Was ist eine Hardware-Abstraktionsschicht?
Eine Hardwareabstraktionsschicht ist eine Methode, um die physische Hardware vor der Computersoftware zu verbergen. Die Schicht fungiert als Vermittler und trennt Hardware und Software voneinander. Darüber hinaus werden die tatsächlichen Prozesse der beiden Systeme voneinander maskiert. Der Hauptzweck dieser Ebene besteht darin, die Ausführung von Software auf Hardware zu ermöglichen, auf der sie nicht speziell ausgeführt werden sollte. Während fast alle Betriebssysteme diese Schichten zum Teil verwenden, sind sie in Emulations- und eingebetteten Systemen am häufigsten.
Die Computerarchitektur ist in Schichten aufgebaut. Der Computer startet mit der Hardwareschicht und baut auf der Anwendungs- oder Softwareschicht auf. Jeder Schritt in der Ebene kommt der Software und der Hardware näher. Darüber hinaus erfordert jeder Schritt mehr Verarbeitung und Ressourcen für den Betrieb. Der Kernel des Systems ist beispielsweise eine der grundlegendsten Softwarekomponenten des Systems. Er ist jedoch komplexer und ressourcenintensiver als die Hardware, auf der er installiert ist, und weniger als das Betriebssystem, auf dem er ausgeführt werden muss.
Typischerweise besteht jede dieser Schichten aus realen Komponenten, entweder Hardware oder Software. Eine Hardware-Abstraktionsschicht ist etwas von beidem. Es ist ein Softwaresystem, das sich wie ein Hardwaresystem verhält. Es befindet sich zwischen dem Kernel des Computers und den Hardwaresystemen. Die Aufgabe der Hardwareabstraktionsschicht besteht darin, den größten Teil des Systems zu maskieren und den Kernel glauben zu lassen, dass er auf einer anderen Hardware-Gruppe ausgeführt wird. Wenn die Hardware und der Kernel kommunizieren, übersetzt die Hardware-Abstraktionsschicht die Informationen hin und her.
Der häufigste Grund für die Verwendung einer Hardwareabstraktionsschicht besteht darin, dass Software auf Hardware ausgeführt werden kann, auf der sie nicht ausgeführt werden soll. Die Schicht befindet sich auf der Hardware und ermöglicht die Installation eines Betriebssystems und von Anwendungen. Im Wesentlichen werden die Ebenen im Inneren des Computers in zwei verschiedene Pfade verzweigt. Ein Pfad folgt der wahren Hardware des Systems, während der andere der abstrakten Version folgt.
In fast jedem Betriebssystem ist eine geringe Menge an Abstraktion integriert. Auf diese Weise kann das System eine größere Auswahl an Maschinen ausführen, sofern diese sich innerhalb eines breiten Parametersatzes befinden. Diese Art der Abstraktion ist so gering und alltäglich, dass sie selten als Hardware-Abstraktionsschicht bezeichnet wird.
Echte Abstraktion findet sich typischerweise an einem von zwei Orten. Durch die Hardware-Emulation können ein vollständiges Betriebssystem und Programme auf einem Computer ausgeführt werden, für den sie nicht entwickelt wurden. Diese Form der Abstraktion ist in fast allen modernen Computern üblich, da mehrere Webprogramme über virtuelle Systeme arbeiten. Eingebettete Systeme sind die zweite Art. Diese kleinen Betriebssysteme laufen von Autos bis zu Kaffeekannen und verwenden häufig eine Hardwareabstraktionsschicht, um die Anzahl der Geräte zu erhöhen, die das System ohne Änderungen verwenden können.