Si vous utilisez des ordinateurs, vous devez avoir entendu le nom Kernel. Mais savez-vous ce qu’est Kernel ? Où est-ce nécessaire ? Si ce n’est pas le cas, à la fin de l’article d’aujourd’hui, vous découvrirez tout ce qui concerne le noyau. Restez avec nous pour plus de détails.

Ce noyau est un centre très important du système d’exploitation informatique (OS). C’est un noyau qui fournit tous les services essentiels pour les différentes parties du système d’exploitation. Il s’agit de la couche principale entre le système d’exploitation et le matériel, aidant à gérer et à gérer la mémoire, les systèmes de fichiers, le contrôle des périphériques, ainsi que les réseaux.

Le noyau est le plus souvent comparé au shell, qui est en fait la partie externe du système d’exploitation qui interagit avec les commandes de l’utilisateur. Le noyau et le shell sont des termes fréquemment utilisés dans les systèmes d’exploitation Unix, en termes de mainframe IBM ou de systèmes Microsoft Windows.

Considérant que, ne confondez pas le noyau avec le système d’entrée/sortie de base (BIOS), c’est un programme indépendant qui est stocké sur une puce dans une carte de circuit imprimé d’ordinateur.

C’est pourquoi aujourd’hui j’ai pensé pourquoi ne pas vous donner des informations complètes sur ce qu’est un noyau et comment il fonctionne. Avec cela, vous pouvez vous familiariser avec une partie de cet ordinateur de base C. Alors commençons sans tarder.

Qu’est-ce que le noyau

Le système d’exploitation nous fournit une interface graphique afin que nous puissions donner des commandes au système informatique. Mais le système ne peut pas comprendre ces commandes directement.

Ainsi, le code est compilé dans un langage binaire, où le composant principal du système d’exploitation est utilisé, et il s’appelle Kernel .

Nous nous occupons de la couche la plus basse du noyau utilisateur, puis le noyau s’occupe du système.

Le noyau joue le rôle de médiateur entre le matériel et le logiciel du système. Ce noyau n’est pas un système d’exploitation (OS) ; C’est une unité centrale du système d’exploitation. Il s’agit du premier programme chargé dans la zone de mémoire protégée lors du processus de démarrage. Il est conservé dans cette mémoire aussi longtemps que le système fonctionne.

Ce noyau est une couche d’abstraction de bas niveau. Le processus utilisateur utilise un système pour interagir avec le système. Le système appelle le noyau, puis le noyau exécute le processus utilisateur.

Le noyau gère simultanément d’autres processus système tels que la gestion des processus, la gestion de la mémoire, la gestion des périphériques et la gestion des E/S.

Que fait le noyau ?

Comme je l’ai dit plus tôt, le noyau est le composant de base d’un système d’exploitation. Il agit comme un pont entre les applications et traite les données en utilisant des connexions entre les processus et les appels système, qui sont effectués au niveau matériel.

Lorsque le système d’exploitation est chargé en mémoire , le noyau est chargé en premier et reste en mémoire jusqu’à ce que le système d’exploitation s’éteigne à nouveau. Ce noyau est responsable de toutes les tâches de bas niveau telles que la gestion des disques, la gestion des tâches et la gestion de la mémoire.

En général, un noyau informatique s’interface avec les trois principaux composants matériels de l’ordinateur et fournit également des services pour l’interface application/utilisateur, le processeur, la mémoire et d’autres périphériques d’entrée/sortie.

En plus de fournir ce noyau, il gère également les ressources informatiques, de sorte qu’il peut permettre à d’autres programmes d’exécuter et d’utiliser ces ressources.

Avec cela, le noyau prépare l’espace d’adressage mémoire pour les applications, charge les fichiers du code d’application dans la mémoire, configure la pile d’exécution pour les programmes et les relie à des emplacements spécifiques pour l’exécution dans les programmes.

Quelles sont les fonctionnalités du noyau ?

Faisons connaissance avec les fonctionnalités du noyau.

Quelles sont les responsabilités d’un noyau ?

Découvrons maintenant les responsabilités du noyau.

1. CPU : Ce même noyau est responsable du nombre de programmes en cours d’exécution qui doivent être alloués aux processeurs à un moment donné.

2. RAM : La RAM est utilisée pour stocker à la fois les instructions du programme et les données. Alors que de nombreux programmes veulent souvent accéder à cette mémoire, ils veulent plus de mémoire, c’est-à-dire plus que la mémoire disponible dans l’ordinateur.

Dans un tel cas, il est de la responsabilité du noyau d’allouer la mémoire qu’il utilisera, ainsi que de décider quoi faire lorsqu’il n’y a pas assez de mémoire disponible.

3. Périphériques d’ E/S : Ces cœurs allouent les requêtes de différentes applications afin que les opérations d’E/S puissent être effectuées dans le bon périphérique. De plus, ils fournissent également des moyens pratiques d’utiliser le périphérique.

4. Gestion de la mémoire : Ce noyau a un accès complet à la mémoire système et permet également d’y accéder en toute sécurité lorsque vous en avez besoin.

5. Gestion des périphériques : Le noyau doit conserver une liste de tous les périphériques disponibles. Ce menu est déjà configuré par l’utilisateur ou détecté par le système d’exploitation au moment de l’exécution (généralement appelé Plug and Play).

Quelles sont les fonctionnalités fournies par Kernel ?

Découvrons maintenant les fonctionnalités fournies par le noyau.

1) planification de processus (répartition)
2) communication inter-
processus 3) synchronisation de processus
4) changement de contexte
5) manipulation de blocs de contrôle de processus
6) gestion d’interruption
7) destruction de création de processus 
8) reprise de suspension de processus 

définition du noyau

Le gestionnaire de tâches du système d’exploitation est le noyau. Il contrôle et gère toutes les fonctions de base du système d’exploitation.

Gestion de la mémoire : Le noyau fournit de la mémoire virtuelle et physique aux processus pour terminer leur exécution. Si le processus ne peut pas se terminer dans la mémoire physique, le noyau fournit également un espace virtuel sur le disque dur afin qu’il puisse y stocker le processus.

Ce concept est appelé cartographie virtuelle. Lorsqu’un programme a besoin de données qui ne sont pas actuellement dans la RAM, le CPU pointe vers le noyau pour les données, puis le noyau répond également au CPU, écrivant son contenu dans un bloc de mémoire inactif. dans le disque éventuel (un espace créé à cet effet selon les besoins en données) puis également remplacé par les données demandées par le programme. Ce schéma est appelé relais de demande.

Planificateur : Ce noyau agit comme un planificateur pendant l’exécution des opérations. Une opération à la fois est effectuée par le processeur. Ce noyau alloue le processeur à un programme de la liste des applications en cours d’exécution.

Gestion des périphériques : le noyau contrôle les activités des autres périphériques à l’aide de pilotes de périphériques. Les pilotes de périphériques sont des programmes qui aident le système d’exploitation à interagir avec les périphériques matériels.

Un pilote de périphérique fournit une interface et aide le système d’exploitation à interagir avec d’autres périphériques tels que des imprimantes, des scanners, des modems, un clavier, une souris, etc.

Ce pilote traduit les appels de fonction du système d’exploitation en appels spécifiques à l’appareil. Les pilotes de périphériques détectent les périphériques installés ainsi que les moteurs de recherche au démarrage du système.

Ce processus utilise le mécanisme d’appel système pour gérer le noyau du système d’exploitation. Un appel système est un appel de service au noyau à partir duquel il prend la permission d’effectuer l’opération. Il existe une instruction de code machine d’appel système que le programme d’application utilise pour obtenir l’autorisation de service du système d’exploitation.

Gestion de la mémoire : – Ce noyau gère également la RAM. Alloue de la mémoire pour les instructions et l’exécution des données. Décide quel processus se trouve dans la RAM et combien de mémoire est nécessaire pour exécuter le processus ? Ce noyau gère de nombreux processus en utilisant un mécanisme différent.

Types de noyau

Faisons maintenant connaissance avec les différents types ou types de noyau.

noyau monolithique

Les noyaux monolithiques exécutent tous les services système de base tels que la gestion des processus, la mémoire, la gestion des interruptions, les connexions d’E/S, le système de fichiers, etc. dans l’espace du noyau.

Les cœurs monolithiques ont généralement le taux de transfert de données le plus élevé de tous les autres cœurs et sont donc utilisés dans les grands serveurs ou les serveurs dédiés aux travaux.

noyau monolithique

1) Être plus petit dans les modèles source et compilateur
2) Moins de code signifie moins de bogues et moins de problèmes de sécurité.
3) Les appels système sont utilisés dans un noyau monolithique pour effectuer des opérations
4) L’exécution est très rapide
5) Dans ce cas, tout se passe dans le noyau lui-même, nous n’avons donc pas besoin d’E/S supplémentaires ni de mécanisme de processus lors de la construction de l’application .

défauts homogènes du grain

1) L’encodage est également très difficile dans l’espace du noyau, car vous ne pouvez pas y utiliser de bibliothèques communes.
2) Le débogage est difficile, car vous devez redémarrer l’ordinateur fréquemment
3) Les erreurs dans une partie du noyau provoquent de nombreux effets secondaires
4) Les noyaux deviennent souvent volumineux et difficiles à maintenir.
5) Non portable – le noyau monolithique doit être réécrit fréquemment pour chaque nouvelle architecture utilisée dans le système d’exploitation.

micro-noyau

Alors que dans un micro-noyau, le noyau fournit les fonctions de base à travers lesquelles il permet la mise en œuvre de serveurs et de logiciels séparés. Le noyau est divisé en processus distincts appelés serveurs. Ici, certains serveurs s’exécutent dans l’espace utilisateur et d’autres dans l’espace noyau.

