Trong điện toán, một hạt nhân là gì?

Trong hầu hết các hệ điều hành máy tính, kernel là thành phần trung tâm.Đó là cầu nối giữa người dùng và ứng dụng và phần cứng máy tính.Nó cũng là cơ chế cho phép máy tính xử lý đồng thời nhiều người dùng và nhiều tác vụ.Các loại hạt nhân là hạt nhân nguyên khối, microkernel, hạt nhân lai, nanokernel và exokernel.Kernel quản lý tất cả các tài nguyên hệ thống máy tính.Điều này bao gồm lưu trữ dài hạn, đơn vị xử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ ngắn hạn và các thiết bị đầu vào và đầu ra.Khi một ứng dụng cần một trong những tài nguyên này, kernel cung cấp tài nguyên có sẵn và hoàn thành yêu cầu.Xử lý tài nguyên này cho phép các hệ điều hành vừa là đa dụng và đa nhiệm.Hệ điều hành không thực sự thực hiện nhiều hơn một nhiệm vụ tại một thời điểm.Thay vào đó, hạt nhân chuyển đổi các tác vụ ở tốc độ cao đến mức máy tính dường như đang thực hiện nhiều tác vụ.Kernel cũng chịu trách nhiệm đảm bảo rằng các tài nguyên được sử dụng bởi một người dùng hoặc quy trình không bị vi phạm yêu cầu của người dùng hoặc quy trình khác.Có hai loại hạt nhân chính là hạt nhân nguyên khối và vi mạch.Các hạt nguyên khối sử dụng một phương pháp giám sát quản lý tài nguyên trong đó tất cả các dịch vụ hệ điều hành được chạy trong cùng một không gian địa chỉ, được gọi là không gian kernel.Một số hạt nguyên khối có thể tải và dỡ các mô -đun thực thi.Điều này mở rộng khả năng hệ điều hành trong khi vẫn duy trì một lượng mã tối thiểu chạy trong không gian kernel bất cứ lúc nào.Microkernels chỉ chạy số lượng dịch vụ hệ điều hành tối thiểu, chẳng hạn như quản lý bộ nhớ, quản lý luồng và giao tiếp giữa các quá trình trong không gian kernel.Tất cả các dịch vụ khác, chẳng hạn như trình điều khiển thiết bị, giao diện người dùng và quản lý tệp, được chạy trong không gian người dùng.Microkernel giảm thiểu nghiêm trọng lượng mã đang chạy ở chế độ kernel. Một hạt nhân lai là sự kết hợp của khối nguyên khối và vi mô.Hầu hết các dịch vụ hệ điều hành hệ điều hành được chạy trong không gian kernel, giống như một hạt nhân nguyên khối.Có các dịch vụ khác, chẳng hạn như hệ thống tệp và hệ thống cửa sổ, được chạy trong không gian người dùng. Các loại kernel khác là nanokernel và exokernel.Nanokernel sử dụng trình điều khiển thiết bị để xử lý hầu hết các dịch vụ.Exokernel sử dụng các chương trình để phân bổ tài nguyên vật lý.