一般主题技术

什么是内核,它有什么作用?

什么是内核,它有什么作用?

如果你使用计算机,你一定听说过 Kernel 这个名字。但是你知道内核是什么吗?哪里需要?如果没有,那么在今天文章的最后,您将了解与内核相关的所有内容。请与我们联系以获取完整的详细信息。

这个内核是计算机操作系统(OS)的一个非常重要的中心。它是一个内核,为操作系统的不同部分提供所有基本服务。这是操作系统和硬件之间的主要层,帮助处理和管理内存、文件系统、设备控制以及网络。

内核最常被比作外壳程序,外壳程序实际上是与用户命令交互的操作系统的外部部分。内核和外壳是 Unix 操作系统中经常使用的术语,就 IBM 大型机或 Microsoft Windows 系统而言。

然而,不要将内核与基本输入/输出系统(BIOS) 混淆,它是存储在计算机电路板芯片上的独立程序。

这就是为什么今天我想为什么不给你关于内核是什么以及它是如何工作的完整信息。有了这个,您可以熟悉这台基本计算机 C 的一部分。因此,让我们立即开始吧。

什么是内核

操作系统为我们提供了一个图形界面,以便我们可以向计算机系统发出命令。但是系统不能直接理解这些命令。

所以代码是用二进制语言编译的,其中使用了操作系统的核心组件,它被称为Kernel

什么是内核?

我们处理用户内核的最低层,然后内核处理系统。

内核扮演着系统硬件和软件之间的中介角色。该内核不是操作系统(OS);它是操作系统的中心单元。这是在引导过程中加载到受保护内存区域的第一个程序。只要系统正在运行,它就会一直保存在该内存中。

该内核是一个低级抽象层。用户进程使用系统与系统交互。系统调用内核,然后内核执行用户进程。

内核同时管理其他系统进程,例如进程管理、内存管理、设备管理和 I/O 管理。

内核是做什么的?

正如我之前所说,内核是操作系统的基本组件。它充当应用程序之间的桥梁,并使用在硬件级别建立的进程和系统调用之间的连接来处理数据。

当操作系统加载到内存中时,内核首先被加载并一直保留在内存中,直到操作系统再次关闭。该内核负责所有低级任务,例如磁盘管理、任务管理和内存管理。

一般来说,计算机内核与三大计算机硬件组件接口,也为应用程序/用户接口、CPU、内存和其他输入/输出设备提供服务。

除了提供这个内核之外,它还管理计算机资源,因此它可以允许其他程序运行和使用这些资源。

有了这个,内核为应用程序准备内存地址空间,将文件从应用程序代码加载到内存中,为程序设置执行堆栈并与它们一起分支到特定位置以在程序中执行。

内核有什么特点?

让我们熟悉内核的功能。

  • 它是操作系统的重要组成部分,没有它,操作系统就无法运行。
  • 我们也可以称内核为操作系统的神经系统。
  • 这是操作系统的核心。
  • 它控制着操作系统中的一切,包括I/O管理、进程管理等。
  • 它充当应用程序和发生在硬件级别的实际数据处理之间的桥梁。
  • 它是用户应用程序和设备之间的接口。

内核的职责是什么?

现在让我们了解一下内核职责。

1. CPU:同一核心负责在任何给定时间必须分配给处理器的运行程序的数量。

2. RAM:RAM 用于存储程序指令和数据。虽然许多程序经常想要访问这个内存,但他们想要更多的内存,这比计算机中可用的内存还多。

在这种情况下,内核有责任分配它将使用的内存,并决定在没有足够的可用内存时做什么。

3. I/O 设备:这些内核分配来自不同应用程序的请求,以便 I/O 操作可以在正确的设备中完成,此外它们还提供了使用设备的便捷方式。

4.内存管理:这个内核对系统内存有完全的访问权,也允许在你需要的时候安全地访问它。

5.设备管理:内核应该保留所有可用设备的列表。此菜单已由用户配置或由操作系统在运行时检测到(通常称为即插即用)。

Kernel 提供了哪些功能?

现在让我们看看内核提供了哪些功能。

1) 进程调度 (dispatch)
2)
进程间通信 3) 进程同步
4) 上下文切换
5) 进程控制块操作
6) 中断处理
7) 进程创建销毁 
8) 进程暂停恢复 

内核的定义

操作系统的作业管理器是内核。它控制和管理操作系统的所有基本功能。

内存管理:内核为进程提供虚拟和物理内存来完成它们的执行。如果进程无法在物理内存中完成,内核还会在硬盘中提供虚拟空间,以便将进程存储在那里。

这个概念称为虚拟映射。当程序需要当前不在 RAM 中的数据时,CPU 指向内核获取数据,然后内核也响应 CPU,将其内容写入非活动内存块。在可能的磁盘中(根据数据要求为此目的创建的空间),然后也替换为程序请求的数据。这种方案称为需求中继。

调度程序:该内核在执行操作时充当调度程序。处理器一次执行一个操作。该内核将处理器分配给正在运行的应用程序列表中的程序。

设备管理:内核在设备驱动程序的帮助下控制其他外围设备的活动。设备驱动程序是帮助操作系统与硬件设备交互的程序。

设备驱动程序提供接口并帮助操作系统与其他外围设备交互,例如打印机、扫描仪、调制解调器、键盘、鼠标等。

此驱动程序将 OS 函数调用转换为特定于设备的调用。设备驱动程序在系统启动时检测已安装的设备以及搜索引擎。

该进程使用系统调用机制来处理操作系统内核。系统调用是对内核的服务调用,从中获取执行操作的权限。应用程序使用系统调用机器代码指令,以便从操作系统获得服务许可。

内存管理: – 这个内核还管理 RAM。为指令和数据执行分配内存。决定 RAM 中的哪个进程以及执行该进程需要多少内存?该内核使用不同的机制处理许多进程。

内核类型

现在让我们熟悉不同类型或类型的内核。

单核

单片内核在内核空间内运行所有基本系统服务,如进程管理、内存、中断处理、I/O 连接、文件系统等。

单片内核通常具有所有其他内核中最高的数据传输率,因此用于大型服务器或专用于作业的服务器。

单片核心

1) 源代码和编译模型更小
2) 更少的代码意味着更少的错误和更少的安全问题。
3) 系统调用在单片内核中用于执行操作
4) 执行速度非常快
5) 在这一切都发生在内核本身中,因此我们在应用构建期间不需要任何额外的 I/O 和进程机制来处理.

同质内核缺陷

1)在内核空间编码也很困难,因为你不能在其中使用通用库。
2)调试很困难,因为您必须经常重新启动计算机
3)部分内核中的错误会导致很多副作用
4)内核经常变得很大并且难以维护。
5) 不可移植——必须为操作系统中使用的每个新架构频繁地重写单片内核。

微内核

而在微内核中,内核提供了基本功能,通过这些功能可以实现单独的服务器和软件。内核分为称为服务器的独立进程。这里有些服务器在用户空间运行,而另一些在内核空间运行。

所有服务器都单独保存并在不同的地址空间中运行。
您通常可以在实时系统中看到微内核。

MicroKernel 优点
1) 与 Monolithic Kernel 相比,它更易于维护。
2)它是防故障的(意味着如果一台服务器发生故障,其他服务器仍然有效运行)。
3) 便携
4) 体积小
5) 包含少量代码。这增加了它们的稳定性和安全性。

混合内核

在这种情况下,最好的同质内核和微内核混合在一起。

比如速度,单体内核的简单设计+小内核的模块化和稳定性

它具有同质核和微核的特性,但我们不能说它是一个完全特定的核。

您通常可以在桌面、Windows、Mac 和Linux操作系统上看到这些内核。

纳米核心

这种内核只提供硬件抽象,里面没有服务,内核的空间很小。超微内核是管理程序的核心,您可以使用它通过虚拟化模拟多个系统。核心非常适合紧凑型项目。

外内核

这个核是最小的。它只提供进程保护和资源处理。使用这个内核的程序员负责正确访问他想使用的设备。

内核和操作系统的区别

操作系统是一个系统软件包,而内核是操作系统的一部分,它管理所有的进程和设备。

其中操作系统是用户和设备之间的接口。而内核是软件和硬件之间的接口。

内核帮助软件与其他外围设备进行通信。

Linux 是内核还是操作系统?

顺便说一句,内核和操作系统之间存在差异。正如我已经告诉过你的那样,内核是一个操作系统的核心,它管理着它的所有基本特性,而如果将一些有用的应用程序和工具添加到该内核中,这个完整的包就称为操作系统。是。

由此可以说,在操作系统中,除了用户空间之外,还有内核空间。

这表明 Linux 是一个内核,因为它不包含任何其他应用程序,例如文件系统工具、窗口系统、图形桌面、系统管理员命令、文本编辑器、编译器等。

同时,很多公司将这些类型的应用程序添加到 Linux 内核中,并建立了自己的操作系统,如 ubuntu、suse、centOS、redHat 等。

什么是内核恐慌?

由于内核处理了计算机的大部分基本功能,所以如果它崩溃了,就会损坏整个计算机。这种不需要的事件在 macOS 和 Unix 系统中称为“内核恐慌”。

这类似于 Windows 中的蓝屏死机。要摆脱这种情况,您必须重新启动计算机。

注意 由于硬件连接问题,经常会出现内核崩溃。因此,如果您的计算机多次显示内核恐慌等问题,您应该断开所有不必要的硬件,它可能会结束您的问题。

结论

我希望你喜欢我的文章什么是内核(What is a Kernel)。我一直在努力向我的读者提供有关 Kernel 的完整信息,这样他们就不必在任何其他网站或互联网上搜索本文的上下文。

这也将节省他们的时间,他们还将在一个地方拥有所有信息。如果您对本文有任何疑问或希望对其进行一些改进,您可以对它写下低评论。

如果您喜欢这篇文章什么是内核或学到了一些东西,请在 Facebook、Twitter 等社交网络上分享这篇文章。

Related Articles

General topicsTechnique

What is the kernel and what does it do?

What is the kernel and what does it do?

If you use computers, you must have heard the name Kernel. But do you know what Kernel is ? Where is it needed? If not, then at the end of today’s article you will learn about all things Kernel related. Stay with us for full details.

This kernel is a very important center of the computer operating system (OS). It is a kernel that provides all the essential services for different parts of the operating system. This is the main layer between the operating system and hardware, helping to handle and manage memory, file systems, device control, as well as networks.

The kernel is most often compared to the shell, which is actually the external part of the operating system that interacts with user commands. Kernel and shell are terms that are frequently used in Unix operating systems, in terms of the IBM mainframe or Microsoft Windows systems.

Whereas, do not confuse the kernel with the basic input/output system (BIOS), it is an independent program that is stored on a chip in a computer circuit board.

That’s why today I thought why not give you complete information about what a kernel is and how it works. With this you can get acquainted with a part of this basic computer C. So let’s get started without delay.

What is Kernel

The operating system provides us with a graphical interface so that we can give commands to the computer system. But the system cannot understand these commands directly.

So the code is compiled in a binary language, where the core component of the operating system is used, and it is called Kernel .

What is the nucleus?

We deal with the lowest layer of the User Kernel and then the kernel deals with the system.

Kernel plays the role of mediator between system hardware and software. This kernel is not an operating system (OS); It is a central unit of the operating system. This is the first program that is loaded into the protected memory area during the boot process. It is kept in that memory for as long as the system is running.

This kernel is a low-level abstraction layer. The user process uses a system to interact with the system. The system calls the kernel, then the kernel executes the user process.

Kernel simultaneously manages other system processes such as process management, memory management, device management, and I/O management.

What does the kernel do?

As I said earlier, the kernel is the basic component of an operating system. It acts as a bridge between applications and processes data using connections between processes and system calls, which are made at the hardware level.

When the operating system is loaded into memory , the kernel is loaded first and remains in memory until the operating system shuts down again. This kernel is responsible for all the low-level tasks such as disk management, task management, and memory management.

In general, a computer kernel interfaces to the three major computer hardware components, and also provides services for the application/user interface, CPU, memory, and other input/output devices.

Besides providing this kernel, it also manages computer resources, so it can allow other programs to run and use these resources.

With this, the kernel prepares the memory address space for applications, loads files from application code into memory, sets up the execution stack for programs and branch with them to specific locations for execution within programs.

What are the features of the Kernel?

Let’s get acquainted with the features of the kernel.

  • It is an essential component of the operating system and the operating system cannot function without it.
  • We can also call the kernel the nervous system of the operating system.
  • This is the core of the operating system.
  • It controls everything in the operating system, including I/O management, process management, etc.
  • It acts as a bridge between applications and the actual data processing that occurs at the hardware level.
  • It is an interface between user applications and devices .

What are the responsibilities of a Kernel?

Now let’s learn about Kernel responsibilities.

1. CPU : This same core is responsible for the number of running programs that must be allocated to the processors at any given time.

2. RAM : RAM is used to store both program instructions and data. While many programs often want to access this memory, they want more memory which is more than the memory available in the computer.

In such a case, it is the Kernel’s responsibility to allocate the memory it will use, along with it to decide what to do when there is not enough memory available.

3. I/O devices : These cores allocate requests from different applications so that I/O operations can be done in the correct device, in addition they also provide convenient ways to use the device.

4. Memory management : This kernel has full access to the system memory and also allows it to be accessed safely when you need it.

5. Device management : Kernel should keep a list of all available devices. This menu is already configured by the user or detected by the operating system at run time (usually called Plug and Play).

What features does Kernel provide?

Now let’s find out what features the kernel provides.

1) process scheduling (dispatch)
2) inter-
process communication 3) process synchronization
4) context switch
5) process control blocks manipulation
6) interrupt handling
7) process creation destroy 
8) process suspension resume 

definition of kernel

The operating system’s job manager is the kernel. It controls and manages all the basic functions of the operating system.

Memory management : Kernel provides virtual and physical memory for processes to complete their execution. If the process is unable to finish in physical memory, the kernel also provides virtual space in the hard disk so that it can store the process there.

This concept is called virtual mapping. When a program needs data that is not currently in RAM, the CPU points to the kernel for the data and then the kernel also responds to the CPU, writing its contents to an inactive memory block. in the possible disk (a space created for this purpose according to the data requirements) and then also replaced with the data requested by the program. This scheme is called demand relay.

Scheduler : This kernel acts as a scheduler while operations are being executed. One operation at a time is performed by the processor. This kernel allocates the processor to a program from the list of running applications.

Device Management : Kernel controls the activities of other peripheral devices with the help of device drivers. Device drivers are programs that help the operating system to interact with hardware devices.

A device driver provides an interface and helps the operating system to interact with other peripheral devices such as printers, scanners, modems, keyboard, mouse, etc.

This driver translates OS function calls into device-specific calls. Device drivers detect installed devices as well as search engines at system startup.

This process uses the system call mechanism to deal with the operating system kernel. A system call is a service call to the kernel from which it takes permission to perform the operation. There is a system call machine code instruction that the application program uses so that it can obtain service permission from the operating system.

Memory Management: – This kernel also manages RAM. Allocates memory for both instructions and data execution. It decides which process is in RAM and how much memory is required to perform the process? This kernel handles many processes using a different mechanism.

Kernel types

Now let’s get acquainted with the different types or types of kernel.

monolithic nucleus

Monolithic Kernels run all the basic system services like process management, memory, interrupt handling, I/O connections, file system, etc. within the kernel space.

