Ядро операционной системы является фундаментальным компонентом этой системы. Ядро контролирует доступ к различным компьютерным ресурсам и позволяет другим компонентам — аппаратному и программному обеспечению — взаимодействовать.
Ядро предлагает механизмы абстрагирования аппаратных / материальных ресурсов, особенно память, процессор и передачу информации между программами и материальными периферийными устройствами .
Ядром операционной системы является сама программа, но она не может использовать механизмы абстракции, которые она предлагает другим пользовательским программам. Различные причины оправдывают это ограничение.
Принципы построения ядра операционных систем:
Среди прочих причин — управление прерываниями , адресное пространство виртуальной памяти. Его центральная роль предъявляет высокие требования к производительности. Это делает ядро наиболее важной частью операционной системы и делает его концепцию и реализацию максимально деликатной. Примером сообщества с открытым исходным кодом является ядро Linux.
Если вы по прежнему ничего так и не поняли из всего выше сказанного, то не переживайте, скорее всего, вам просто нужен системный администратор для обслуживания компьютеров в вашем офисе, чтобы он приходил к вам на помощь, когда у вас глючит компьютер.
Основных типы ядер
Монолитное ядро — это архитектура ядра, в которой все ядро работает в пространстве ядра и администратора. Каждая часть ядра может изменять аппаратные регистры и получать доступ ко всей памяти. В монолитном ядре все драйверы скомпилированы вместе, чтобы сформировать единую программу.
Основными недостатками монолитных ядер являются зависимости между компонентами системы, ошибка в драйвере устройства может заблокировать всю систему.
Микроядро представляет собой небольшое ядро, которое обеспечивает минимальное обслуживание операционной системы. Микроядра имеют гораздо меньше строк кода, чем монолитные системы, и особенно используются для реализации во встроенных операционных системах .
Гибридное или модульное ядро — это тип архитектуры ядра, который сочетает в себе характеристики микроядра и монолитного.
Идея, стоящая за гибридным ядром, состоит в том, чтобы иметь структуру, подобную структуре микроядра, но реализовать в форме монолитного ядра. В гибридном ядре службы операционной системы все еще находятся в пространстве ядра, а не в области пользователя.
Преимущества модульного ядра
Способность драйверов работать внутри модулей быстрее. Нет необходимости перезагружать компьютер для тестирования. Ядро не должно перекомпилироваться для добавления новых драйверов или подсистем.
Быстрая интеграция сторонних технологий. Примеры : Microsoft Windows NT, XNU (используется в Mac OS X), DragonFly BSD
BeOS, Дарвин, ReactOS.
В экзонуклеусе ( exo = out ) система работает в пространстве пользователя, а не в пространстве ядра. Изучение и разработка этого типа ядра началось в 1995 году в Массачусетском технологическом институте (MIT) для ExOS и недавно XOK. Другая концепция под названием Nemesis была разработана университетами в Кембридже и Глазго , Cisco Systems и Шведским институтом компьютерных наук.
Экзонуклеус ограничен как можно меньшим количеством абстракций. Таким образом, ядро практически полностью исключается, перемещая все свои функции в библиотеки (библиотечная операционная система), связанные с пользовательскими процессами, аналогичными обычным, но более гибким операционным системам.
Это позволяет программам получать прямой доступ к блокам памяти, областям жесткого диска и т. д. Все операции могут выполняться на полной скорости микропроцессора без системных вызовов. Экзонуклеус имеет очень маленький объем кода менее 5000 строк.
Архитектура операционной системы:
Операционные системы:
