Στην πληροφορική, τι είναι ένας πυρήνας;

Στα περισσότερα λειτουργικά συστήματα υπολογιστών, ο πυρήνας είναι το κεντρικό στοιχείο.Είναι η γέφυρα μεταξύ του χρήστη και των εφαρμογών και του υλικού του υπολογιστή.Είναι επίσης ο μηχανισμός που επιτρέπει στον υπολογιστή να χειρίζεται ταυτόχρονα πολλούς χρήστες και πολλαπλές εργασίες.Οι τύποι των πυρήνων είναι ο μονολιθικός πυρήνας, ο μικροκέρας, ο υβριδικός πυρήνας, ο νανοκέρνας και το exokernel.

Ο πυρήνας διαχειρίζεται όλους τους πόρους του συστήματος υπολογιστών.Αυτό περιλαμβάνει μακροχρόνια αποθήκευση, κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), βραχυπρόθεσμη μνήμη και συσκευές εισόδου και εξόδου.Όταν μια εφαρμογή χρειάζεται έναν από αυτούς τους πόρους, ο πυρήνας κάνει τον πόρο διαθέσιμο και ολοκληρώνει το αίτημα.

Αυτός ο χειρισμός των πόρων επιτρέπει στα λειτουργικά συστήματα να είναι τόσο πολλαπλών χρηστών όσο και πολλαπλών εργασιών.Το λειτουργικό σύστημα δεν εκτελεί στην πραγματικότητα περισσότερες από μία εργασίες κάθε φορά.Αντ 'αυτού, ο πυρήνας διακόπτει τις εργασίες με τόσο υψηλή ταχύτητα ώστε ο υπολογιστής φαίνεται να εκτελεί πολλαπλές εργασίες.Ο πυρήνας είναι επίσης υπεύθυνος για τη διασφάλιση ότι οι πόροι που χρησιμοποιούνται από έναν χρήστη ή μια διαδικασία δεν παραβιάζονται το αίτημα άλλου χρήστη ή διαδικασίας.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι πυρήνων είναι ο μονολιθικός πυρήνας και το μικροκέρας.Οι μονολιθικοί πυρήνες χρησιμοποιούν μια εποπτική μέθοδο διαχείρισης πόρων, στην οποία όλες οι υπηρεσίες του λειτουργικού συστήματος εκτελούνται στον ίδιο χώρο διευθύνσεων, που ονομάζεται χώρος του πυρήνα.Ορισμένοι μονολιθικοί πυρήνες μπορούν να φορτώσουν και να εκφορτώσουν εκτελέσιμα μονάδες.Αυτό επεκτείνει τις δυνατότητες των λειτουργικών συστημάτων διατηρώντας παράλληλα ένα ελάχιστο ποσό κώδικα που εκτελείται στον χώρο του πυρήνα ανά πάσα στιγμή.

Οι μικροκέρας εκτελούν μόνο την ελάχιστη ποσότητα υπηρεσιών λειτουργικού συστήματος, όπως η διαχείριση της μνήμης, η διαχείριση των νημάτων και η επικοινωνία μεταξύ των διαδικασιών στον χώρο του πυρήνα.Όλες οι άλλες υπηρεσίες, όπως τα προγράμματα οδήγησης συσκευών, οι διεπαφές χρήστη και η διαχείριση αρχείων, εκτελούνται στο χώρο του χρήστη.Το microkernel ελαχιστοποιεί σοβαρά την ποσότητα του κώδικα που εκτελείται στη λειτουργία πυρήνα

Ένας υβριδικός πυρήνας είναι ένας συνδυασμός των μονολιθικών και των μικροκέρνων.Οι περισσότερες από τις υπηρεσίες του συστήματος λειτουργικών συστημάτων εκτελούνται στον χώρο του πυρήνα, όπως ένας μονολιθικός πυρήνας.Υπάρχουν και άλλες υπηρεσίες, όπως το σύστημα αρχείων και το σύστημα παραθύρων, που εκτελούνται στον χώρο του χρήστη.

Οι άλλοι τύποι πυρήνα είναι το Nanokernel και το Exokernel.Το Nanokernel χρησιμοποιεί προγράμματα οδήγησης συσκευών για να χειριστεί σχεδόν όλες τις υπηρεσίες.Το exokernel χρησιμοποιεί προγράμματα για την κατανομή των φυσικών πόρων.