Monolithic cores usually have the highest data transfer rate of all other cores and are therefore used in large servers or servers dedicated to jobs.

monolithic core

1) Being smaller in source and compiler models
2) Less code means fewer bugs and fewer security issues.
3) System calls are used in a monolithic kernel to perform operations
4) Execution is very fast
5) In this all things happen in the kernel itself, so we don’t need any additional I/O and process mechanism during app build to handle.

homogeneous kernel defects

1) Encoding is also very difficult in kernel space, because you can’t use common libraries in it.
2) Debugging in this is difficult, as you have to restart the computer frequently
3) Errors in part of the kernel cause a lot of side effects
4) Kernels often become large and difficult to maintain.
5) Not portable – the monolithic kernel must be rewritten frequently for each new architecture that is used in the OS.

micro kernel

Whereas in a microkernel, the kernel provides the basic functions through which it allows the implementation of separate servers and software. Kernel is divided into separate processes called servers. Here some servers are running in user space and others in kernel space.

All servers are kept separately and run in different address spaces.
You can usually see Microkernels in real time systems .

MicroKernel Advantages
1) It is easier to maintain compared to Monolithic Kernel.
2) It is fail-proof (meaning if one server fails, the other servers are still running efficiently).
3) Portable
4) Small in size
5) Contains a small amount of code. This increases their stability and security.

hybrid kernel

In this the best of both homogeneous kernel and micro kernel are mixed.

Such as speed, simple design of monolithic kernel + modularity and stability of small kernel

It has the qualities of both a homogeneous and a micronucleus, but we cannot say that it is an exclusively specific nucleus.

You can usually see these cores on desktops, Windows, Mac, and Linux operating systems .

nano core

This type of kernel offers only hardware abstraction, there are no services in it, and the space for the kernel is minimal. The nanokernel is the core of the hypervisor with which you can simulate multiple systems via virtualization. Cores are great for compact projects.

Exo-Kernel

This nucleus is the smallest. It only provides process protection and resource processing. The programmer who uses this kernel is responsible for properly accessing the device he wants to use.

The difference between kernel and operating system

OS is a system software package while kernel is the part of the operating system that manages all the processes and devices.

Where the operating system is the interface between the user and the device. Whereas, the kernel is an interface between software and hardware.

Kernel helps the software to communicate with other peripheral devices.

Is Linux a Kernel or an Operating System?

By the way, there is a difference between kernel and OS. As I have already told you that Kernel is the heart of an operating system that manages all its essential features, while if some useful applications and tools are added to that kernel, this complete package is called OS. Is.

From this it can be said that in the operating system there is a kernel space in addition to a user space.

This shows that Linux is a kernel because it does not contain any other applications such as file system tools, window systems, graphical desktops, sysadmin commands, text editors, compilers , etc.

At the same time, many companies add these types of applications to the Linux kernel and set up their own operating systems such as ubuntu, suse, centOS, redHat, etc.

What is kernel panic?

Since the kernel handles most of the basic functions of the computer, so if it crashes, it will damage the entire computer. This unwanted event is called ” kernel panic ” in macOS and Unix systems.

This is similar to the blue screen of death in Windows. To get out of this situation, you have to restart your computer.

Note Kernel panics often arise due to hardware connectivity issues. So, if your computer is showing issues like kernel scare many times, you should disconnect all unnecessary hardware, it may end your problem.

conclusion

I hope you liked my article What is a Kernel (What is a Kernel). I have always been trying to provide complete information about Kernel to my readers so that they don’t have to search any other websites or the internet for the context of this article.

This will also save their time and they will also have all the information in one place. If you have any doubts about this article or if you want there to be some improvement in it, you can write low comments on it.

If you liked this post What is Kernel or learned something, please share this post on social networks like Facebook, Twitter, etc.

Related Articles

Thèmes généraux

Qu’est-ce que le noyau et à quoi sert-il ?

Qu’est-ce que le noyau et à quoi sert-il ?

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 .

Qu’est-ce que le noyau ?

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.

  • C’est un composant essentiel du système d’exploitation et le système d’exploitation ne peut pas fonctionner sans lui.
  • On peut aussi appeler le noyau le système nerveux du système d’exploitation.
  • C’est le cœur du système d’exploitation.
  • Il contrôle tout dans le système d’exploitation, y compris la gestion des E/S, la gestion des processus, etc.
  • Il agit comme un pont entre les applications et le traitement réel des données qui se produit au niveau matériel.
  • Il s’agit d’une interface entre les applications utilisateur et les appareils .

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.

Si vous avez aimé ce post Qu’est-ce que le noyau ou appris quelque chose, partagez ce post sur les réseaux sociaux comme Facebook, Twitter, etc.

Related Articles

Generelle ThemenTechnik

Was ist der Kernel und was macht er?

Was ist der Kernel und was macht er?

Wenn Sie Computer verwenden, müssen Sie den Namen Kernel gehört haben. Aber wissen Sie, was Kernel ist ? Wo wird es benötigt? Wenn nicht, dann erfahren Sie am Ende des heutigen Artikels alles über Kernel. Bleiben Sie bei uns, um alle Einzelheiten zu erfahren.

Dieser Kernel ist ein sehr wichtiges Zentrum des Computerbetriebssystems (OS). Es ist ein Kernel, der alle wesentlichen Dienste für verschiedene Teile des Betriebssystems bereitstellt. Dies ist die Hauptschicht zwischen dem Betriebssystem und der Hardware und hilft bei der Handhabung und Verwaltung von Speicher, Dateisystemen, Gerätesteuerung sowie Netzwerken.

Der Kernel wird am häufigsten mit der Shell verglichen, die eigentlich der externe Teil des Betriebssystems ist, der mit Benutzerbefehlen interagiert. Kernel und Shell sind Begriffe, die häufig in Unix-Betriebssystemen verwendet werden, in Bezug auf den IBM-Mainframe oder Microsoft Windows-Systeme.

Verwechseln Sie den Kernel nicht mit dem grundlegenden Eingabe-/Ausgabesystem (BIOS), es ist ein unabhängiges Programm, das auf einem Chip in einer Computerplatine gespeichert ist.

Deshalb habe ich mir heute gedacht, warum ich Ihnen nicht vollständige Informationen darüber gebe, was ein Kernel ist und wie er funktioniert. Damit können Sie einen Teil dieses Basiscomputers C kennenlernen. Fangen wir also unverzüglich an.

Was ist Kernel

Das Betriebssystem stellt uns eine grafische Oberfläche zur Verfügung, damit wir dem Computersystem Befehle erteilen können. Aber das System kann diese Befehle nicht direkt verstehen.

Der Code wird also in einer Binärsprache kompiliert, in der die Kernkomponente des Betriebssystems verwendet wird, und sie heißt Kernel .

Was ist der Kern?

Wir beschäftigen uns mit der untersten Schicht des Benutzerkernels und dann befasst sich der Kernel mit dem System.

Kernel spielt die Rolle des Vermittlers zwischen Systemhardware und -software. Dieser Kernel ist kein Betriebssystem (OS); Es ist eine zentrale Einheit des Betriebssystems. Dies ist das erste Programm, das während des Bootvorgangs in den geschützten Speicherbereich geladen wird. Es wird so lange in diesem Speicher gehalten, wie das System läuft.

Dieser Kernel ist eine Abstraktionsschicht auf niedriger Ebene. Der Benutzerprozess verwendet ein System, um mit dem System zu interagieren. Das System ruft den Kernel auf, dann führt der Kernel den Benutzerprozess aus.

Kernel verwaltet gleichzeitig andere Systemprozesse wie Prozessverwaltung, Speicherverwaltung, Geräteverwaltung und E/A-Verwaltung.

Was macht der Kernel?

Wie ich bereits sagte, ist der Kernel die grundlegende Komponente eines Betriebssystems. Es fungiert als Brücke zwischen Anwendungen und verarbeitet Daten über Verbindungen zwischen Prozessen und Systemaufrufen, die auf Hardwareebene erfolgen.

Wenn das Betriebssystem in den Speicher geladen wird , wird der Kernel zuerst geladen und bleibt im Speicher, bis das Betriebssystem wieder heruntergefahren wird. Dieser Kernel ist für alle Low-Level-Aufgaben wie Datenträgerverwaltung, Aufgabenverwaltung und Speicherverwaltung verantwortlich.

Im Allgemeinen bildet ein Computerkern eine Schnittstelle zu den drei Hauptkomponenten der Computerhardware und stellt auch Dienste für die Anwendungs-/Benutzerschnittstelle, die CPU, den Speicher und andere Eingabe-/Ausgabegeräte bereit.

Neben der Bereitstellung dieses Kernels verwaltet es auch Computerressourcen, sodass andere Programme diese Ressourcen ausführen und verwenden können.

Damit bereitet der Kernel den Speicheradressraum für Anwendungen vor, lädt Dateien aus dem Anwendungscode in den Speicher, richtet den Ausführungsstapel für Programme ein und verzweigt mit ihnen zu bestimmten Stellen zur Ausführung innerhalb von Programmen.

Was sind die Funktionen des Kernels?

Machen wir uns mit den Funktionen des Kernels vertraut.

  • Es ist eine wesentliche Komponente des Betriebssystems und das Betriebssystem kann ohne es nicht funktionieren.
  • Wir können den Kernel auch als das Nervensystem des Betriebssystems bezeichnen.
  • Dies ist der Kern des Betriebssystems.
  • Es steuert alles im Betriebssystem, einschließlich E/A-Verwaltung, Prozessverwaltung usw.
  • Es fungiert als Brücke zwischen Anwendungen und der eigentlichen Datenverarbeitung, die auf Hardwareebene stattfindet.
  • Es ist eine Schnittstelle zwischen Benutzeranwendungen und Geräten .

Welche Aufgaben hat ein Kernel?

Lassen Sie uns nun etwas über Kernel-Zuständigkeiten lernen.

1. CPU : Derselbe Kern ist für die Anzahl der laufenden Programme verantwortlich, die den Prozessoren zu einem bestimmten Zeitpunkt zugewiesen werden müssen.

2. RAM : RAM wird verwendet, um sowohl Programmanweisungen als auch Daten zu speichern. Während viele Programme häufig auf diesen Speicher zugreifen möchten, möchten sie mehr Speicher, der mehr ist als der im Computer verfügbare Speicher.

In einem solchen Fall liegt es in der Verantwortung des Kernels, den von ihm verwendeten Speicher zuzuweisen, zusammen mit ihm, um zu entscheiden, was zu tun ist, wenn nicht genügend Speicher verfügbar ist.

3. E/A-Geräte : Diese Kerne weisen Anfragen von verschiedenen Anwendungen zu, sodass E/A-Vorgänge im richtigen Gerät ausgeführt werden können, außerdem bieten sie auch bequeme Möglichkeiten, das Gerät zu verwenden.

4. Speicherverwaltung : Dieser Kernel hat vollen Zugriff auf den Systemspeicher und ermöglicht auch den sicheren Zugriff darauf, wenn Sie ihn brauchen.

5. Geräteverwaltung : Der Kernel sollte eine Liste aller verfügbaren Geräte führen. Dieses Menü wird bereits vom Benutzer konfiguriert oder vom Betriebssystem zur Laufzeit erkannt (normalerweise Plug and Play genannt).

Welche Funktionen bietet Kernel?

Lassen Sie uns nun herausfinden, welche Funktionen der Kernel bietet.

1) Prozessplanung (Dispatch)
2)
Kommunikation zwischen Prozessen 3) Prozesssynchronisierung
4) Kontextwechsel
5) Manipulation von Prozesssteuerungsblöcken
6) Unterbrechungsbehandlung
7) Prozesserstellung zerstören 
8) Prozessunterbrechung wieder aufnehmen 

Definition von Kernel

Der Jobmanager des Betriebssystems ist der Kernel. Es steuert und verwaltet alle Grundfunktionen des Betriebssystems.

Speicherverwaltung : Der Kernel stellt virtuellen und physischen Speicher für Prozesse bereit, um ihre Ausführung abzuschließen. Wenn der Prozess im physischen Speicher nicht beendet werden kann, stellt der Kernel auch virtuellen Speicherplatz auf der Festplatte bereit, damit er den Prozess dort speichern kann.

Dieses Konzept wird virtuelles Mapping genannt. Wenn ein Programm Daten benötigt, die sich derzeit nicht im RAM befinden, zeigt die CPU auf den Kernel für die Daten, und der Kernel antwortet dann auch der CPU, indem er seinen Inhalt in einen inaktiven Speicherblock schreibt. auf dem möglichen Datenträger (ein entsprechend den Datenanforderungen hierfür geschaffener Platz) gespeichert und dann ebenfalls durch die vom Programm angeforderten Daten ersetzt. Dieses Schema wird Bedarfsrelais genannt.

Scheduler : Dieser Kernel fungiert als Scheduler, während Operationen ausgeführt werden. Der Prozessor führt jeweils eine Operation aus. Dieser Kernel weist den Prozessor einem Programm aus der Liste der laufenden Anwendungen zu.

Geräteverwaltung : Kernel steuert die Aktivitäten anderer Peripheriegeräte mit Hilfe von Gerätetreibern. Gerätetreiber sind Programme, die dem Betriebssystem helfen, mit Hardwaregeräten zu interagieren.

Ein Gerätetreiber stellt eine Schnittstelle bereit und hilft dem Betriebssystem bei der Interaktion mit anderen Peripheriegeräten wie Druckern, Scannern, Modems, Tastaturen, Mäusen usw.

Dieser Treiber übersetzt OS-Funktionsaufrufe in gerätespezifische Aufrufe. Gerätetreiber erkennen installierte Geräte sowie Suchmaschinen beim Systemstart.

Dieser Prozess verwendet den Systemaufrufmechanismus, um mit dem Betriebssystemkern umzugehen. Ein Systemaufruf ist ein Dienstaufruf an den Kernel, von dem er die Erlaubnis zum Ausführen der Operation erhält. Es gibt einen Systemaufruf-Maschinencodebefehl, den das Anwendungsprogramm verwendet, damit es eine Diensterlaubnis vom Betriebssystem erhalten kann.

Speicherverwaltung: – Dieser Kernel verwaltet auch RAM. Weist Speicher sowohl für Anweisungen als auch für die Datenausführung zu. Es entscheidet, welcher Prozess sich im RAM befindet und wie viel Speicher benötigt wird, um den Prozess auszuführen. Dieser Kernel handhabt viele Prozesse mit einem anderen Mechanismus.

Kernel-Typen

Machen wir uns nun mit den verschiedenen Arten oder Arten von Kernel vertraut.

monolithischer Kern

Monolithische Kernel führen alle grundlegenden Systemdienste wie Prozessverwaltung, Speicher, Unterbrechungsbehandlung, E/A-Verbindungen, Dateisystem usw. innerhalb des Kernelbereichs aus.

Monolithische Kerne haben normalerweise die höchste Datenübertragungsrate aller anderen Kerne und werden daher in großen Servern oder dedizierten Servern für Jobs verwendet.

monolithischer Kern

1) Weniger Quellcode und kompilierte Modelle
2) Weniger Code bedeutet weniger Fehler und weniger Sicherheitsprobleme.
3) Systemaufrufe werden in einem monolithischen Kernel verwendet, um Operationen auszuführen.
4) Die Ausführung ist sehr schnell
. 5) Dabei passieren alle Dinge im Kernel selbst, sodass wir während des App-Builds keine zusätzlichen I/O- und Prozessmechanismen benötigen .

homogene Kernfehler

1) Encoding ist auch im Kernel-Space sehr schwierig, weil man darin keine gemeinsamen Bibliotheken verwenden kann.
2) Das Debuggen ist schwierig, da Sie den Computer häufig neu starten müssen.
3) Fehler in einem Teil des Kernels verursachen viele Seiteneffekte
. 4) Kernel werden oft groß und schwer zu warten.
5) Nicht portierbar – der monolithische Kernel muss häufig für jede neue Architektur neu geschrieben werden, die im Betriebssystem verwendet wird.

