img

Что такое ядро операционной системы

icon strelka icons icons

узнай больше на курсе

Онлайн-курс по Linux
Курс по Linux от Мерион Нетворкс - стань Linux администратором, прокачай свой скиллсет умением работать с операционными системами линукс и сделай большой шаг к DevOps
Укажите вашу электронную почту
Неверный адрес электронной почты
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Готово!
Отправили доступы на вашу
электронную почту
Полный курс по сетевым технологиям
Полный курс по сетевым технологиям от Мерион Нетворкс - учим с нуля сетевых инженеров и DevOPS специалистов
Укажите вашу электронную почту
Неверный адрес электронной почты
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Готово!
Отправили доступы на вашу
электронную почту
DevOps-инженер с нуля
Стань DevOps-инженером с нуля и научись использовать инструменты и методы DevOps
Укажите вашу электронную почту
Неверный адрес электронной почты
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Готово!
Отправили доступы на вашу
электронную почту

Ядро - это центральный компонент операционной системы. Ядро также считается сердцем операционной системы. Он отвечает за управление всеми процессами, памятью, файлами и т. д. Ядро функционирует на самом низком уровне операционной системы. Он действует как интерфейс (мост) между пользовательским приложением (программным обеспечением) и аппаратным обеспечением. Поэтому связь между программным обеспечением и аппаратным обеспечением осуществляется через ядро.

связь между программным обеспечением и аппаратным обеспечением осуществляется через ядро

Основные функции, которые выполняет ядро:

  • управление процессами
  • управление памятью
  • управление устройством
  • обработка прерываний
  • операции ввода/вывода

Теперь давайте разберемся подробнее в этих функциях ядра...


Функции ядра в операционной системе

Управление процессами

Создание, выполнение и завершение процессов выполняются внутри системы всякий раз, когда система находится во включенном состоянии (режиме ON). Процесс содержит всю информацию о задаче, которую необходимо выполнить. Таким образом, для выполнения любой задачи внутри системы создается процесс. В то же время существует множество процессов, которые находятся в активном состоянии внутри системы. Управление всеми этими процессами очень важно для предупреждения тупиковых ситуаций и для правильного функционирования системы, и оно осуществляется ядром.


Управление памятью

Всякий раз, когда процесс создается и выполняется, он занимает память, и когда он завершается, память должна быть освобождена и может быть использована снова. Но память должна быть обработана кем-то, чтобы освобожденная память могла быть снова назначена новым процессам. Эта задача также выполняется ядром. Ядро отслеживает, какая часть памяти в данный момент выделена и какая часть доступна для выделения другим процессам.


Управление устройствами

Ядро также управляет всеми различными устройствами, подключенными к системе, такими как устройства ввода и вывода и т. д.


Обработка прерываний

При выполнении процессов возникают условия, при которых сначала необходимо решить задачи с большим приоритетом. В этих случаях ядро должно прерывать выполнение текущего процесса и обрабатывать задачи с большим приоритетом, которые были получены в промежутке.


Операции ввода/вывода

Поскольку ядро управляет всеми подключенными к нему устройствами, оно также отвечает за обработку всех видов входных и выходных данных, которыми обмениваются эти устройства. Таким образом, вся информация, которую система получает от пользователя, и все выходные данные, которые пользователь получает через различные приложения, обрабатываются ядром.


Типы ядер в операционной системе

Как выше было сказано ядро - это программа, которая является основным компонентом операционной системы. Теперь давайте рассмотрим типы ядер.

Ядро подразделяется на два основных типа:

  • монолитное ядро
  • Микро-Ядра

Существует еще один тип ядра, который является комбинацией этих двух типов ядер и известен как гибридное ядро. Рассмотрим каждый из них вкратце...


Монолитное Ядро

В этом типе архитектуры ядра все функции, такие как управление процессами, управление памятью, обработка прерываний и т. д. выполняются в пространстве ядра.Монолитные ядра сначала состояли только из одного модуля, и этот модуль отвечал за все функции, которые выполнялись ядром. Это увеличило производительность ОС, так как все функции присутствовали внутри одного модуля, но это также привело к серьезным недостаткам, таким как большой размер ядра, очень низкая надежность, потому что даже если одна функция ядра отказала, это привело к отказу всей программы ядра и плохому обслуживанию, по той же причине. Таким образом, для повышения производительности системы был применен модульный подход в монолитных ядрах, в которых каждая функция присутствовала в отдельном модуле внутри пространства ядра. Таким образом, для исправления любых ошибок или в случае сбоя, только этот конкретный модуль был выгружен и загружен после исправления.

Монолитное Ядро

Микроядра

В этом типе архитектуры ядра основные пользовательские службы, такие как управление драйверами устройств, управление стеком протоколов, управление файловой системой и управление графикой, присутствуют в пространстве пользователя, а остальные функции управление памятью, управление процессами присутствует внутри пространства ядра. Таким образом, всякий раз, когда система имеет потребность в услугах, присутствующих в пространстве ядра, ОС переключается в режим ядра, а для служб пользовательского уровня она переключается в режим пользователя. Этот тип архитектуры ядра уменьшает размер ядра, но скорость выполнения процессов и предоставления других услуг значительно ниже, чем у монолитных ядер.

Микроядра

Гибридное Ядро

Для наилучшей производительности системы нам требуется как высокая скорость, так и малый размер ядра, чтобы наша система могла иметь максимальную эффективность. Поэтому для решения этой задачи был разработан новый тип ядра, который представлял собой комбинацию монолитного ядра и микроядра. Этот тип ядра известен как гибридное ядро. Такой тип архитектуры используется практически во всех системах, которые производятся в настоящее время.

Ссылка
скопирована
Получите бесплатные уроки на наших курсах
Все курсы
icon strelka icons icons

узнай больше на курсе

Онлайн-курс по Linux
Курс по Linux от Мерион Нетворкс - стань Linux администратором, прокачай свой скиллсет умением работать с операционными системами линукс и сделай большой шаг к DevOps
Подробнее о курсе
Полный курс по сетевым технологиям
Полный курс по сетевым технологиям от Мерион Нетворкс - учим с нуля сетевых инженеров и DevOPS специалистов
Подробнее о курсе
DevOps-инженер с нуля
Стань DevOps-инженером с нуля и научись использовать инструменты и методы DevOps
Подробнее о курсе
Python программист с нуля
Стань разработчиком на одном из самых популярных языков программирования - Python
Подробнее о курсе
Онлайн-курс по кибербезопасности
Полный курс по кибербезопасности от Мерион Нетворкс - учим с нуля специалистов по информационной безопасности. Пора стать безопасником!
Подробнее о курсе
Онлайн-курс по сетевой безопасности
Изучи основы сетевой безопасности и прокачай скилл системного администратора и сетевого инженера
Подробнее о курсе
Еще по теме:
img
Рассказываем, как появился nginx, его отличия от apache, для чего нужен nginx и какие у него преимущества
img
В этом руководстве вы узнаете, как установить и настроить Fail2ban на своем сервере.
img
В этой статье обсудим гипервизоры — важные компоненты процесса виртуализации серверов, как они работают и какие бывают типы.
img
В этой статье мы рассмотрим, как работают различные системные вызовы, разберемся в их функциях, а также постараемся сделать работу вашей системы более безопасной и предсказуемой.
img
Статья объясняет, что такое SWAP-память, как она работает, ее преимущества и недостатки, а также как управлять объемом SWAP-пространства на разных ОС.
Весенние скидки
30%
50%
60%
До конца акции: 30 дней 24 : 59 : 59