Vad är en kärna?

I de flesta datoroperativsystem är kärnan den centrala komponenten. Det är bron mellan användaren och applikationerna och datormaskinvaran. Det är också mekanismen som gör det möjligt för datorn att hantera flera användare och flera uppgifter samtidigt. De typer av kärnor är den monolitiska kärnan, mikrokernel, hybridkärnan, nanokernel och exokernel.

Kärnan hanterar alla datorns systemresurser. Detta inkluderar långvarig lagring, den centrala bearbetningsenheten (CPU), korttidsminne och ingångs- och utgångsenheter. När en applikation behöver en av dessa resurser gör kärnan resursen tillgänglig och slutför begäran.

Denna hantering av resurser gör det möjligt för operativsystemen att vara både multi-användare och multitasking. Operativsystemet utför faktiskt inte mer än en uppgift åt gången. Istället växlar kärnan uppgifter med så hög hastighet att datorn verkar utföra flera uppgifter. Kärnan alSå ansvarar för att se till att resurser som används av en användare eller process inte bryts av begäran från en annan användare eller process.

Det är två huvudtyper av kärnor den monolitiska kärnan och mikrokernel. Monolitiska kärnor använder en tillsynsmetod för resurshantering där alla operativsystemtjänster drivs i samma adressutrymme, kallad kärnutrymmet. Vissa monolitiska kärnor kan ladda och lossa körbara moduler. Detta utvidgar operativsystemets kapacitet samtidigt som det upprätthåller en minsta mängd kod som körs i kärnutrymmet vid en tidpunkt.

MicroKernels driver endast den minimala mängden operativsystemtjänster, såsom minneshantering, trådhantering och kommunikation mellan processer i kärnutrymmet. Alla andra tjänster, till exempel enhetsdrivrutiner, användargränssnitt och filhantering, drivs i användarutrymmet. Mikrokernelminimerar kraftigt mängden kod som körs i kärnläget.

En hybridkärna är en kombination av de monolitiska och mikrokärnan. De flesta av operativsystemets systemtjänster drivs i kärnutrymmet, som en monolitisk kärna. Det finns andra tjänster, till exempel filsystemet och fönstersystemet, som körs i användarutrymmet.

De andra kärntyperna är nanokernel och exokernel. Nanokernel använder enhetsdrivrutiner för att hantera nästan alla tjänster. Exokernel använder program för att fördela fysiska resurser.