Mikrokern

Während in einem Mikrokernel der Kernel die Grundfunktionen bereitstellt, durch die er die Implementierung separater Server und Software ermöglicht. Der Kernel ist in separate Prozesse unterteilt, die als Server bezeichnet werden. Hier laufen einige Server im User Space und andere im Kernel Space.

Alle Server werden separat gehalten und laufen in unterschiedlichen Adressräumen.
Mikrokerne können Sie normalerweise in Echtzeitsystemen sehen .

MicroKernel-Vorteile
1) Es ist im Vergleich zum monolithischen Kernel einfacher zu warten.
2) Es ist ausfallsicher (d. h. wenn ein Server ausfällt, laufen die anderen Server weiterhin effizient).
3) Tragbar
4) Klein in der Größe
5) Enthält eine kleine Menge Code. Das erhöht ihre Stabilität und Sicherheit.

hybrider Kernel

In diesem wird das Beste aus homogenem Kern und Mikrokern gemischt.

Wie Geschwindigkeit, einfaches Design des monolithischen Kernels + Modularität und Stabilität des kleinen Kernels

Es hat die Qualitäten eines homogenen und eines Mikrokerns, aber wir können nicht sagen, dass es sich um einen ausschließlich spezifischen Kern handelt.

Sie können diese Kerne normalerweise auf Desktops, Windows-, Mac- und Linux -Betriebssystemen sehen .

Nano-Kern

Diese Art von Kernel bietet nur Hardware-Abstraktion, es gibt keine Dienste darin und der Platz für den Kernel ist minimal. Der Nanokernel ist das Herzstück des Hypervisors, mit dem Sie mehrere Systeme via Virtualisierung simulieren können. Kerne eignen sich hervorragend für kompakte Projekte.

Exo-Kernel

Dieser Kern ist der kleinste. Es bietet nur Prozessschutz und Ressourcenverarbeitung. Der Programmierer, der diesen Kernel verwendet, ist für den ordnungsgemäßen Zugriff auf das Gerät verantwortlich, das er verwenden möchte.

Der Unterschied zwischen Kernel und Betriebssystem

Das Betriebssystem ist ein Systemsoftwarepaket, während der Kernel der Teil des Betriebssystems ist, der alle Prozesse und Geräte verwaltet.

Wobei das Betriebssystem die Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem Gerät ist. Der Kernel hingegen ist eine Schnittstelle zwischen Software und Hardware.

Der Kernel hilft der Software, mit anderen Peripheriegeräten zu kommunizieren.

Ist Linux ein Kernel oder ein Betriebssystem?

Übrigens gibt es einen Unterschied zwischen Kernel und Betriebssystem. Wie ich Ihnen bereits gesagt habe, ist der Kernel das Herzstück eines Betriebssystems, das alle wesentlichen Funktionen verwaltet. Wenn diesem Kernel einige nützliche Anwendungen und Tools hinzugefügt werden, heißt dieses vollständige Paket OS. Ist.

Daraus lässt sich schließen, dass es im Betriebssystem neben einem User-Space auch einen Kernel-Space gibt.

Dies zeigt, dass Linux ein Kernel ist, da es keine anderen Anwendungen wie Dateisystem-Tools, Fenstersysteme, grafische Desktops, Sysadmin-Befehle, Texteditoren, Compiler usw. enthält.

Gleichzeitig fügen viele Unternehmen solche Anwendungen dem Linux-Kernel hinzu und richten ihre eigenen Betriebssysteme wie Ubuntu, Suse, CentOS, RedHat usw. ein.

Was ist Kernelpanik?

Da der Kernel die meisten Grundfunktionen des Computers übernimmt, wird er bei einem Absturz den gesamten Computer beschädigen. Dieses unerwünschte Ereignis wird in macOS- und Unix-Systemen als „ Kernel Panic “ bezeichnet.

Dies ähnelt dem blauen Bildschirm des Todes in Windows. Um aus dieser Situation herauszukommen, müssen Sie Ihren Computer neu starten.

Hinweis Kernel-Panics treten häufig aufgrund von Hardware-Konnektivitätsproblemen auf. Wenn Ihr Computer also häufig Probleme wie Kernel-Angst anzeigt, sollten Sie alle unnötige Hardware trennen, da dies Ihr Problem möglicherweise beenden kann.

Fazit

Ich hoffe, Ihnen hat mein Artikel Was ist ein Kernel (Was ist ein Kernel) gefallen? Ich habe immer versucht, meinen Lesern vollständige Informationen über Kernel zur Verfügung zu stellen , damit sie nicht auf anderen Websites oder im Internet nach dem Kontext dieses Artikels suchen müssen.

Das spart ihnen auch Zeit und sie haben alle Informationen an einem Ort. Wenn Sie Zweifel an diesem Artikel haben oder eine Verbesserung wünschen, können Sie niedrige Kommentare dazu schreiben.

Wenn Ihnen dieser Beitrag Was ist Kernel gefallen hat oder Sie etwas gelernt haben, teilen Sie diesen Beitrag bitte in sozialen Netzwerken wie Facebook, Twitter usw.

Related Articles

Argomenti generaliTecnica

Cos’è il kernel e cosa fa?

Cos’è il kernel e cosa fa?

Se usi i computer, devi aver sentito il nome Kernel. Ma sai cos’è il kernel ? Dove è necessario? In caso contrario, alla fine dell’articolo di oggi imparerai tutte le cose relative al kernel. Resta con noi per tutti i dettagli.

Questo kernel è un centro molto importante del sistema operativo (OS) del computer. È un kernel che fornisce tutti i servizi essenziali per diverse parti del sistema operativo. Questo è lo strato principale tra il sistema operativo e l’hardware, che aiuta a gestire e gestire la memoria, i file system, il controllo dei dispositivi e le reti.

Il kernel viene spesso paragonato alla shell, che è in realtà la parte esterna del sistema operativo che interagisce con i comandi dell’utente. Kernel e shell sono termini utilizzati frequentemente nei sistemi operativi Unix, in termini di mainframe IBM o sistemi Microsoft Windows.

Considerando che, non confondere il kernel con il BIOS (Basic Input/Output System), è un programma indipendente memorizzato su un chip in un circuito stampato di un computer.

Ecco perché oggi ho pensato perché non darti informazioni complete su cos’è un kernel e come funziona. Con questo puoi familiarizzare con una parte di questo computer di base C. Quindi iniziamo senza indugio.

Cos’è il kernel

Il sistema operativo ci fornisce un’interfaccia grafica in modo da poter dare comandi al sistema informatico. Ma il sistema non può comprendere direttamente questi comandi.

Quindi il codice viene compilato in un linguaggio binario, dove viene utilizzato il componente principale del sistema operativo, e si chiama Kernel .

Qual è il nucleo?

Ci occupiamo del livello più basso del kernel utente e quindi il kernel si occupa del sistema.

Il kernel svolge il ruolo di mediatore tra l’hardware e il software del sistema. Questo kernel non è un sistema operativo (OS); È un’unità centrale del sistema operativo. Questo è il primo programma che viene caricato nell’area di memoria protetta durante il processo di avvio. Viene mantenuto in quella memoria per tutto il tempo in cui il sistema è in esecuzione.

Questo kernel è un livello di astrazione di basso livello. Il processo utente utilizza un sistema per interagire con il sistema. Il sistema chiama il kernel, quindi il kernel esegue il processo utente.

Il kernel gestisce contemporaneamente altri processi di sistema come la gestione dei processi, la gestione della memoria, la gestione dei dispositivi e la gestione degli I/O.

Cosa fa il kernel?

Come ho detto prima, il kernel è il componente base di un sistema operativo. Funge da ponte tra le applicazioni e elabora i dati utilizzando connessioni tra processi e chiamate di sistema, che vengono effettuate a livello di hardware.

Quando il sistema operativo viene caricato in memoria , il kernel viene caricato per primo e rimane in memoria fino a quando il sistema operativo non si spegne nuovamente. Questo kernel è responsabile di tutte le attività di basso livello come la gestione del disco, la gestione delle attività e la gestione della memoria.

In generale, il kernel di un computer si interfaccia con i tre principali componenti hardware del computer e fornisce anche servizi per l’applicazione/interfaccia utente, CPU, memoria e altri dispositivi di input/output.

Oltre a fornire questo kernel, gestisce anche le risorse del computer, quindi può consentire ad altri programmi di eseguire e utilizzare queste risorse.

Con questo, il kernel prepara lo spazio degli indirizzi di memoria per le applicazioni, carica i file dal codice dell’applicazione in memoria, imposta lo stack di esecuzione per i programmi e si dirama con essi in posizioni specifiche per l’esecuzione all’interno dei programmi.

Quali sono le caratteristiche del kernel?

Conosciamo le caratteristiche del kernel.

  • È un componente essenziale del sistema operativo e il sistema operativo non può funzionare senza di esso.
  • Possiamo anche chiamare il kernel il sistema nervoso del sistema operativo.
  • Questo è il cuore del sistema operativo.
  • Controlla tutto nel sistema operativo, inclusa la gestione degli I/O, la gestione dei processi, ecc.
  • Funge da ponte tra le applicazioni e l’effettiva elaborazione dei dati che avviene a livello di hardware.
  • È un’interfaccia tra applicazioni utente e dispositivi .

Quali sono le responsabilità di un kernel?

Ora impariamo le responsabilità del kernel.

1. CPU : questo stesso core è responsabile del numero di programmi in esecuzione che devono essere assegnati ai processori in un dato momento.

2. RAM : la RAM viene utilizzata per memorizzare sia le istruzioni del programma che i dati. Mentre molti programmi vogliono spesso accedere a questa memoria, vogliono più memoria che è più della memoria disponibile nel computer.

In tal caso, è responsabilità del kernel allocare la memoria che utilizzerà, insieme a decidere cosa fare quando non c’è abbastanza memoria disponibile.

3. Dispositivi I/O : questi core allocano le richieste da diverse applicazioni in modo che le operazioni di I/O possano essere eseguite nel dispositivo corretto, inoltre forniscono anche modi convenienti per utilizzare il dispositivo.

4. Gestione della memoria : questo kernel ha pieno accesso alla memoria di sistema e consente anche di accedervi in ​​modo sicuro quando ne hai bisogno.

5. Gestione dei dispositivi : il kernel dovrebbe mantenere un elenco di tutti i dispositivi disponibili. Questo menu è già configurato dall’utente o rilevato dal sistema operativo in fase di esecuzione (solitamente chiamato Plug and Play).

Quali funzionalità offre il kernel?

Ora scopriamo quali funzionalità offre il kernel.

1) pianificazione del processo (invio)
2)
comunicazione tra processi 3) sincronizzazione del processo
4) cambio di contesto
5) manipolazione dei blocchi di controllo del processo
6) gestione degli interrupt
7) distruzione della creazione del processo 
8) ripresa della sospensione del processo 

definizione di kernel

Il gestore dei lavori del sistema operativo è il kernel. Controlla e gestisce tutte le funzioni di base del sistema operativo.

Gestione della memoria : il kernel fornisce memoria virtuale e fisica per i processi per completare la loro esecuzione. Se il processo non è in grado di terminare nella memoria fisica, il kernel fornisce anche spazio virtuale nel disco rigido in modo che possa archiviare il processo lì.

Questo concetto è chiamato mappatura virtuale. Quando un programma ha bisogno di dati che non sono attualmente nella RAM, la CPU punta al kernel per i dati e quindi il kernel risponde anche alla CPU, scrivendone il contenuto in un blocco di memoria inattivo. nell’eventuale disco (uno spazio creato a tale scopo in base alle esigenze dei dati) e poi sostituito anche con i dati richiesti dal programma. Questo schema è chiamato inoltro della domanda.

Utilità di pianificazione : questo kernel funge da utilità di pianificazione durante l’esecuzione delle operazioni. Un’operazione alla volta viene eseguita dal processore. Questo kernel assegna il processore a un programma dall’elenco delle applicazioni in esecuzione.

Gestione dei dispositivi : il kernel controlla le attività di altri dispositivi periferici con l’aiuto dei driver dei dispositivi. I driver di dispositivo sono programmi che aiutano il sistema operativo a interagire con i dispositivi hardware.

Un driver di dispositivo fornisce un’interfaccia e aiuta il sistema operativo a interagire con altri dispositivi periferici come stampanti, scanner, modem, tastiera, mouse, ecc.

Questo driver converte le chiamate delle funzioni del sistema operativo in chiamate specifiche del dispositivo. I driver di dispositivo rilevano i dispositivi installati e i motori di ricerca all’avvio del sistema.

Questo processo utilizza il meccanismo della chiamata di sistema per gestire il kernel del sistema operativo. Una chiamata di sistema è una chiamata di servizio al kernel da cui prende l’autorizzazione per eseguire l’operazione. Esiste un’istruzione del codice macchina della chiamata di sistema che il programma applicativo utilizza in modo che possa ottenere l’autorizzazione di servizio dal sistema operativo.

Gestione della memoria: – Questo kernel gestisce anche la RAM. Alloca memoria sia per le istruzioni che per l’esecuzione dei dati. Decide quale processo è nella RAM e quanta memoria è necessaria per eseguire il processo? Questo kernel gestisce molti processi usando un meccanismo diverso.

Tipi di kernel

Ora conosciamo i diversi tipi o tipi di kernel.

nucleo monolitico

I kernel monolitici eseguono tutti i servizi di sistema di base come gestione dei processi, memoria, gestione degli interrupt, connessioni I/O, file system, ecc. all’interno dello spazio del kernel.

I core monolitici di solito hanno la velocità di trasferimento dati più alta di tutti gli altri core e sono quindi utilizzati in server di grandi dimensioni o server dedicati ai lavori.

nucleo monolitico

1) Essere più piccoli nei modelli sorgente e compilati
2) Meno codice significa meno bug e meno problemi di sicurezza.
3) Le chiamate di sistema vengono utilizzate in un kernel monolitico per eseguire operazioni
4) L’esecuzione è molto veloce
5) In questo tutte le cose accadono nel kernel stesso, quindi non abbiamo bisogno di alcun I/O aggiuntivo e meccanismo di processo durante la compilazione dell’app da gestire .

difetti omogenei del nocciolo

1) La codifica è anche molto difficile nello spazio del kernel, perché non puoi usare librerie comuni al suo interno.
2) Il debug in questo è difficile, poiché è necessario riavviare il computer frequentemente
3) Errori in parte del kernel causano molti effetti collaterali
4) I kernel spesso diventano grandi e difficili da mantenere.
5) Non portabile: il kernel monolitico deve essere riscritto frequentemente per ogni nuova architettura utilizzata nel sistema operativo.

micronocciolo

Mentre in un microkernel, il kernel fornisce le funzioni di base attraverso le quali consente l’implementazione di server e software separati. Il kernel è diviso in processi separati chiamati server. Qui alcuni server sono in esecuzione nello spazio utente e altri nello spazio kernel.

Tutti i server vengono mantenuti separatamente ed eseguiti in spazi di indirizzi diversi.
Di solito puoi vedere i microkernel nei sistemi in tempo reale .

Vantaggi del microkernel
1) È più facile da mantenere rispetto al kernel monolitico.
2) È a prova di errore (il che significa che se un server si guasta, gli altri server funzionano ancora in modo efficiente).
3) Portatile
4) Di piccole dimensioni
5) Contiene una piccola quantità di codice. Ciò aumenta la loro stabilità e sicurezza.

kernel ibrido

In questo viene mescolato il meglio sia del nocciolo omogeneo che del micronocciolo.

