Ядро операционной системы

Что такое ядро операционной системы? Назначение и виды ядер // Киберлис (5 окт. 2020 г.) [8:07]

Ядро операционной системы — компьютерная программа, лежащая в основе операционной системы (ОС).

Ядро обеспечивает базовые услуги для всех остальных частей ОС. Это — основной слой между ОС и базовым компьютерным оборудованием, он помогает в решении таких задач, как управление процессами и памятью, файловыми системами, управление устройствами и работой в сети.

Общая информация

Ядро загружается первым и остается в основной памяти, оно соединяет системное оборудование с прикладным программным обеспечением. Таким образом, оно служит основным интерфейсом между аппаратным обеспечением компьютера и его процессами, все приложения и серверы также взаимодействуют с ядром.

Ядра бывают гибридными, например ядра Windows и Apple macOS, и монолитными, как ядро Linux. Монолитные ядра контролируют центральный процессор, память, межпроцессное взаимодействие (IPC), драйверы устройств, управление файловой системой и вызовы системных серверов.

Ядро может быть модульным. Модульное ядро поддерживает вставку и удаление во время выполнения загружаемых модулей ядра. Благодаря тому, что в памяти ядра хранятся только необходимые модули, сокращается объем памяти ядра и увеличивается его общая производительность.

Ядро ОС выполняет три основные задачи

1. предоставляет интерфейсы, необходимые пользователям и приложениям для взаимодействия с компьютером.
2. запускает приложения и управляет ими.
3. управляет основными аппаратными устройствами системы.

Если говорить более детально, то выполнение этих трех функций ядра включает в себя целый ряд компьютерных задач, в том числе следующие:

1. загрузка и управление менее важными компонентами ОС, такими как драйверы устройств;
2. организация и управление потоками и различными процессами, порожденными запущенными приложениями;
3. планирование того, какие приложения могут получить доступ к ядру и использовать его, и контроль этого использования в запланированное время;
4. принятие решения о том, какое незащищенное пространство пользовательской памяти использует каждый прикладной процесс;
5. разрешение конфликтов и ошибок при распределении и управлении памятью;
6. управление и оптимизация аппаратных ресурсов и зависимостей, таких как использование центрального процессора (CPU) и кэша, работа файловой системы и механизмов сетевого транспорта;
7. управление и доступ к устройствам ввода/вывода, таким как клавиатуры, мыши, дисковые накопители, порты USB, сетевые адаптеры и дисплеи
8. обработка системных вызовов устройств и приложений с помощью различных механизмов, таких как аппаратные прерывания или драйверы устройств.

См. также

• Движок (компьютерный сленг)

Литература

• Stephen J. Bigelow, Jessica Lulka Kernel. Definition (2022).
• suse.com Technology Definitions Linux Kernel (2023).
• Educative Answers Team What is Linux kernel? (2023).

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Руниверсалис» («Руни», руни.рф) под названием «Ядро операционной системы», расположенная по адресу: — «https://руни.рф/index.php/Ядро_операционной_системы» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC BY-SA. Всем участникам Руниверсалиса предлагается прочитать «Обращение к участникам Руниверсалиса» основателя Циклопедии и «Почему Циклопедия?».