Co je to hardwarová abstrakce?

Vrstva hardwarové abstrakce je metoda, jak skrýt fyzický hardware z počítačového softwaru. Vrstva funguje jako prostředník, oddělující hardware a software od sebe. Navíc maskuje skutečné procesy obou systémů od sebe navzájem. Hlavním účelem této vrstvy je umožnit softwaru běžet na hardwaru, na který nebyl konkrétně určen. Zatímco téměř všechny operační systémy používají tyto vrstvy do určité míry, jsou nejčastější v emulačních a vestavěných systémech.

Počítačová architektura je nastavena ve vrstvách. Počítač začíná s hardwarovou vrstvou a vytváří se do aplikační nebo softwarové vrstvy. Každý krok ve vrstvě jde blíže k softwaru a dále od hardwaru. Navíc každý krok nahoru vyžaduje více zpracování a zdroje k provozu. Například jádro systému je jedním z nejzákladnějších kusů softwaru v systému, ale je složitější a náročnější na prostředky než hardware, na kterém je umístěn, a méně než operační systém, který vyžaduje jeho spuštění.

Každá z těchto vrstev se obvykle skládá ze skutečných součástí, ať už hardwaru nebo softwaru. Hardwarová abstrakční vrstva je trochu z obou. Je to softwarový systém, který funguje jako hardwarový systém. Je umístěn mezi jádrem počítače a hardwarovými systémy. Úkolem vrstvy abstrakce hardwaru je maskovat většinu systému a přesvědčit jádro, aby věřilo, že pracuje na jiné sadě hardwaru. Když hardware a jádro komunikují, vrstva hardwarové abstrakce převádí informace sem a tam.

Nejčastějším důvodem použití vrstvy s abstrakcí hardwaru je umožnit softwaru běžet na hardwaru, na kterém nemá být. Vrstva leží na vrcholu hardwaru a umožňuje instalaci operačního systému a aplikací. V podstatě způsobuje, že se vrstvy uvnitř počítače rozvětvují do dvou různých cest. Jedna cesta sleduje skutečný hardware systému, zatímco druhá následuje abstrahovanou verzi.

Téměř každý operační systém má v sobě zabudováno malé množství abstrakce. To umožňuje systému provozovat širší škálu strojů za předpokladu, že jsou v rámci široké sady parametrů. Tento typ abstrakce je tak malý a běžný, že se jen zřídka označuje jako hardwarová abstrakční vrstva.

Skutečná abstrakce se obvykle vyskytuje na jednom ze dvou míst. Emulace hardwaru umožňuje plný operační systém a programy pracovat na počítači, pro který nebyly vytvořeny. Tato forma abstrakce je běžná téměř ve všech moderních počítačích, protože několik webových programů pracuje prostřednictvím virtuálních systémů. Vestavěné systémy jsou druhým druhem. Tyto malé operační systémy běží vše od automobilů po kávovary a často používají hardwarovou abstrakční vrstvu ke zvýšení počtu zařízení, která mohou systém používat bez úprav.