Come velocità, design semplice del kernel monolitico + modularità e stabilità del kernel piccolo

Ha le qualità sia di un omogeneo che di un micronucleo, ma non si può dire che sia un nucleo esclusivamente specifico.

Di solito puoi vedere questi core su desktop, sistemi operativi Windows, Mac e Linux .

nanonucleo

Questo tipo di kernel offre solo astrazione hardware, non contiene servizi e lo spazio per il kernel è minimo. Il nanokernel è il cuore dell’hypervisor con il quale è possibile simulare più sistemi tramite la virtualizzazione. I core sono ottimi per progetti compatti.

Exo-kernel

Questo nucleo è il più piccolo. Fornisce solo la protezione del processo e l’elaborazione delle risorse. Il programmatore che utilizza questo kernel è responsabile dell’accesso corretto al dispositivo che desidera utilizzare.

La differenza tra kernel e sistema operativo

Il sistema operativo è un pacchetto software di sistema mentre il kernel è la parte del sistema operativo che gestisce tutti i processi e i dispositivi.

Dove il sistema operativo è l’interfaccia tra l’utente e il dispositivo. Considerando che il kernel è un’interfaccia tra software e hardware.

Il kernel aiuta il software a comunicare con altri dispositivi periferici.

Linux è un kernel o un sistema operativo?

A proposito, c’è una differenza tra kernel e sistema operativo. Come ti ho già detto, il kernel è il cuore di un sistema operativo che ne gestisce tutte le funzionalità essenziali, mentre se a quel kernel vengono aggiunte alcune applicazioni e strumenti utili, questo pacchetto completo si chiama OS. È.

Da ciò si può dire che nel sistema operativo c’è uno spazio kernel oltre a uno spazio utente.

Questo mostra che Linux è un kernel perché non contiene altre applicazioni come strumenti di file system, sistemi di finestre, desktop grafici, comandi di sysadmin, editor di testo, compilatori , ecc.

Allo stesso tempo, molte aziende aggiungono questi tipi di applicazioni al kernel Linux e configurano i propri sistemi operativi come ubuntu, suse, centOS, redHat, ecc.

Cos’è il panico del kernel?

Poiché il kernel gestisce la maggior parte delle funzioni di base del computer, quindi se si blocca, danneggerà l’intero computer. Questo evento indesiderato è chiamato ” kernel panic ” nei sistemi macOS e Unix.

Questo è simile alla schermata blu della morte in Windows. Per uscire da questa situazione, è necessario riavviare il computer.

Nota Il panico del kernel spesso si verifica a causa di problemi di connettività hardware. Quindi, se il tuo computer mostra molte volte problemi come lo spavento del kernel, dovresti disconnettere tutto l’hardware non necessario, potrebbe risolvere il tuo problema.

conclusione

Spero ti sia piaciuto il mio articolo Cos’è un kernel (Cos’è un kernel). Ho sempre cercato di fornire informazioni complete sul kernel ai miei lettori in modo che non debbano cercare in altri siti Web o Internet per il contesto di questo articolo.

Ciò consentirà anche di risparmiare tempo e avranno anche tutte le informazioni in un unico posto. Se hai dei dubbi su questo articolo o se vuoi che ci siano dei miglioramenti in esso, puoi scrivere commenti bassi su di esso.

Se ti è piaciuto questo post Cos’è il kernel o hai imparato qualcosa, condividi questo post sui social network come Facebook, Twitter, ecc.

Related Articles

一般的なトピック技術

カーネルとは何ですか?それは何をしますか?

カーネルとは何ですか?それは何をしますか?

コンピューターを使用している場合は、カーネルという名前を聞いたことがあるはずです。しかし、カーネルとは何か知っていますか?どこに必要ですか?そうでない場合は、今日の記事の最後に、カーネルに関連するすべてのことについて学びます。詳細については、私たちと一緒にいてください。

このカーネルは、コンピューターオペレーティングシステム(OS)の非常に重要な中心です。これは、オペレーティングシステムのさまざまな部分に必要なすべてのサービスを提供するカーネルです。これは、オペレーティングシステムとハードウェアの間のメインレイヤーであり、メモリ、ファイルシステム、デバイスコントロール、およびネットワークの処理と管理に役立ちます。

カーネルは、ほとんどの場合、シェルと比較されます。シェルは、実際には、ユーザーコマンドと対話するオペレーティングシステムの外部部分です。カーネルとシェルは、IBMメインフレームまたはMicrosoft Windowsシステムに関して、Unixオペレーティングシステムで頻繁に使用される用語です。

カーネルを基本入出力システム(BIOS)と混同しないでください。これは、コンピューターの回路基板のチップに格納されている独立したプログラムです。

そのため、今日、カーネルとは何か、カーネルがどのように機能するかについての完全な情報を提供してみませんか。これにより、この基本的なコンピューターCの一部を知ることができます。それでは、遅滞なく始めましょう。

カーネルとは

オペレーティングシステムは、コンピュータシステムにコマンドを与えることができるようにグラフィカルインターフェイスを提供します。ただし、システムはこれらのコマンドを直接理解できません。

そのため、コードは、オペレーティングシステムのコアコンポーネントが使用されるバイナリ言語でコンパイルされ、カーネルと呼ばれます。

核とは何ですか?

ユーザーカーネルの最下層を処理し、次にカーネルがシステムを処理します。

カーネルは、システムのハードウェアとソフトウェアの間の仲介役の役割を果たします。このカーネルはオペレーティングシステム(OS)ではありません。これは、オペレーティングシステムの中心的なユニットです。これは、起動プロセス中に保護されたメモリ領域にロードされる最初のプログラムです。システムが実行されている限り、そのメモリに保持されます。

このカーネルは、低レベルの抽象化レイヤーです。ユーザープロセスは、システムを使用してシステムと対話します。システムがカーネルを呼び出し、カーネルがユーザープロセスを実行します。

カーネルは、プロセス管理、メモリ管理、デバイス管理、I / O管理などの他のシステムプロセスを同時に管理します。

カーネルは何をしますか?

先に述べたように、カーネルはオペレーティングシステムの基本的なコンポーネントです。これは、ハードウェアレベルで行われるプロセスとシステムコール間の接続を使用して、アプリケーションとプロセスデータ間のブリッジとして機能します。

オペレーティングシステムがメモリにロードされると、カーネルが最初にロードされ、オペレーティングシステムが再びシャットダウンするまでメモリに残ります。このカーネルは、ディスク管理、タスク管理、メモリ管理などのすべての低レベルタスクを担当します。

一般に、コンピューターカーネルは3つの主要なコンピューターハードウェアコンポーネントにインターフェイスし、アプリケーション/ユーザーインターフェイス、CPU、メモリ、およびその他の入出力デバイスにもサービスを提供します。

このカーネルを提供するだけでなく、コンピューターリソースも管理するため、他のプログラムがこれらのリソースを実行および使用できるようになります。

これにより、カーネルはアプリケーションのメモリアドレス空間を準備し、アプリケーションコードからメモリにファイルをロードし、プログラムの実行スタックを設定し、プログラム内で実行するために特定の場所に分岐します。

カーネルの機能は何ですか?

カーネルの機能を理解しましょう。

  • これはオペレーティングシステムの重要なコンポーネントであり、オペレーティングシステムはそれなしでは機能できません。
  • カーネルをオペレーティングシステムの神経系と呼ぶこともできます。
  • これがオペレーティングシステムのコアです。
  • I / O管理、プロセス管理など、オペレーティングシステムのすべてを制御します。
  • これは、アプリケーションとハードウェアレベルで発生する実際のデータ処理の間のブリッジとして機能します。
  • これは、ユーザーアプリケーションとデバイス間のインターフェイスです。

カーネルの責任は何ですか?

それでは、カーネルの責任について学びましょう。

1. CPU:これと同じコアが、任意の時点でプロセッサに割り当てられる必要のある実行中のプログラムの数を担当します。

2. RAM:RAMは、プログラム命令とデータの両方を格納するために使用されます。多くのプログラムはこのメモリにアクセスしたいことがよくありますが、コンピュータで使用可能なメモリよりも多くのメモリが必要です。

このような場合、カーネルは、使用するメモリを割り当てるとともに、使用可能なメモリが不足しているときに何をするかを決定する責任があります。

3. I / Oデバイス:これらのコアは、さまざまなアプリケーションからの要求を割り当てて、I / O操作を正しいデバイスで実行できるようにします。さらに、デバイスを使用する便利な方法も提供します。

4.メモリ管理:このカーネルはシステムメモリに完全にアクセスでき、必要なときに安全にアクセスすることもできます。

5.デバイス管理:カーネルは、使用可能なすべてのデバイスのリストを保持する必要があります。このメニューは、ユーザーによってすでに構成されているか、実行時にオペレーティングシステムによって検出されます(通常はプラグアンドプレイと呼ばれます)。

カーネルはどのような機能を提供しますか?

それでは、カーネルが提供する機能を調べてみましょう。

1)プロセススケジューリング(ディスパッチ)
2)
プロセス間通信3)プロセス同期
4)コンテキストスイッチ
5)プロセス制御ブロック操作
6)割り込み処理
7)プロセス作成破棄 
8)プロセス一時停止再開 

カーネルの定義

オペレーティングシステムのジョブマネージャはカーネルです。オペレーティングシステムのすべての基本機能を制御および管理します。

メモリ管理:カーネルは、プロセスが実行を完了するための仮想メモリと物理メモリを提供します。プロセスが物理メモリで終了できない場合、カーネルはハードディスクに仮想スペースを提供して、そこにプロセスを保存できるようにします。

この概念は仮想マッピングと呼ばれます。プログラムが現在RAMにないデータを必要とする場合、CPUはデータのカーネルを指し、カーネルもCPUに応答して、その内容を非アクティブなメモリブロックに書き込みます。可能なディスク(データ要件に従ってこの目的のために作成されたスペース)に配置され、プログラムによって要求されたデータに置き換えられます。この方式はデマンドリレーと呼ばれます。

スケジューラー:このカーネルは、操作の実行中にスケジューラーとして機能します。一度に1つの操作がプロセッサによって実行されます。このカーネルは、実行中のアプリケーションのリストからプロセッサをプログラムに割り当てます。

デバイス管理:カーネルは、デバイスドライバーを使用して他の周辺機器のアクティビティを制御します。デバイスドライバは、オペレーティングシステムがハードウェアデバイスと対話するのを支援するプログラムです。

デバイスドライバーはインターフェイスを提供し、オペレーティングシステムがプリンター、スキャナー、モデム、キーボード、マウスなどの他の周辺機器と対話するのに役立ちます。

このドライバーは、OS関数呼び出しをデバイス固有の呼び出しに変換します。デバイスドライバは、システムの起動時にインストールされたデバイスと検索エンジンを検出します。

このプロセスでは、システムコールメカニズムを使用してオペレーティングシステムカーネルを処理します。システムコールは、カーネルへのサービスコールであり、そこから操作を実行するための許可を取得します。アプリケーションプログラムがオペレーティングシステムからサービス許可を取得できるようにするために使用するシステムコールマシンコード命令があります。

メモリ管理: -このカーネルはRAMも管理します。命令とデータ実行の両方にメモリを割り当てます。どのプロセスがRAMにあり、プロセスを実行するために必要なメモリ量を決定しますか?このカーネルは、異なるメカニズムを使用して多くのプロセスを処理します。

カーネルタイプ

それでは、さまざまな種類のカーネルについて理解しましょう。

モノリシック核

モノリシックカーネルは、プロセス管理、メモリ、割り込み処理、I / O接続、ファイルシステムなどのすべての基本的なシステムサービスをカーネル空間内で実行します。

モノリシックコアは通常、他のすべてのコアの中で最も高いデータ転送速度を備えているため、大規模なサーバーまたはジョブ専用のサーバーで使用されます。

モノリシックコア

1)ソースモデルとコンパイラモデルが小さい
2)コードが少ないということは、バグとセキュリティの問題が少ないことを意味します。
3)システムコールはモノリシックカーネルで操作を実行するために使用されます
4)実行は非常に高速です
5)これではすべてがカーネル自体で行われるため、アプリのビルド中に処理するための追加のI / Oとプロセスメカニズムは必要ありません。

均質なカーネルの欠陥

1)カーネル空間では共通ライブラリを使用できないため、エンコーディングも非常に困難です。
2)コンピュータを頻繁に再起動する必要があるため、これでのデバッグは困難です
。3)カーネルの一部でエラーが発生すると、多くの副作用が発生します
。4)カーネルが大きくなり、保守が困難になることがよくあります。
5)移植性がない-モノリシックカーネルは、OSで使用される新しいアーキテクチャごとに頻繁に書き直す必要があります。

マイクロカーネル

一方、マイクロカーネルでは、カーネルは、個別のサーバーとソフトウェアの実装を可能にする基本的な機能を提供します。カーネルは、サーバーと呼ばれる個別のプロセスに分割されます。ここでは、一部のサーバーはユーザースペースで実行され、他のサーバーはカーネルスペースで実行されています。

すべてのサーバーは別々に保持され、異なるアドレス空間で実行されます。通常、マイクロカーネルはリアルタイムシステム
で見ることができます

MicroKernelの利点
1)モノリシックカーネルに比べて保守が簡単です。
2)フェイルプルーフです(つまり、1つのサーバーに障害が発生しても、他のサーバーは引き続き効率的に実行されます)。
3)ポータブル
4)サイズ
が小さい5)少量のコードが含まれています。これにより、安定性とセキュリティが向上します。

ハイブリッドカーネル

これには、同種カーネルとマイクロカーネルの両方の最良のものが混在しています。

速度、モノリシックカーネルのシンプルな設計+モジュール性、小さなカーネルの安定性など

均質核と小核の両方の性質を持っていますが、それが排他的に特定の核であるとは言えません。

これらのコアは通常、デスクトップ、Windows、Mac、およびLinuxオペレーティングシステムで確認できます。

ナノコア

このタイプのカーネルはハードウェアアブストラクションのみを提供し、サービスは含まれていません。カーネルのスペースは最小限です。ナノカーネルは、仮想化を介して複数のシステムをシミュレートできるハイパーバイザーのコアです。コアはコンパクトなプロジェクトに最適です。

エクソカーネル

この核は最小です。プロセス保護とリソース処理のみを提供します。このカーネルを使用するプログラマーは、使用したいデバイスに適切にアクセスする責任があります。

カーネルとオペレーティングシステムの違い

OSはシステムソフトウェアパッケージですが、カーネルはすべてのプロセスとデバイスを管理するオペレーティングシステムの一部です。

オペレーティングシステムがユーザーとデバイス間のインターフェイスである場合。一方、カーネルはソフトウェアとハ​​ードウェアの間のインターフェースです。

カーネルは、ソフトウェアが他の周辺機器と通信するのに役立ちます。

Linuxはカーネルですか、それともオペレーティングシステムですか?

ちなみに、カーネルとOSには違いがあります。カーネルはそのすべての重要な機能を管理するオペレーティングシステムの心臓部であるとすでに述べたように、いくつかの有用なアプリケーションとツールがそのカーネルに追加された場合、この完全なパッケージはOSと呼ばれます。は。

このことから、オペレーティングシステムにはユーザースペースに加えてカーネルスペースがあると言えます。

これは、Linuxがカーネルであることを示しています。これは、ファイルシステムツール、ウィンドウシステム、グラフィカルデスクトップ、sysadminコマンド、テキストエディター、コンパイラーなどの他のアプリケーションが含まれていないためです

同時に、多くの企業がこれらのタイプのアプリケーションをLinuxカーネルに追加し、ubuntu、suse、centOS、redHatなどの独自のオペレーティングシステムをセットアップしています。

カーネルパニックとは何ですか?

