке ядро, і з цієї причини воно запускає якомога менше процесів у просторі ядра. Деякі з цих процесів виконуються в просторі користувача.
З мікроядром типу Kernel, якщо виникає помилка, просто перезапустіть службу, яка представила проблему. Це запобігає збиванню всієї системи (як це відбувається з Монолітним Ядром).
Приклади мікроядер: AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa та GNU Hurd.
Гібридний
Гібридні системи вважаються системами, які працюють із золотим шаром порівняно з монолітними та мікроядерними системами. Гібрид поєднує в собі мікроядерну стабільність і безпеку з монолітними характеристиками.
Гібридне ядро подібне до мікроядра, але має код ("неважливий") у просторі ядра, щоб виконувані операції були швидшими.
Приклади гібридів: AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX та Xinu.
ядро Android побудований з Linux. Однак не всі оцінюють Android як Linux, оскільки вони вважають, що він просто заснований на Linux, але не сам Linux.
знати більше про Android.