Jądro

Co to jest jądro:

Kernel to angielskie słowo używane w komputerach do wyznaczenia rdzenia systemu operacyjnego, który jest główną częścią komputera.

Prosta zmiana wersji jądra na starszą lub bardziej aktualną może być wystarczająca do rozwiązania problemów ze sprzętem i kompatybilnością na komputerze.

Z pełną kontrolą wszystkiego, co jest związane z systemem, Kernel jest jednym z pierwszych programów ładowanych podczas uruchamiania.

Gdy tylko zacznie działać, jądro uruchamia proces, który wykrywa cały sprzęt potrzebny do prawidłowego działania komputera.

Ponadto jądro obsługuje żądania wejścia i wyjścia oprogramowania i zarządza, na przykład, używaną pamięcią i urządzeniami peryferyjnymi.

Funkcja jądra

Jądro, rdzeń systemu, odpowiada za podłączenie oprogramowania do sprzętu.

W ten sposób ustanawia skuteczną komunikację między zasobami systemu operacyjnego i zarządza jego głównymi funkcjami.

Zobacz poniżej główne funkcje systemu operacyjnego administrowane przez jądro.

Zarządzanie procesami

W systemie operacyjnym jest to uruchomiony program.

Zarządzanie procesami wykonywane przez jądro decyduje o tym, które procesy zostaną wykonane.

Każdy z uruchomionych procesów może wejść i wyjść z procesora kilka razy w tej samej sekundzie, ustępując miejsca innemu procesowi.

Jądro odpowiada za podjęcie decyzji, które procesy zostaną przydzielone procesorowi.

Ponieważ przełączanie między procesami zachodzi bardzo szybko, program może nadal działać, nawet jeśli nie ma go na procesorze.

Tryby dostępu

Wykonanie procesu można wykonać na dwa różne sposoby.

Tryb użytkownika : składa się z kilku podsystemów. Jeden z nich, w tym podsystem środowiskowy, uruchamia aplikacje przeznaczone dla różnych typów systemów operacyjnych.

Tryb użytkownika jest uważany za tryb nieuprzywilejowany. Wszystkie programy w tym trybie muszą wysyłać żądania do jądra, aby wykonywać uprzywilejowane instrukcje, takie jak tworzenie procesów.

Tryb jądra : jest uważany za uprzywilejowany, ponieważ ma dostęp do całego komputera. Gdy procesor jest w trybie jądra, oznacza to, że działa niezawodne oprogramowanie i jest w stanie wykonać dowolne instrukcje.

Zobacz znaczenie procesora.

Zarządzanie pamięcią

W menedżerze zadań część pamięci RAM (całkowita pamięć) jest przydzielana do jądra.

Podczas zarządzania procesami jądro wysyła programy do przestrzeni adresowej.

Część całkowitej pamięci przydzielonej do jądra zapewnia, że ​​zawsze dostępna jest pamięć do wysłania procesów podstawowych do tego miejsca.

Jądro ma również funkcję definiowania ilości pamięci, do której każdy proces może uzyskać dostęp podczas jego działania.

Zarządzanie urządzeniami

Jądro kontroluje urządzenia peryferyjne podłączone do komputera.

Ilekroć użytkownik łączy urządzenie (np. Pen drive, drukarkę, zestaw słuchawkowy, mysz itp.), Kernel zarządza pamięcią tego urządzenia i komunikuje się z programami i sprzętem komputera.

Każde urządzenie ma napęd, który został zaprojektowany do pracy w konkretnym systemie operacyjnym. Dlatego sterownik zaprojektowany dla systemu Windows nie działa, na przykład, na komputerze MAC.

Sterownikiem każdego urządzenia jest wykonanie tłumaczenia poleceń wykonywanych między określonym urządzeniem elektronicznym a systemem operacyjnym komputera.

Usługi systemu operacyjnego są dostępne za pośrednictwem interfejsu użytkownika zwanego powłoką, co w języku angielskim oznacza „powłokę”. Nazwa wynika z faktu, że powłoka jest najbardziej zewnętrzną warstwą wokół rdzenia.

Zobacz znaczenie interfejsu.

Połączenia systemowe

Wywołania systemowe to specyficzne funkcje, które mają programy komputerowe używane w trybie użytkownika. Są one używane do wywoływania rdzenia systemu operacyjnego komputera, aby wykonać określone działanie.

Funkcje te są często złożone i wykorzystują funkcje, do których przeciętny użytkownik nie ma dostępu.

Poniżej znajdziesz przykłady wywołań systemowych Windows i odpowiadające im jądro Linuksa.

Dowiedz się więcej o systemie Windows.

Typy jądra

Jeśli chodzi o architekturę, rdzeń systemu operacyjnego może być monolityczny, hybrydowy lub mikrojądrowy .

Monolityczny

Sterowniki urządzeń i rozszerzenia jądra działają w przestrzeni jądra, z pełnym dostępem do sprzętu.

Ponieważ wszystkie moduły działają w tej samej przestrzeni adresowej, jeśli wystąpi błąd w jednej z tych przestrzeni, może to mieć wpływ na cały system.

Przykłady monolitycznych : Linux, BSD, MS-DOS i Solaris.

Linux jest jednym z najbardziej znanych monolitycznych jąder,

Jako wolne i przenośne oprogramowanie, Linux ma tę zaletę, że działa na dziesiątkach platform, od komputerów IBM po urządzenia mobilne, smartfony lub iPody.

Dowiedz się więcej o oprogramowaniu i sprzęcie ..

Mikro jądro lub mikrojądro

Mikrojądro, jak sama nazwa wskazuje, jest bardzo małym jądrem i dlatego wykonuje tak mało procesów, jak to możliwe w przestrzeni jądra.

Niektóre procesy działają w przestrzeni użytkownika.

W przypadku jądra typu mikrojądrowego, jeśli wystąpi błąd, po prostu uruchom ponownie usługę, która przedstawiła problem.

Zapobiegnie to przewróceniu całego systemu (jak w przypadku monolitycznego jądra).

Przykłady mikrojąder : AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa i GNU Hurd.

Hybrydowy

Systemy hybrydowe są uważane za systemy, które pracują na średnim poziomie w porównaniu do monolitycznych i mikrojąder.

Hybryda łączy stabilność i bezpieczeństwo mikrojądra z wydajnością monolitycznego.

Jądro hybrydowe jest podobne do mikrojądra, ale ma kod („nieistotny”) w przestrzeni rdzenia, dzięki czemu wykonywane operacje są szybsze.

Przykłady hybryd : AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX i Xinu.

Jądro Androida jest zbudowane z Linuksa. Jednak nie wszyscy klasyfikują Androida jako Linuksa, ponieważ uważają, że jest on oparty tylko na Linuksie, ale nie na samym Linuksie.

Dowiedz się więcej o systemie Android.