カーネルはコンピュータの基本的な機能のほとんどを処理するため、クラッシュするとコンピュータ全体が損傷します。この不要なイベントは、macOSおよびUnixシステムでは「カーネルパニック」と呼ばれます。

これは、Windowsのブルースクリーンに似ています。この状況から抜け出すには、コンピュータを再起動する必要があります。

カーネルパニックは、ハードウェア接続の問題が原因で発生することがよくあります。したがって、コンピュータにカーネルの恐怖などの問題が何度も表示される場合は、不要なハードウェアをすべて切断する必要があります。これにより、問題が解決する可能性があります。

結論

私の記事「カーネルとは」(カーネルとは)を気に入っていただけたでしょうか。私は常にカーネルに関する完全な情報を読者に提供しようとしてきました。これにより、読者はこの記事のコンテキストについて他のWebサイトやインターネットを検索する必要がなくなります。

これはまた彼らの時間を節約し、彼らはまた一箇所にすべての情報を持っているでしょう。この記事について疑問がある場合、またはこの記事に何らかの改善を加えたい場合は、コメントを少なくすることができます。

この投稿が気に入った場合は、カーネルとは何か、または何かを学んだ場合は、Facebook、Twitterなどのソーシャルネットワークでこの投稿を共有してください。

Related Articles

TécnicaTópicos gerais

O que é o kernel e o que ele faz?

O que é o kernel e o que ele faz?

Se você usa computadores, já deve ter ouvido o nome Kernel. Mas você sabe o que é Kernel ? Onde é necessário? Se não, então no final do artigo de hoje você aprenderá sobre todas as coisas relacionadas ao Kernel. Fique conosco para mais detalhes.

Este kernel é um centro muito importante do sistema operacional do computador (SO). É um kernel que fornece todos os serviços essenciais para diferentes partes do sistema operacional. Essa é a camada principal entre o sistema operacional e o hardware, ajudando a manipular e gerenciar memória, sistemas de arquivos, controle de dispositivos e redes.

O kernel é mais frequentemente comparado ao shell, que na verdade é a parte externa do sistema operacional que interage com os comandos do usuário. Kernel e shell são termos frequentemente usados ​​em sistemas operacionais Unix, em termos de mainframe IBM ou sistemas Microsoft Windows.

Considerando que, não confunda o kernel com o sistema básico de entrada/saída (BIOS), é um programa independente que é armazenado em um chip em uma placa de circuito de computador.

É por isso que hoje pensei por que não dar a você informações completas sobre o que é um kernel e como ele funciona. Com isso você pode se familiarizar com uma parte deste computador básico C. Então vamos começar sem demora.

O que é Kernel

O sistema operacional nos fornece uma interface gráfica para que possamos dar comandos ao sistema do computador. Mas o sistema não pode entender esses comandos diretamente.

Assim, o código é compilado em uma linguagem binária, onde é usado o componente central do sistema operacional, e é chamado de Kernel .

O que é o núcleo?

Nós lidamos com a camada mais baixa do User Kernel e então o kernel lida com o sistema.

O kernel desempenha o papel de mediador entre o hardware e o software do sistema. Este kernel não é um sistema operacional (SO); É uma unidade central do sistema operacional. Este é o primeiro programa carregado na área de memória protegida durante o processo de inicialização. Ele é mantido nessa memória enquanto o sistema estiver em execução.

Este kernel é uma camada de abstração de baixo nível. O processo do usuário usa um sistema para interagir com o sistema. O sistema chama o kernel, então o kernel executa o processo do usuário.

O kernel gerencia simultaneamente outros processos do sistema, como gerenciamento de processos, gerenciamento de memória, gerenciamento de dispositivos e gerenciamento de E/S.

O que o núcleo faz?

Como eu disse anteriormente, o kernel é o componente básico de um sistema operacional. Ele atua como uma ponte entre aplicativos e dados de processos usando conexões entre processos e chamadas de sistema, que são feitas no nível do hardware.

Quando o sistema operacional é carregado na memória , o kernel é carregado primeiro e permanece na memória até que o sistema operacional seja desligado novamente. Esse kernel é responsável por todas as tarefas de baixo nível, como gerenciamento de disco, gerenciamento de tarefas e gerenciamento de memória.

Em geral, um kernel de computador faz interface com os três principais componentes de hardware do computador e também fornece serviços para a interface do aplicativo/usuário, CPU, memória e outros dispositivos de entrada/saída.

Além de fornecer esse kernel, ele também gerencia os recursos do computador, de modo que pode permitir que outros programas executem e usem esses recursos.

Com isso, o kernel prepara o espaço de endereçamento de memória para aplicativos, carrega arquivos do código do aplicativo na memória, configura a pilha de execução para programas e ramifica com eles para locais específicos para execução dentro dos programas.

Quais são as características do Kernel?

Vamos nos familiarizar com os recursos do kernel.

  • É um componente essencial do sistema operacional e o sistema operacional não pode funcionar sem ele.
  • Também podemos chamar o kernel de sistema nervoso do sistema operacional.
  • Este é o núcleo do sistema operacional.
  • Ele controla tudo no sistema operacional, incluindo gerenciamento de E/S, gerenciamento de processos, etc.
  • Ele atua como uma ponte entre os aplicativos e o processamento de dados real que ocorre no nível do hardware.
  • É uma interface entre aplicativos de usuário e dispositivos .

Quais são as responsabilidades de um Kernel?

Agora vamos aprender sobre as responsabilidades do Kernel.

1. CPU : Este mesmo núcleo é responsável pelo número de programas em execução que devem ser alocados aos processadores a qualquer momento.

2. RAM : A RAM é usada para armazenar instruções e dados do programa. Embora muitos programas geralmente desejem acessar essa memória, eles desejam mais memória do que a memória disponível no computador.

Nesse caso, é responsabilidade do Kernel alocar a memória que usará, junto com ele decidir o que fazer quando não houver memória suficiente disponível.

3. Dispositivos de E/S : Esses núcleos alocam solicitações de diferentes aplicativos para que as operações de E/S possam ser feitas no dispositivo correto, além de fornecer formas convenientes de usar o dispositivo.

4. Gerenciamento de memória : Este kernel tem acesso total à memória do sistema e também permite que ela seja acessada com segurança quando você precisar.

5. Gerenciamento de dispositivos : O kernel deve manter uma lista de todos os dispositivos disponíveis. Este menu já está configurado pelo usuário ou detectado pelo sistema operacional em tempo de execução (normalmente chamado de Plug and Play).

Quais recursos o Kernel fornece?

Agora vamos descobrir quais recursos o kernel oferece.

1) escalonamento de processo (despacho)
2)
comunicação entre processos 3) sincronização de processo
4) troca de contexto
5) manipulação de blocos de controle de processo
6) tratamento de interrupção
7) destruição de criação de processo 
8) retomada de suspensão de processo 

definição de núcleo

O gerenciador de tarefas do sistema operacional é o kernel. Ele controla e gerencia todas as funções básicas do sistema operacional.

Gerenciamento de memória : o kernel fornece memória virtual e física para que os processos concluam sua execução. Se o processo não puder ser concluído na memória física, o kernel também fornecerá espaço virtual no disco rígido para que possa armazenar o processo lá.

Este conceito é chamado de mapeamento virtual. Quando um programa precisa de dados que não estão atualmente na RAM, a CPU aponta para o kernel para os dados e, em seguida, o kernel também responde à CPU, gravando seu conteúdo em um bloco de memória inativo. no disco possível (um espaço criado para este fim de acordo com os requisitos de dados) e depois também substituído pelos dados solicitados pelo programa. Este esquema é chamado de relé de demanda.

Agendador : Este kernel atua como um agendador enquanto as operações estão sendo executadas. Uma operação de cada vez é executada pelo processador. Este kernel aloca o processador para um programa da lista de aplicativos em execução.

Gerenciamento de dispositivos : o kernel controla as atividades de outros dispositivos periféricos com a ajuda de drivers de dispositivo. Drivers de dispositivo são programas que ajudam o sistema operacional a interagir com dispositivos de hardware.

Um driver de dispositivo fornece uma interface e ajuda o sistema operacional a interagir com outros dispositivos periféricos, como impressoras, scanners, modems, teclado, mouse, etc.

Este driver converte as chamadas de função do SO em chamadas específicas do dispositivo. Drivers de dispositivo detectam dispositivos instalados, bem como mecanismos de pesquisa na inicialização do sistema.

Esse processo usa o mecanismo de chamada do sistema para lidar com o kernel do sistema operacional. Uma chamada de sistema é uma chamada de serviço ao kernel do qual recebe permissão para realizar a operação. Há uma instrução de código de máquina de chamada de sistema que o programa aplicativo usa para obter permissão de serviço do sistema operacional.

Gerenciamento de Memória: – Este kernel também gerencia a RAM. Aloca memória para instruções e execução de dados. Decide qual processo está na RAM e quanta memória é necessária para executar o processo? Este kernel lida com muitos processos usando um mecanismo diferente.

Tipos de kernel

Agora vamos nos familiarizar com os diferentes tipos ou tipos de kernel.

núcleo monolítico

Kernels monolíticos executam todos os serviços básicos do sistema, como gerenciamento de processos, memória, tratamento de interrupção, conexões de E/S, sistema de arquivos, etc. dentro do espaço do kernel.

Os núcleos monolíticos geralmente têm a maior taxa de transferência de dados de todos os outros núcleos e, portanto, são usados ​​em grandes servidores ou servidores dedicados a trabalhos.

núcleo monolítico

1) Ser menor em modelos de fonte e compilador
2) Menos código significa menos bugs e menos problemas de segurança.
3) As chamadas do sistema são usadas em um kernel monolítico para realizar operações
4) A execução é muito rápida
5) Nisso tudo acontece no próprio kernel, então não precisamos de nenhum mecanismo de E/S e processo adicional durante a compilação do aplicativo para lidar .

defeitos do kernel homogêneo

1) A codificação também é muito difícil no espaço do kernel, porque você não pode usar bibliotecas comuns nele.
2) Depurar isso é difícil, pois você precisa reiniciar o computador com frequência
3) Erros em parte do kernel causam muitos efeitos colaterais
4) Os kernels geralmente se tornam grandes e difíceis de manter.
5) Não portátil – o kernel monolítico deve ser reescrito frequentemente para cada nova arquitetura que é usada no SO.

micro kernel

Já em um microkernel, o kernel fornece as funções básicas por meio das quais permite a implementação de servidores e softwares separados. Kernel é dividido em processos separados chamados servidores. Aqui alguns servidores estão rodando no espaço do usuário e outros no espaço do kernel.

Todos os servidores são mantidos separadamente e executados em diferentes espaços de endereço.
Normalmente você pode ver Microkernels em sistemas de tempo real .

Vantagens do MicroKernel
1) É mais fácil de manter em comparação com o Kernel Monolítico.
2) É à prova de falhas (ou seja, se um servidor falhar, os outros servidores ainda estarão funcionando com eficiência).
3) Portátil
4) Pequeno em tamanho
5) Contém uma pequena quantidade de código. Isso aumenta sua estabilidade e segurança.

kernel híbrido

Neste, o melhor do kernel homogêneo e do micro kernel são misturados.

Como velocidade, design simples de kernel monolítico + modularidade e estabilidade de kernel pequeno

Tem as qualidades de um núcleo homogêneo e de um micronúcleo, mas não podemos dizer que seja um núcleo exclusivamente específico.

Normalmente, você pode ver esses núcleos em desktops, sistemas operacionais Windows, Mac e Linux .

nano núcleo

Esse tipo de kernel oferece apenas abstração de hardware, não há serviços nele e o espaço para o kernel é mínimo. O nanokernel é o núcleo do hypervisor com o qual você pode simular vários sistemas via virtualização. Os núcleos são ótimos para projetos compactos.

Exo-Kernel

Este núcleo é o menor. Ele fornece apenas proteção de processo e processamento de recursos. O programador que utiliza este kernel é responsável por acessar corretamente o dispositivo que deseja utilizar.

A diferença entre kernel e sistema operacional

OS é um pacote de software do sistema, enquanto o kernel é a parte do sistema operacional que gerencia todos os processos e dispositivos.

Onde o sistema operacional é a interface entre o usuário e o dispositivo. Considerando que, o kernel é uma interface entre software e hardware.

Kernel ajuda o software a se comunicar com outros dispositivos periféricos.

O Linux é um Kernel ou um Sistema Operacional?

By the way, há uma diferença entre kernel e OS. Como já disse, o Kernel é o coração de um sistema operacional que gerencia todos os seus recursos essenciais, enquanto que se algumas aplicações e ferramentas úteis forem adicionadas a esse kernel, esse pacote completo é chamado de SO. É.

A partir disso, pode-se dizer que no sistema operacional existe um espaço de kernel além de um espaço de usuário.

Isso mostra que o Linux é um kernel porque não contém nenhum outro aplicativo, como ferramentas de sistema de arquivos, sistemas de janelas, áreas de trabalho gráficas, comandos sysadmin, editores de texto, compiladores , etc.

Ao mesmo tempo, muitas empresas adicionam esses tipos de aplicativos ao kernel do Linux e configuram seus próprios sistemas operacionais, como ubuntu, suse, centOS, redHat, etc.

O que é pânico do kernel?

Como o kernel lida com a maioria das funções básicas do computador, se ele travar, danificará todo o computador. Esse evento indesejado é chamado de ” kernel panic ” em sistemas macOS e Unix.

Isso é semelhante à tela azul da morte no Windows. Para sair dessa situação, você precisa reiniciar o computador.

Observação Os pânicos do kernel geralmente surgem devido a problemas de conectividade de hardware. Portanto, se o seu computador apresentar problemas como o medo do kernel muitas vezes, você deve desconectar todo o hardware desnecessário, isso pode acabar com seu problema.

conclusão

Espero que tenham gostado do meu artigo O que é um Kernel (O que é um Kernel). Sempre tentei fornecer informações completas sobre o Kernel aos meus leitores para que eles não precisassem pesquisar em nenhum outro site ou na Internet pelo contexto deste artigo.

Isso também economizará seu tempo e eles também terão todas as informações em um só lugar. Se você tiver alguma dúvida sobre este artigo ou se quiser que haja alguma melhoria nele, pode escrever comentários baixos sobre ele.

Se você gostou deste post O que é Kernel ou aprendeu algo, compartilhe este post nas redes sociais como Facebook, Twitter, etc.

Related Articles

Общие темыТехника

Что такое ядро ​​и что оно делает?

Что такое ядро ​​и что оно делает?

Если вы пользуетесь компьютерами, вы наверняка слышали название Kernel. Но знаете ли вы, что такое ядро ? Где это необходимо? Если нет, то в конце сегодняшней статьи вы узнаете обо всем, что связано с ядром. Оставайтесь с нами для получения полной информации.

Это ядро ​​является очень важным центром компьютерной операционной системы (ОС). Это ядро, которое предоставляет все необходимые службы для различных частей операционной системы. Это основной слой между операционной системой и оборудованием, помогающий обрабатывать и управлять памятью, файловыми системами, управлением устройствами, а также сетями.

Ядро чаще всего сравнивают с оболочкой, которая фактически является внешней частью операционной системы, взаимодействующей с пользовательскими командами. Термины «ядро» и «оболочка» часто используются в операционных системах Unix в терминах мейнфреймов IBM или систем Microsoft Windows.