Tous les serveurs sont conservés séparément et exécutés dans des espaces d’adressage différents.
Vous pouvez généralement voir les micro-noyaux dans les systèmes en temps réel .

Avantages de MicroKernel
1) Il est plus facile à entretenir que le noyau monolithique.
2) Il est infaillible (ce qui signifie que si un serveur tombe en panne, les autres serveurs fonctionnent toujours efficacement).
3) Portable
4) De petite taille
5) Contient une petite quantité de code. Cela augmente leur stabilité et leur sécurité.

noyau hybride

En cela, le meilleur du noyau homogène et du micro-noyau est mélangé.

Tels que la vitesse, la conception simple du noyau monolithique + la modularité et la stabilité du petit noyau

Il a à la fois les qualités d’un noyau homogène et d’un micronoyau, mais on ne peut pas dire qu’il s’agisse d’un noyau exclusivement spécifique.

Vous pouvez généralement voir ces cœurs sur les ordinateurs de bureau, les systèmes d’exploitation Windows, Mac et Linux .

nano-cœur

Ce type de noyau n’offre qu’une abstraction matérielle, il ne contient aucun service et l’espace pour le noyau est minimal. Le nanokernel est le cœur de l’hyperviseur avec lequel vous pouvez simuler plusieurs systèmes via la virtualisation. Les noyaux sont parfaits pour les projets compacts.

Exo-noyau

Ce noyau est le plus petit. Il fournit uniquement la protection des processus et le traitement des ressources. Le programmeur qui utilise ce noyau est responsable d’accéder correctement au périphérique qu’il souhaite utiliser.

La différence entre le noyau et le système d’exploitation

Le système d’exploitation est un progiciel système tandis que le noyau est la partie du système d’exploitation qui gère tous les processus et périphériques.

Où le système d’exploitation est l’interface entre l’utilisateur et l’appareil. Alors que le noyau est une interface entre le logiciel et le matériel.

Le noyau aide le logiciel à communiquer avec d’autres périphériques.

Linux est-il un noyau ou un système d’exploitation ?

Au fait, il y a une différence entre le noyau et le système d’exploitation. Comme je vous l’ai déjà dit, le noyau est le cœur d’un système d’exploitation qui gère toutes ses fonctionnalités essentielles, alors que si certaines applications et outils utiles sont ajoutés à ce noyau, ce package complet s’appelle OS. Est.

À partir de là, on peut dire que dans le système d’exploitation, il existe un espace noyau en plus d’un espace utilisateur.

Cela montre que Linux est un noyau car il ne contient aucune autre application telle que des outils de système de fichiers, des systèmes de fenêtres, des bureaux graphiques, des commandes sysadmin, des éditeurs de texte, des compilateurs , etc.

Dans le même temps, de nombreuses entreprises ajoutent ces types d’applications au noyau Linux et configurent leurs propres systèmes d’exploitation tels que ubuntu, suse, centOS, redHat, etc.

Qu’est-ce que la panique du noyau ?

Étant donné que le noyau gère la plupart des fonctions de base de l’ordinateur, s’il plante, il endommagera l’ensemble de l’ordinateur. Cet événement indésirable est appelé « panique du noyau » dans les systèmes macOS et Unix.

Ceci est similaire à l’écran bleu de la mort dans Windows. Pour sortir de cette situation, vous devez redémarrer votre ordinateur.

Remarque Les paniques du noyau surviennent souvent en raison de problèmes de connectivité matérielle. Ainsi, si votre ordinateur affiche plusieurs fois des problèmes tels que la peur du noyau, vous devez déconnecter tout le matériel inutile, cela peut mettre fin à votre problème.

conclusion

J’espère que vous avez aimé mon article Qu’est-ce qu’un noyau (Qu’est-ce qu’un noyau). J’ai toujours essayé de fournir des informations complètes sur Kernel à mes lecteurs afin qu’ils n’aient pas à rechercher d’autres sites Web ou Internet pour le contexte de cet article.

Cela leur fera également gagner du temps et ils auront également toutes les informations en un seul endroit. Si vous avez des doutes sur cet article ou si vous souhaitez qu’il y ait une amélioration, vous pouvez écrire de faibles commentaires dessus.

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