При этом не путайте ядро ​​с базовой системой ввода/вывода (BIOS), это независимая программа, которая хранится на микросхеме печатной платы компьютера.

Вот почему сегодня я подумал, почему бы не дать вам полную информацию о том, что такое ядро ​​и как оно работает. При этом вы можете познакомиться с частью этого базового компьютера C. Итак, приступим без промедления.

Что такое ядро

Операционная система предоставляет нам графический интерфейс, чтобы мы могли давать команды компьютерной системе. Но система не может понимать эти команды напрямую.

Так код компилируется на бинарном языке, где используется основной компонент операционной системы, и называется он Kernel .

Что такое ядро?

Мы имеем дело с самым нижним уровнем пользовательского ядра, а затем ядро ​​имеет дело с системой.

Ядро играет роль посредника между аппаратным и программным обеспечением системы. Это ядро ​​не является операционной системой (ОС); Это центральный блок операционной системы. Это первая программа, загружаемая в защищенную область памяти в процессе загрузки. Он хранится в этой памяти до тех пор, пока работает система.

Это ядро ​​является уровнем абстракции низкого уровня. Пользовательский процесс использует систему для взаимодействия с системой. Система вызывает ядро, затем ядро ​​выполняет пользовательский процесс.

Ядро одновременно управляет другими системными процессами, такими как управление процессами, управление памятью, управление устройствами и управление вводом-выводом.

Что делает ядро?

Как я уже говорил, ядро ​​является основным компонентом операционной системы. Он действует как мост между приложениями и обрабатывает данные, используя соединения между процессами и системные вызовы, которые выполняются на аппаратном уровне.

Когда операционная система загружается в память , сначала загружается ядро, которое остается в памяти до тех пор, пока операционная система снова не выключится. Это ядро ​​отвечает за все низкоуровневые задачи, такие как управление дисками, управление задачами и управление памятью.

Как правило, ядро ​​компьютера взаимодействует с тремя основными аппаратными компонентами компьютера, а также предоставляет службы для интерфейса приложений/пользователя, процессора, памяти и других устройств ввода/вывода.

Помимо предоставления этого ядра, оно также управляет компьютерными ресурсами, поэтому оно может позволить другим программам запускаться и использовать эти ресурсы.

При этом ядро ​​подготавливает адресное пространство памяти для приложений, загружает файлы из кода приложения в память, настраивает стек выполнения для программ и переходит с ними в определенные места для выполнения внутри программ.

Каковы особенности ядра?

Познакомимся с особенностями ядра.

  • Это важный компонент операционной системы, без которого операционная система не может работать.
  • Мы также можем назвать ядро ​​нервной системой операционной системы.
  • Это ядро ​​операционной системы.
  • Он контролирует все в операционной системе, включая управление вводом-выводом, управление процессами и т. д.
  • Он действует как мост между приложениями и фактической обработкой данных, которая происходит на аппаратном уровне.
  • Это интерфейс между пользовательскими приложениями и устройствами .

Каковы обязанности ядра?

Теперь давайте узнаем об обязанностях ядра.

1. ЦП : это же ядро ​​отвечает за количество запущенных программ, которые должны быть выделены процессорам в любой момент времени.

2. ОЗУ : ОЗУ используется для хранения программных инструкций и данных. Хотя многие программы часто хотят получить доступ к этой памяти, им требуется больше памяти, чем доступно в компьютере.

В таком случае ядро ​​несет ответственность за выделение памяти, которую оно будет использовать, а также за принятие решения о том, что делать, когда доступной памяти недостаточно.

3. Устройства ввода-вывода : эти ядра распределяют запросы от разных приложений, чтобы операции ввода-вывода можно было выполнять на правильном устройстве, кроме того, они также предоставляют удобные способы использования устройства.

4. Управление памятью : это ядро ​​имеет полный доступ к системной памяти, а также позволяет безопасно обращаться к ней, когда она вам нужна.

5. Управление устройствами : ядро ​​должно вести список всех доступных устройств. Это меню уже настроено пользователем или обнаружено операционной системой во время выполнения (обычно называется Plug and Play).

Какие функции предоставляет ядро?

Теперь давайте выясним, какие возможности предоставляет ядро.

1) планирование процессов (диспетчеризация)
2)
межпроцессное взаимодействие 3) синхронизация процессов
4) переключение контекста
5) управление блоками управления процессом
6) обработка прерываний
7) уничтожение создания процесса 
8) возобновление приостановки процесса 

определение ядра

Менеджером заданий операционной системы является ядро. Он контролирует и управляет всеми основными функциями операционной системы.

Управление памятью : ядро ​​предоставляет виртуальную и физическую память процессам для завершения их выполнения. Если процесс не может завершиться в физической памяти, ядро ​​также предоставляет виртуальное пространство на жестком диске, чтобы оно могло хранить там процесс.

Эта концепция называется виртуальным отображением. Когда программе нужны данные, которых в данный момент нет в ОЗУ, ЦП указывает на ядро ​​для получения данных, а затем ядро ​​также отвечает ЦП, записывая свое содержимое в неактивный блок памяти. на возможном диске (пространство, созданное для этой цели в соответствии с требованиями к данным), а затем также заменяется данными, запрошенными программой. Эта схема называется реле по требованию.

Планировщик : это ядро ​​действует как планировщик во время выполнения операций. Процессор выполняет одну операцию за раз. Это ядро ​​выделяет процессор программе из списка запущенных приложений.

Управление устройствами : ядро ​​контролирует деятельность других периферийных устройств с помощью драйверов устройств. Драйверы устройств — это программы, которые помогают операционной системе взаимодействовать с аппаратными устройствами.

Драйвер устройства обеспечивает интерфейс и помогает операционной системе взаимодействовать с другими периферийными устройствами, такими как принтеры, сканеры, модемы, клавиатура, мышь и т. д.

Этот драйвер переводит вызовы функций ОС в вызовы, специфичные для устройства. Драйверы устройств обнаруживают установленные устройства, а также поисковые системы при запуске системы.

Этот процесс использует механизм системных вызовов для взаимодействия с ядром операционной системы. Системный вызов — это служебный вызов ядра, от которого оно получает разрешение на выполнение операции. Существует инструкция машинного кода системного вызова, которую прикладная программа использует для получения разрешения на обслуживание от операционной системы.

Управление памятью: – Это ядро ​​также управляет оперативной памятью. Выделяет память как для инструкций, так и для выполнения данных. Определяет, какой процесс находится в оперативной памяти и сколько памяти требуется для выполнения процесса? Это ядро ​​обрабатывает многие процессы, используя другой механизм.

Типы ядра

Теперь давайте познакомимся с разными типами или типами ядра.

монолитное ядро

Монолитные ядра запускают все основные системные службы, такие как управление процессами, память, обработка прерываний, соединения ввода-вывода, файловая система и т. д. в пространстве ядра.

Монолитные ядра обычно имеют самую высокую скорость передачи данных среди всех других ядер и поэтому используются в больших серверах или серверах, предназначенных для рабочих мест.

монолитное ядро

1) Меньше исходных и скомпилированных моделей
. 2) Меньше кода означает меньше ошибок и меньше проблем с безопасностью.
3) Системные вызовы используются в монолитном ядре для выполнения операций
4) Выполнение происходит очень быстро
5) В этом случае все происходит в самом ядре, поэтому нам не нужны дополнительные механизмы ввода-вывода и обработки во время сборки приложения для обработки .

гомогенные дефекты ядра

1) Кодирование также очень сложно в пространстве ядра, потому что вы не можете использовать в нем общие библиотеки.
2) Отладка в этом затруднена, так как приходится часто перезагружать компьютер
3) Ошибки в части ядра вызывают множество побочных эффектов
4) Ядра часто становятся большими и их сложно поддерживать.
5) Не переносимость — монолитное ядро ​​необходимо часто переписывать для каждой новой архитектуры, которая используется в ОС.

микроядро

В то время как в микроядре ядро ​​обеспечивает основные функции, с помощью которых оно позволяет реализовать отдельные серверы и программное обеспечение. Ядро разделено на отдельные процессы, называемые серверами. Здесь одни серверы работают в пространстве пользователя, а другие — в пространстве ядра.

Все серверы хранятся отдельно и работают в разных адресных пространствах.
Обычно вы можете увидеть микроядра в системах реального времени .

Преимущества MicroKernel
1) Его легче поддерживать по сравнению с Monolithic Kernel.
2) Он отказоустойчив (это означает, что если один сервер выходит из строя, другие серверы продолжают работать эффективно).
3) Портативный
4) Небольшой размер
5) Содержит небольшое количество кода. Это повышает их стабильность и безопасность.

гибридное ядро

В этом смешиваются лучшие качества однородного ядра и микроядра.

Такие как скорость, простая конструкция монолитного ядра + модульность и стабильность небольшого ядра.

Он обладает качествами как гомогенного, так и микроядра, но нельзя сказать, что это исключительно специфическое ядро.

Обычно эти ядра можно увидеть на настольных компьютерах, в операционных системах Windows, Mac и Linux .

нано ядро

Этот тип ядра предлагает только аппаратную абстракцию, в нем нет сервисов, а место для ядра минимально. Наноядро — это ядро ​​гипервизора, с помощью которого вы можете моделировать несколько систем посредством виртуализации. Ядра отлично подходят для компактных проектов.

Экзо-ядро

Это ядро ​​самое маленькое. Он обеспечивает только защиту процессов и обработку ресурсов. Программист, который использует это ядро, несет ответственность за правильный доступ к устройству, которое он хочет использовать.

Разница между ядром и операционной системой

ОС — это пакет системного программного обеспечения, а ядро ​​— часть операционной системы, которая управляет всеми процессами и устройствами.

Где операционная система является интерфейсом между пользователем и устройством. Принимая во внимание, что ядро ​​​​является интерфейсом между программным обеспечением и оборудованием.

Ядро помогает программному обеспечению взаимодействовать с другими периферийными устройствами.

Linux — это ядро ​​или операционная система?

Кстати, между ядром и ОС есть разница. Как я уже говорил вам, ядро ​​​​это сердце операционной системы, которое управляет всеми ее основными функциями, а если к этому ядру добавляются некоторые полезные приложения и инструменты, этот полный пакет называется ОС. Является.

Отсюда можно сказать, что в операционной системе помимо пространства пользователя есть пространство ядра.

Это показывает, что Linux является ядром, поскольку оно не содержит никаких других приложений, таких как инструменты файловой системы, оконные системы, графические рабочие столы, команды системного администратора, текстовые редакторы, компиляторы и т. д.

В то же время многие компании добавляют эти типы приложений в ядро ​​Linux и устанавливают свои собственные операционные системы, такие как ubuntu, suse, centOS, redHat и т. д.

Что такое паника ядра?

Поскольку ядро ​​выполняет большинство основных функций компьютера, поэтому в случае сбоя оно повредит весь компьютер. Это нежелательное событие называется « паникой ядра » в системах macOS и Unix.

Это похоже на синий экран смерти в Windows. Чтобы выйти из этой ситуации, вам придется перезагрузить компьютер.

Примечание . Паники ядра часто возникают из-за проблем с подключением оборудования. Итак, если ваш компьютер много раз отображает такие проблемы, как запугивание ядра, вам следует отключить все ненужное оборудование, это может решить вашу проблему.

вывод

Надеюсь , вам понравилась моя статья Что такое ядро ​​(What is a Kernel). Я всегда старался предоставить полную информацию о Kernel своим читателям, чтобы им не приходилось искать контекст этой статьи на других веб-сайтах или в Интернете.

Это также сэкономит их время, и у них также будет вся информация в одном месте. Если у вас есть какие-либо сомнения по поводу этой статьи или вы хотите, чтобы в ней было какое-то улучшение, вы можете написать к ней низкие комментарии.

Если вам понравился этот пост Что такое ядро ​​или вы что-то узнали, поделитесь этим постом в социальных сетях, таких как Facebook, Twitter и т. д.

Related Articles

TécnicaTemas generales

¿Qué es el núcleo y qué hace?

¿Qué es el núcleo y qué hace?

Si usa computadoras, debe haber escuchado el nombre Kernel. Pero, ¿sabes qué es Kernel ? ¿Dónde se necesita? Si no es así, al final del artículo de hoy aprenderá todo lo relacionado con Kernel. Quédese con nosotros para más detalles.

Este kernel es un centro muy importante del sistema operativo (SO) de la computadora. Es un núcleo que proporciona todos los servicios esenciales para diferentes partes del sistema operativo. Esta es la capa principal entre el sistema operativo y el hardware, y ayuda a manejar y administrar la memoria, los sistemas de archivos, el control de dispositivos y las redes.

El kernel se compara con mayor frecuencia con el shell, que en realidad es la parte externa del sistema operativo que interactúa con los comandos del usuario. Kernel y shell son términos que se utilizan con frecuencia en los sistemas operativos Unix, en términos de mainframe IBM o sistemas Microsoft Windows.

Considerando que, no confunda el kernel con el sistema básico de entrada/salida (BIOS), es un programa independiente que se almacena en un chip en una placa de circuito de computadora.

Por eso hoy pensé por qué no darles información completa sobre qué es un kernel y cómo funciona. Con esto puedes familiarizarte con una parte de esta computadora básica C. Así que comencemos sin demora.

Que es Kernel

El sistema operativo nos proporciona una interfaz gráfica para que podamos dar comandos al sistema informático. Pero el sistema no puede entender estos comandos directamente.

Entonces, el código se compila en un lenguaje binario, donde se usa el componente central del sistema operativo, y se llama Kernel .

¿Qué es el núcleo?

Nos ocupamos de la capa más baja del kernel de usuario y luego el kernel se ocupa del sistema.

Kernel juega el papel de mediador entre el hardware y el software del sistema. Este núcleo no es un sistema operativo (SO); Es una unidad central del sistema operativo. Este es el primer programa que se carga en el área de memoria protegida durante el proceso de arranque. Se mantiene en esa memoria mientras el sistema está funcionando.

Este núcleo es una capa de abstracción de bajo nivel. El proceso de usuario utiliza un sistema para interactuar con el sistema. El sistema llama al kernel, luego el kernel ejecuta el proceso del usuario.

Kernel gestiona simultáneamente otros procesos del sistema, como la gestión de procesos, la gestión de memoria, la gestión de dispositivos y la gestión de E/S.

¿Qué hace el núcleo?

Como dije antes, el kernel es el componente básico de un sistema operativo. Actúa como un puente entre aplicaciones y procesa datos utilizando conexiones entre procesos y llamadas al sistema, que se realizan a nivel de hardware.

Cuando el sistema operativo se carga en la memoria , el kernel se carga primero y permanece en la memoria hasta que el sistema operativo se apaga nuevamente. Este kernel es responsable de todas las tareas de bajo nivel, como la gestión del disco, la gestión de tareas y la gestión de la memoria.

En general, el kernel de una computadora interactúa con los tres principales componentes de hardware de la computadora y también brinda servicios para la interfaz de aplicación/usuario, CPU, memoria y otros dispositivos de entrada/salida.

Además de proporcionar este kernel, también administra los recursos de la computadora, por lo que puede permitir que otros programas se ejecuten y usen estos recursos.

Con esto, el kernel prepara el espacio de direcciones de la memoria para las aplicaciones, carga los archivos del código de la aplicación en la memoria, configura la pila de ejecución para los programas y se bifurca con ellos a ubicaciones específicas para la ejecución dentro de los programas.

¿Cuáles son las características del Kernel?

Familiaricémonos con las características del kernel.

  • Es un componente esencial del sistema operativo y el sistema operativo no puede funcionar sin él.
  • También podemos llamar al kernel el sistema nervioso del sistema operativo.
  • Este es el núcleo del sistema operativo.
  • Controla todo en el sistema operativo, incluida la gestión de E/S, la gestión de procesos, etc.
  • Actúa como un puente entre las aplicaciones y el procesamiento de datos real que se produce a nivel de hardware.
  • Es una interfaz entre las aplicaciones de usuario y los dispositivos .

¿Cuáles son las responsabilidades de un Kernel?

Ahora aprendamos sobre las responsabilidades del Kernel.

1. CPU : este mismo núcleo es responsable de la cantidad de programas en ejecución que deben asignarse a los procesadores en un momento dado.

2. RAM : la RAM se utiliza para almacenar tanto las instrucciones como los datos del programa. Si bien muchos programas a menudo quieren acceder a esta memoria, quieren más memoria, que es más que la memoria disponible en la computadora.

En tal caso, es responsabilidad del Kernel asignar la memoria que usará, junto con decidir qué hacer cuando no hay suficiente memoria disponible.

3. Dispositivos de E/S : estos núcleos asignan solicitudes de diferentes aplicaciones para que las operaciones de E/S se puedan realizar en el dispositivo correcto, además, también brindan formas convenientes de usar el dispositivo.

4. Gestión de la memoria : este kernel tiene acceso completo a la memoria del sistema y también permite acceder a ella de forma segura cuando lo necesite.

5. Gestión de dispositivos : Kernel debe mantener una lista de todos los dispositivos disponibles. Este menú ya está configurado por el usuario o detectado por el sistema operativo en tiempo de ejecución (normalmente llamado Plug and Play).

¿Qué características proporciona Kernel?

Ahora averigüemos qué características proporciona el kernel.

1) programación de procesos (despacho)
2)
comunicación entre procesos 3) sincronización de procesos
4) cambio de contexto
5) manipulación de bloques de control de procesos
6) manejo de interrupciones
7) destrucción de creación de procesos 
8) reanudación de suspensión de procesos 

definición de núcleo

El administrador de trabajos del sistema operativo es el núcleo. Controla y gestiona todas las funciones básicas del sistema operativo.

Gestión de memoria : Kernel proporciona memoria virtual y física para que los procesos completen su ejecución. Si el proceso no puede finalizar en la memoria física, el kernel también proporciona espacio virtual en el disco duro para que pueda almacenar el proceso allí.

Este concepto se llama mapeo virtual. Cuando un programa necesita datos que no están actualmente en la RAM, la CPU apunta al kernel para obtener los datos y luego el kernel también responde a la CPU, escribiendo su contenido en un bloque de memoria inactivo. en el disco posible (un espacio creado para este propósito de acuerdo con los requisitos de datos) y luego también se reemplaza con los datos solicitados por el programa. Este esquema se llama relé de demanda.

Programador : este núcleo actúa como un programador mientras se ejecutan las operaciones. El procesador realiza una operación a la vez. Este núcleo asigna el procesador a un programa de la lista de aplicaciones en ejecución.

Gestión de dispositivos : Kernel controla las actividades de otros dispositivos periféricos con la ayuda de controladores de dispositivos. Los controladores de dispositivos son programas que ayudan al sistema operativo a interactuar con los dispositivos de hardware.

Un controlador de dispositivo proporciona una interfaz y ayuda al sistema operativo a interactuar con otros dispositivos periféricos como impresoras, escáneres, módems, teclados, ratones, etc.

Este controlador traduce las llamadas a funciones del sistema operativo en llamadas específicas del dispositivo. Los controladores de dispositivos detectan los dispositivos instalados y los motores de búsqueda al iniciar el sistema.

Este proceso utiliza el mecanismo de llamada al sistema para tratar con el kernel del sistema operativo. Una llamada al sistema es una llamada de servicio al núcleo del que se obtiene permiso para realizar la operación. Hay una instrucción de código de máquina de llamada al sistema que utiliza el programa de aplicación para que pueda obtener permiso de servicio del sistema operativo.

Gestión de memoria: – Este núcleo también gestiona la memoria RAM. Asigna memoria para la ejecución de instrucciones y datos. ¿Decide qué proceso está en la RAM y cuánta memoria se requiere para realizar el proceso? Este kernel maneja muchos procesos usando un mecanismo diferente.

Tipos de kernel

Ahora vamos a familiarizarnos con los diferentes tipos o tipos de kernel.

núcleo monolítico

Los núcleos monolíticos ejecutan todos los servicios básicos del sistema, como la gestión de procesos, la memoria, el manejo de interrupciones, las conexiones de E/S, el sistema de archivos, etc. dentro del espacio del núcleo.

Los núcleos monolíticos suelen tener la tasa de transferencia de datos más alta de todos los demás núcleos y, por lo tanto, se utilizan en servidores grandes o servidores dedicados a trabajos.

núcleo monolítico

1) Ser más pequeños en los modelos fuente y compilador
2) Menos código significa menos errores y menos problemas de seguridad.
3) Las llamadas al sistema se utilizan en un núcleo monolítico para realizar operaciones
4) La ejecución es muy rápida
5) En esto, todo sucede en el propio núcleo, por lo que no necesitamos ningún mecanismo adicional de E/S y proceso durante la creación de la aplicación para manejar .

defectos homogéneos del grano

1) La codificación también es muy difícil en el espacio del kernel, porque no puede usar bibliotecas comunes en él.
2) La depuración en esto es difícil, ya que tiene que reiniciar la computadora con frecuencia
3) Los errores en parte del núcleo causan muchos efectos secundarios
4) Los núcleos a menudo se vuelven grandes y difíciles de mantener.
5) No portátil: el kernel monolítico debe reescribirse con frecuencia para cada nueva arquitectura que se usa en el sistema operativo.

núcleo micro

Mientras que en un microkernel, el kernel proporciona las funciones básicas a través de las cuales permite la implementación de servidores y software separados. Kernel se divide en procesos separados llamados servidores. Aquí, algunos servidores se ejecutan en el espacio del usuario y otros en el espacio del núcleo.

Todos los servidores se mantienen por separado y se ejecutan en diferentes espacios de direcciones.
Por lo general, puede ver Microkernels en sistemas en tiempo real .

Ventajas de MicroKernel
1) Es más fácil de mantener en comparación con Monolithic Kernel.
2) Es a prueba de fallas (lo que significa que si un servidor falla, los otros servidores aún funcionan de manera eficiente).
3) Portátil
4) De tamaño pequeño
5) Contiene una pequeña cantidad de código. Esto aumenta su estabilidad y seguridad.

núcleo híbrido

En esto se mezclan lo mejor del kernel homogéneo y del micro kernel.

Tales como velocidad, diseño simple de núcleo monolítico + modularidad y estabilidad de núcleo pequeño

Tiene las cualidades tanto de un homogéneo como de un micronúcleo, pero no podemos decir que sea un núcleo exclusivamente específico.

Por lo general, puede ver estos núcleos en computadoras de escritorio y sistemas operativos Windows, Mac y Linux .

núcleo nano

Este tipo de kernel ofrece solo abstracción de hardware, no contiene servicios y el espacio para el kernel es mínimo. El nanokernel es el núcleo del hipervisor con el que puede simular múltiples sistemas a través de la virtualización. Los núcleos son ideales para proyectos compactos.

Exo-Núcleo

Este núcleo es el más pequeño. Solo proporciona protección de procesos y procesamiento de recursos. El programador que usa este kernel es responsable de acceder correctamente al dispositivo que quiere usar.

La diferencia entre kernel y sistema operativo

El sistema operativo es un paquete de software del sistema, mientras que el kernel es la parte del sistema operativo que administra todos los procesos y dispositivos.

Donde el sistema operativo es la interfaz entre el usuario y el dispositivo. Mientras que el kernel es una interfaz entre el software y el hardware.

Kernel ayuda al software a comunicarse con otros dispositivos periféricos.

¿Linux es un kernel o un sistema operativo?

Por cierto, hay una diferencia entre el kernel y el sistema operativo. Como ya te he dicho, Kernel es el corazón de un sistema operativo que administra todas sus características esenciales, mientras que si a ese kernel se le agregan algunas aplicaciones y herramientas útiles, este paquete completo se llama OS. Es.

De esto se puede decir que en el sistema operativo hay un espacio de kernel además de un espacio de usuario.

Esto muestra que Linux es un kernel porque no contiene ninguna otra aplicación, como herramientas de sistema de archivos, sistemas de ventanas, escritorios gráficos, comandos de administrador de sistemas, editores de texto, compiladores , etc.

Al mismo tiempo, muchas empresas añaden este tipo de aplicaciones al kernel de Linux y montan sus propios sistemas operativos como ubuntu, suse, centOS, redHat, etc.

¿Qué es el pánico del kernel?

Dado que el kernel maneja la mayoría de las funciones básicas de la computadora, si falla, dañará toda la computadora. Este evento no deseado se denomina ” pánico del kernel ” en los sistemas macOS y Unix.

Esto es similar a la pantalla azul de la muerte en Windows. Para salir de esta situación, debe reiniciar su computadora.

Nota Los pánicos del kernel a menudo surgen debido a problemas de conectividad de hardware. Por lo tanto, si su computadora muestra problemas como kernel scare muchas veces, debe desconectar todo el hardware innecesario, puede terminar con su problema.

conclusión

Espero que les haya gustado mi artículo What is a Kernel (Qué es un Kernel). Siempre he tratado de proporcionar información completa sobre Kernel a mis lectores para que no tengan que buscar en otros sitios web o en Internet el contexto de este artículo.

Esto también les ahorrará tiempo y también tendrán toda la información en un solo lugar. Si tienes alguna duda sobre este artículo o si quieres que haya alguna mejora en él, puedes escribir comentarios bajos sobre el mismo.

Si te gustó esta publicación ¿Qué es Kernel? o aprendiste algo, por favor comparte esta publicación en las redes sociales como Facebook, Twitter, etc.

Related Articles

Genel başlıklarteknik

Çekirdek nedir ve ne işe yarar?

Çekirdek nedir ve ne işe yarar?

Bilgisayar kullanıyorsanız Kernel adını mutlaka duymuşsunuzdur. Ama Kernel’in ne olduğunu biliyor musunuz ? Nerede gerekli? Değilse, bugünkü makalenin sonunda Çekirdek ile ilgili her şeyi öğreneceksiniz. Tüm detaylar için bizimle kalın.

Bu çekirdek, bilgisayar işletim sisteminin (OS) çok önemli bir merkezidir. İşletim sisteminin farklı bölümleri için gerekli tüm hizmetleri sağlayan bir çekirdektir. Bu, işletim sistemi ve donanım arasındaki ana katmandır ve bellek, dosya sistemleri, cihaz kontrolü ve ağların yönetilmesine ve yönetilmesine yardımcı olur.

Çekirdek çoğunlukla, işletim sisteminin kullanıcı komutlarıyla etkileşime giren harici parçası olan kabukla karşılaştırılır. Çekirdek ve kabuk, IBM anabilgisayar veya Microsoft Windows sistemleri açısından Unix işletim sistemlerinde sıklıkla kullanılan terimlerdir.

Çekirdeği temel giriş/çıkış sistemi (BIOS) ile karıştırmayın; bu, bilgisayar devre kartındaki bir çipte depolanan bağımsız bir programdır.

Bu yüzden bugün neden size bir çekirdeğin ne olduğu ve nasıl çalıştığı hakkında tam bilgi vermeyeyim diye düşündüm. Bununla, bu temel bilgisayar C’nin bir parçası ile tanışabilirsiniz. O halde gecikmeden başlayalım.

Çekirdek Nedir?

İşletim sistemi bize bilgisayar sistemine komut verebilmemiz için grafiksel bir arayüz sağlar. Ancak sistem bu komutları doğrudan anlayamaz.

Böylece kod, işletim sisteminin temel bileşeninin kullanıldığı ikili bir dilde derlenir ve buna Kernel adı verilir .

çekirdek nedir?

Kullanıcı Çekirdeğinin en alt katmanıyla ilgileniyoruz ve ardından çekirdek sistemle ilgileniyor.

Çekirdek, sistem donanımı ve yazılımı arasında arabulucu rolü oynar. Bu çekirdek bir işletim sistemi (OS) değildir; İşletim sisteminin merkezi bir birimidir. Bu, önyükleme işlemi sırasında korumalı bellek alanına yüklenen ilk programdır. Sistem çalıştığı sürece bu bellekte tutulur.

Bu çekirdek, düşük seviyeli bir soyutlama katmanıdır. Kullanıcı süreci, sistemle etkileşim kurmak için bir sistem kullanır. Sistem çekirdeği çağırır, ardından çekirdek kullanıcı işlemini yürütür.

Çekirdek, süreç yönetimi, bellek yönetimi, cihaz yönetimi ve G/Ç yönetimi gibi diğer sistem süreçlerini aynı anda yönetir.

Çekirdek ne yapar?

Daha önce de söylediğim gibi, çekirdek bir işletim sisteminin temel bileşenidir. Donanım düzeyinde yapılan işlemler ve sistem çağrıları arasındaki bağlantıları kullanarak uygulamalar ve işlem verileri arasında bir köprü görevi görür.

İşletim sistemi belleğe yüklendiğinde , önce çekirdek yüklenir ve işletim sistemi tekrar kapanana kadar bellekte kalır. Bu çekirdek, disk yönetimi, görev yönetimi ve bellek yönetimi gibi tüm düşük seviyeli görevlerden sorumludur.

Genel olarak, bir bilgisayar çekirdeği üç ana bilgisayar donanımı bileşenine arabirim sağlar ve ayrıca uygulama/kullanıcı arabirimi, CPU, bellek ve diğer giriş/çıkış aygıtları için hizmetler sağlar.

Bu çekirdeği sağlamanın yanı sıra, bilgisayar kaynaklarını da yönetir, böylece diğer programların bu kaynakları çalıştırmasına ve kullanmasına izin verebilir.

Bununla, çekirdek uygulamalar için bellek adres alanını hazırlar, dosyaları uygulama kodundan belleğe yükler, programlar için yürütme yığınını kurar ve bunlarla birlikte programlar içinde yürütülmek üzere belirli konumlara dallanır.

Çekirdeğin özellikleri nelerdir?

Çekirdeğin özelliklerini tanıyalım.

  • İşletim sisteminin temel bir bileşenidir ve işletim sistemi onsuz çalışamaz.
  • Çekirdeğe işletim sisteminin sinir sistemi de diyebiliriz.
  • Bu, işletim sisteminin çekirdeğidir.
  • G/Ç yönetimi, süreç yönetimi vb. dahil olmak üzere işletim sistemindeki her şeyi kontrol eder.
  • Uygulamalar ve donanım düzeyinde gerçekleşen gerçek veri işleme arasında bir köprü görevi görür.
  • Kullanıcı uygulamaları ve cihazlar arasında bir arayüzdür .

Bir Kernel’in sorumlulukları nelerdir?

Şimdi Kernel sorumluluklarını öğrenelim.

1. CPU : Bu aynı çekirdek, herhangi bir zamanda işlemcilere tahsis edilmesi gereken çalışan program sayısından sorumludur.

2. RAM : RAM, hem program talimatlarını hem de verileri depolamak için kullanılır. Birçok program genellikle bu belleğe erişmek isterken, bilgisayardaki mevcut bellekten daha fazla bellek isterler.

Böyle bir durumda, kullanacağı belleği tahsis etmekle birlikte yeterli bellek olmadığında ne yapacağına karar vermek Çekirdeğin sorumluluğundadır.

3. G/Ç aygıtları : Bu çekirdekler, farklı uygulamalardan gelen istekleri G/Ç işlemlerinin doğru aygıtta yapılabilmesi için tahsis eder ve ayrıca aygıtın kullanım kolaylığı sağlar.

4. Bellek yönetimi : Bu çekirdek, sistem belleğine tam erişime sahiptir ve ihtiyaç duyduğunuzda güvenli bir şekilde erişmenizi sağlar.

5. Cihaz yönetimi : Çekirdek, mevcut tüm cihazların bir listesini tutmalıdır. Bu menü, kullanıcı tarafından zaten yapılandırılmıştır veya çalışma zamanında işletim sistemi tarafından algılanmıştır (genellikle Tak ve Çalıştır olarak adlandırılır).

Çekirdek hangi özellikleri sağlar?

Şimdi çekirdeğin hangi özellikleri sağladığını öğrenelim.

1) süreç çizelgeleme (gönderme)
2) süreçler arası
iletişim 3) süreç senkronizasyonu
4) bağlam değiştirme
5) süreç kontrol manipülasyonu engeller
6) kesinti işleme
7) süreç oluşturma yok etme 
8) süreci askıya alma devam ettirme 

çekirdeğin tanımı

İşletim sisteminin iş yöneticisi çekirdektir. İşletim sisteminin tüm temel işlevlerini kontrol eder ve yönetir.

Bellek yönetimi : Çekirdek, işlemlerin yürütülmesini tamamlaması için sanal ve fiziksel bellek sağlar. İşlem fiziksel bellekte tamamlanamazsa, çekirdek işlemi orada depolayabilmesi için sabit diskte sanal alan da sağlar.

Bu konsepte sanal haritalama denir. Bir program şu anda RAM’de olmayan verilere ihtiyaç duyduğunda, CPU veriler için çekirdeğe işaret eder ve ardından çekirdek de içeriğini etkin olmayan bir bellek bloğuna yazarak CPU’ya yanıt verir. olası diskte (veri gereksinimlerine göre bu amaç için oluşturulmuş bir alan) ve daha sonra program tarafından istenen verilerle değiştirilir. Bu şemaya talep rölesi denir.

Zamanlayıcı : Bu çekirdek, işlemler yürütülürken bir zamanlayıcı görevi görür. İşlemci tarafından bir seferde bir işlem gerçekleştirilir. Bu çekirdek, işlemciyi çalışan uygulamalar listesinden bir programa tahsis eder.

Aygıt Yönetimi : Çekirdek, aygıt sürücüleri yardımıyla diğer çevresel aygıtların etkinliklerini kontrol eder. Aygıt sürücüleri, işletim sisteminin donanım aygıtlarıyla etkileşim kurmasına yardımcı olan programlardır.

Aygıt sürücüsü bir arabirim sağlar ve işletim sisteminin yazıcılar, tarayıcılar, modemler, klavye, fare vb. gibi diğer çevresel aygıtlarla etkileşime girmesine yardımcı olur.

Bu sürücü, işletim sistemi işlev çağrılarını cihaza özel çağrılara dönüştürür. Aygıt sürücüleri, sistem başlangıcında arama motorlarının yanı sıra kurulu aygıtları da algılar.

Bu işlem, işletim sistemi çekirdeğiyle ilgilenmek için sistem çağrı mekanizmasını kullanır. Sistem çağrısı, işlemi gerçekleştirmek için izin aldığı çekirdeğe yapılan bir hizmet çağrısıdır. Uygulama programının işletim sisteminden hizmet izni alabilmesi için kullandığı bir sistem çağrısı makine kodu talimatı vardır.

Bellek Yönetimi: – Bu çekirdek aynı zamanda RAM’i de yönetir. Hem komutlar hem de veri yürütme için bellek ayırır. Hangi işlemin RAM’de olduğuna ve işlemi gerçekleştirmek için ne kadar bellek gerektiğine karar verir? Bu çekirdek, farklı bir mekanizma kullanarak birçok işlemi gerçekleştirir.

Çekirdek türleri

Şimdi farklı çekirdek türlerini veya türlerini tanıyalım.

monolitik çekirdek

Monolitik Çekirdekler, çekirdek alanı içinde süreç yönetimi, bellek, kesme işleme, G/Ç bağlantıları, dosya sistemi vb. gibi tüm temel sistem hizmetlerini çalıştırır.

Monolitik çekirdekler genellikle diğer tüm çekirdekler arasında en yüksek veri aktarım hızına sahiptir ve bu nedenle büyük sunucularda veya işlere ayrılmış sunucularda kullanılır.

monolitik çekirdek

1) Kaynak ve derleyici modellerinde daha küçük olmak
2) Daha az kod, daha az hata ve daha az güvenlik sorunu anlamına gelir.
3) Sistem çağrıları, işlemleri gerçekleştirmek için monolitik bir çekirdekte kullanılır
4) Yürütme çok hızlıdır
5) Bunda her şey çekirdeğin kendisinde gerçekleşir, bu nedenle uygulama oluşturma sırasında işlemek için herhangi bir ek G/Ç ve işlem mekanizmasına ihtiyacımız yoktur. .

homojen çekirdek kusurları

1) Çekirdek alanında kodlama da çok zordur, çünkü içinde ortak kitaplıkları kullanamazsınız.
2) Bunda hata ayıklamak zordur, çünkü bilgisayarı sık sık yeniden başlatmanız gerekir
3) Çekirdeğin bir kısmındaki hatalar birçok yan etkiye neden olur
4) Çekirdekler genellikle büyür ve bakımı zorlaşır.
5) Taşınabilir değil – monolitik çekirdek, işletim sisteminde kullanılan her yeni mimari için sık sık yeniden yazılmalıdır.

mikro çekirdek

Bir mikro çekirdekte ise çekirdek, ayrı sunucuların ve yazılımların uygulanmasına izin veren temel işlevleri sağlar. Çekirdek, sunucu adı verilen ayrı işlemlere bölünmüştür. Burada bazı sunucular kullanıcı alanında ve diğerleri çekirdek alanında çalışıyor.

Tüm sunucular ayrı tutulur ve farklı adres alanlarında çalışır.
Mikro çekirdekleri genellikle gerçek zamanlı sistemlerde görebilirsiniz .

MicroKernel Avantajları
1) Monolitik Çekirdeğe göre bakımı daha kolaydır.
2) Başarısızlığa karşı dayanıklıdır (yani bir sunucu arızalanırsa diğer sunucular verimli bir şekilde çalışmaya devam eder).
3) Taşınabilir
4) Küçük boyutlu
5) Az miktarda kod içerir. Bu onların istikrarını ve güvenliğini arttırır.

hibrit çekirdek

Bunda hem homojen çekirdek hem de mikro çekirdeğin en iyileri karıştırılır.

Hız, monolitik çekirdeğin basit tasarımı + modülerlik ve küçük çekirdeğin kararlılığı gibi

Hem homojen hem de mikroçekirdek özelliklerine sahiptir, ancak bunun sadece spesifik bir çekirdek olduğunu söyleyemeyiz.

Bu çekirdekleri genellikle masaüstlerinde, Windows, Mac ve Linux işletim sistemlerinde görebilirsiniz .

nano çekirdek

Bu çekirdek türü yalnızca donanım soyutlaması sunar, içinde hizmet yoktur ve çekirdek alanı minimumdur. Nanokernel, sanallaştırma yoluyla birden çok sistemi simüle edebileceğiniz hipervizörün çekirdeğidir. Çekirdekler, kompakt projeler için mükemmeldir.

Exo-Çekirdek

Bu çekirdek en küçüğüdür. Yalnızca süreç koruması ve kaynak işleme sağlar. Bu çekirdeği kullanan programcı, kullanmak istediği cihaza düzgün bir şekilde erişmekten sorumludur.

Çekirdek ve işletim sistemi arasındaki fark

İşletim sistemi bir sistem yazılım paketidir, çekirdek ise tüm süreçleri ve cihazları yöneten işletim sisteminin bir parçasıdır.

İşletim sistemi, kullanıcı ve cihaz arasındaki arayüzdür. Oysa çekirdek, yazılım ve donanım arasında bir arayüzdür.

Çekirdek, yazılımın diğer çevresel aygıtlarla iletişim kurmasına yardımcı olur.

Linux Çekirdek mi, İşletim Sistemi mi?

Bu arada, çekirdek ve işletim sistemi arasında bir fark var. Size daha önce de söylediğim gibi, Çekirdek, tüm temel özelliklerini yöneten bir işletim sisteminin kalbidir, ancak bu çekirdeğe bazı yararlı uygulamalar ve araçlar eklenirse, bu eksiksiz pakete OS denir. Dır-dir.

Bundan, işletim sisteminde bir kullanıcı alanına ek olarak bir çekirdek alanı olduğu söylenebilir.

Bu, Linux’un bir çekirdek olduğunu gösterir, çünkü dosya sistemi araçları, pencere sistemleri, grafik masaüstleri, sysadmin komutları, metin editörleri, derleyiciler vb.

Aynı zamanda birçok firma bu tür uygulamaları Linux çekirdeğine ekleyerek ubuntu, suse, centOS, redHat vb. gibi kendi işletim sistemlerini kurmaktadır.

Çekirdek panik nedir?

Çekirdek bilgisayarın temel işlevlerinin çoğunu yerine getirdiğinden, çökerse tüm bilgisayara zarar verir. Bu istenmeyen olay, macOS ve Unix sistemlerinde ” çekirdek paniği ” olarak adlandırılır.

Bu, Windows’taki mavi ölüm ekranına benzer. Bu durumdan kurtulmak için bilgisayarınızı yeniden başlatmanız gerekir.

Not Çekirdek panikleri genellikle donanım bağlantı sorunları nedeniyle ortaya çıkar. Bu nedenle, bilgisayarınızda çekirdek korkusu gibi sorunlar birçok kez görüntüleniyorsa, gereksiz tüm donanımların bağlantısını kesmeniz gerekir, bu sorununuzu sonlandırabilir.

çözüm

Umarım Çekirdek Nedir (Çekirdek Nedir) yazımı beğenmişsinizdir . Okurlarıma her zaman Kernel hakkında eksiksiz bilgi vermeye çalıştım, böylece bu makalenin içeriği için başka herhangi bir web sitesinde veya internette arama yapmak zorunda kalmazlar.

Bu aynı zamanda zaman kazandıracak ve aynı zamanda tüm bilgilere tek bir yerde sahip olacaklardır. Bu makale hakkında herhangi bir şüpheniz varsa veya bir miktar iyileştirme olmasını istiyorsanız, düşük yorumlar yazabilirsiniz.

Bu gönderiyi beğendiyseniz, Çekirdek Nedir veya bir şeyler öğrendiyseniz, lütfen bu gönderiyi Facebook, Twitter vb. sosyal ağlarda paylaşın.

Related Articles

تقنية

ما هي النواة وماذا تعمل

ما هي النواة وماذا تعمل

إذا كنت تستخدم أجهزة الكمبيوتر ، فلا بد أنك سمعت باسم Kernel. لكن هل تعرف ما هو Kernel ؟ أين هو مطلوب؟ إذا لم يكن الأمر كذلك ، فستتعرف في نهاية مقالة اليوم على كل الأشياء المتعلقة بـ Kernel. ابق معنا للحصول على التفاصيل الكاملة.

تعد هذه النواة مركزًا مهمًا جدًا لنظام تشغيل الكمبيوتر (OS). إنه نواة يوفر جميع الخدمات الأساسية لأجزاء مختلفة من نظام التشغيل. هذه هي الطبقة الرئيسية بين نظام التشغيل والأجهزة ، مما يساعد في معالجة وإدارة الذاكرة ، وأنظمة الملفات ، والتحكم في الجهاز ، وكذلك الشبكات.

تُقارن النواة في معظم الأحيان بالصدفة ، وهي في الواقع الجزء الخارجي من نظام التشغيل الذي يتفاعل مع أوامر المستخدم. Kernel و shell عبارة عن مصطلحات يتم استخدامها بشكل متكرر في أنظمة تشغيل Unix ، من حيث نظام IBM الرئيسي أو أنظمة Microsoft Windows.

بينما ، لا تخلط بين النواة ونظام الإدخال / الإخراج الأساسي (BIOS) ، بل هو برنامج مستقل يتم تخزينه على شريحة في لوحة دوائر الكمبيوتر.

لهذا السبب اعتقدت اليوم أنه لماذا لا يتم تزويدكم بمعلومات كاملة حول ماهية النواة وكيف تعمل. مع هذا يمكنك التعرف على جزء من هذا الكمبيوتر الأساسي سي. لذلك لنبدأ دون تأخير.

ما هو Kernel

يوفر لنا نظام التشغيل واجهة رسومية حتى نتمكن من إعطاء أوامر لنظام الكمبيوتر. لكن النظام لا يستطيع فهم هذه الأوامر بشكل مباشر.

لذلك تتم ترجمة الكود بلغة ثنائية ، حيث يتم استخدام المكون الأساسي لنظام التشغيل ، ويطلق عليه اسم Kernel .

ما هو النواة

نتعامل مع أدنى طبقة من User Kernel ثم تتعامل النواة مع النظام.

يلعب Kernel دور الوسيط بين أجهزة وبرامج النظام. هذا النواة ليس نظام تشغيل (OS) ؛ بل هي وحدة مركزية لنظام التشغيل. هذا هو أول برنامج يتم تحميله في منطقة الذاكرة المحمية أثناء عملية التمهيد. يتم الاحتفاظ بها في تلك الذاكرة طالما أن النظام قيد التشغيل.

هذه النواة عبارة عن طبقة تجريد منخفضة المستوى. تستخدم عملية المستخدم نظامًا للتفاعل مع النظام. تستدعي استدعاءات النظام النواة ، ثم ينفذ kernel عملية المستخدم.

تدير Kernel في الوقت نفسه العمليات الأخرى للنظام مثل إدارة العمليات وإدارة الذاكرة وإدارة الجهاز وإدارة الإدخال / الإخراج.

ماذا تفعل النواة؟

كما قلت سابقًا ، فإن النواة هي المكون الأساسي لنظام التشغيل. يعمل كجسر بين التطبيقات ومعالجة البيانات باستخدام الاتصالات بين العمليات ومكالمات النظام ، والتي يتم إجراؤها على مستوى الأجهزة.

عندما يتم تحميل نظام التشغيل في الذاكرة ، يتم تحميل النواة أولاً وتبقى في الذاكرة حتى يتم إيقاف تشغيل نظام التشغيل مرة أخرى. هذه النواة مسؤولة عن جميع المهام ذات المستوى المنخفض مثل إدارة القرص وإدارة المهام وإدارة الذاكرة.

بشكل عام ، واجهات نواة الكمبيوتر لمكونات أجهزة الكمبيوتر الرئيسية الثلاثة ، كما توفر خدمات لواجهة التطبيق / المستخدم ووحدة المعالجة المركزية والذاكرة وأجهزة الإدخال / الإخراج الأخرى.

إلى جانب توفير هذا النواة ، فإنه يدير أيضًا موارد الكمبيوتر ، بحيث يمكنه السماح للبرامج الأخرى بتشغيل هذه الموارد واستخدامها.

باستخدام هذا ، تقوم kernel بإعداد مساحة عنوان الذاكرة للتطبيقات ، وتحميل الملفات من رمز التطبيق إلى الذاكرة ، وإعداد مكدس التنفيذ للبرامج والتفرع معها إلى مواقع محددة للتنفيذ داخل البرامج.

ما هي ميزات Kernel؟

دعنا نتعرف على ميزات النواة.