Ano ang isang kernel sa isang OS? Ano ang mga uri ng kernel?

Ang kernel ay ang pangunahing bahagi ng isang operating system (OS). Ito ay responsable para sa pamamahala ng mga mapagkukunan ng system at para sa pagbibigay ng mga serbisyo sa mga programa ng gumagamit. Mayroong dalawang uri ng kernel: monolithic at microkernel. Ang monolithic kernel ay isang solong, malaki, executable na file na naglalaman ng lahat ng code para sa operating system. Ang mga monolitikong kernel ay karaniwang mas mabilis at mas mahusay kaysa sa mga microkernel, ngunit mas mahirap din silang idisenyo at i-debug. Ang microkernel ay isang maliit, modular na kernel na naglalaman lamang ng code na kinakailangan para sa pangunahing paggana ng system. Ang mga microkernel ay karaniwang mas nababaluktot at mas madaling idisenyo at i-debug kaysa sa mga monolitikong kernel, ngunit maaari silang maging mas mabagal at hindi gaanong mahusay.

Ang bawat operating system, maging Windows, Mac, Linux o Android, ay mayroong pangunahing programa na tinatawag Core na gumaganap bilang 'boss' para sa buong sistema. Ito ang puso ng OS! Ang kernel ay walang iba kundi isang computer program na kumokontrol sa lahat ng iba pa. Lahat ng nangyayari sa computer ay dumadaan dito. Sa post na ito, tatalakayin natin kung ano ang kernel sa OS at iba't ibang uri ng kernels.

Ano ang isang kernel sa OS

Ngayong alam na natin na ito ang pangunahing programa sa OS, dapat din nating malaman na ito ang unang program na na-load pagkatapos ng bootloader. Pagkatapos ay ginagawa nito ang lahat ng negosasyon sa pagitan ng hardware at software o mga application. Kaya kung magpapatakbo ka ng isang programa, ang user interface ay nagpapadala ng isang kahilingan sa kernel. Ang kernel pagkatapos ay nagpapadala ng isang kahilingan sa CPU, memorya upang magtalaga ng kapangyarihan sa pagpoproseso, memorya at iba pang mga bagay upang ang application ay maaaring tumakbo nang maayos sa front end.

Maaari mong isipin ang kernel bilang isang tagasalin. Isinasalin nito ang mga kahilingan sa I/O mula sa software sa isang hanay ng mga tagubilin para sa CPU at GPU. Sa madaling salita, ito ang layer sa pagitan ng software at hardware na ginagawang posible ang lahat. Pinamamahalaan ng kernel ang mga sumusunod:

1. CPU / GPU
2. Alaala
3. I/O o I/O device
4. Pamamahala ng mapagkukunan
5. Pamamahala ng kaisipan
6. Pamamahala ng device
7. mga tawag sa system.

Maa-access lang ng mga proseso ng user ang kernel space gamit ang mga system call. Kung susubukan ng program na direktang mag-access, magreresulta ito sa isang error.

keylogger detector windows 10

Seguridad at proteksyon ng kernel

Pinoprotektahan din ng kernel ang hardware. Kung walang proteksyon, magagawa ng anumang programa ang anumang gawain sa computer, kabilang ang pag-crash ng iyong computer, data corruption, atbp.

Sa modernong mga computer, ipinapatupad ang seguridad sa antas ng hardware. Halimbawa, hindi maglo-load ang Windows ng mga driver na hindi mula sa pinagkakatiwalaang pinagmulan at na-certify na may pirma. Secure Boot at Trusted Boot ay mga klasikong halimbawa.

baguhin folder kulay ng background windows 10

Secure Boot: Ito ay isang pamantayan sa seguridad na binuo ng industriya ng PC. Nakakatulong itong protektahan ang iyong system mula sa malware sa pamamagitan ng pagpigil sa mga hindi awtorisadong application na tumakbo sa panahon ng pagsisimula ng system. Tinitiyak ng feature na ito na nagbo-boot lang ang iyong computer gamit ang software na pinagkakatiwalaan ng manufacturer ng PC. Kaya, sa tuwing magsisimula ang iyong computer, bini-verify ng firmware ang lagda ng bawat piraso ng boot software, kabilang ang mga driver ng firmware (mga opsyong ROM) at ang operating system. Kung na-verify ang mga lagda, ang computer ay nagbo-boot at ang firmware ay nagpapasa ng kontrol sa operating system.

Pinagkakatiwalaang Boot: Gumagamit ito ng virtual Pinagkakatiwalaang module ng platform (VTPM) upang i-verify ang digital signature ng Windows 10 kernel bago ito i-boot. Kaugnay nito, kinukumpirma nito ang lahat ng iba pang bahagi ng proseso ng pagsisimula ng Windows, kabilang ang mga boot driver, startup file, at ELAM. Kung ang file ay binago o binago sa anumang paraan, makikita ito ng loader at tumangging mag-load, na kinikilala ito bilang isang sira na bahagi. Sa madaling salita, nagbibigay ito ng chain of trust para sa lahat ng elemento sa oras ng pag-load.

Ano ang mga uri ng kernel

Ang core ay maaari ding makipag-ugnayan sa hardware sa isang secure na linya. Sa ganitong paraan, ang mga kumpanya ay maaaring bumuo ng isang kernel na maaaring makipag-ugnayan sa kanilang hardware gamit ang isang hanay ng mga pindutan. Kunin, halimbawa, ang isang washing machine. Depende sa kung aling mga knobs ang iyong ililipat at ang oras na itinakda - isang pangunahing antas ng kernel ay dapat sapat. Gayunpaman, ang mga kernel mismo ay nagiging mas kumplikado sa paglipas ng panahon, na nagreresulta sa mga uri ng kernel.

1. Monolithic core: Dito, parehong tumatakbo ang OS at ang kernel sa parehong memory space at angkop kung saan hindi mahalaga ang seguridad. Nagreresulta ito sa mas mabilis na pag-access, ngunit kung may bug sa driver ng device, nag-crash ang buong system.
2. Micronucleus: Ito ay isang stripped down na bersyon ng Monolithic Kernel kung saan ang kernel mismo ay kayang gawin ang karamihan sa trabaho at hindi na kailangan ng karagdagang GUI. Dapat itong gamitin kung saan ang seguridad at pagkabigo ng system ay wala o hindi mangyayari.
3. Hybrid core: Ang core na ito ang pinaka nakikita natin. Windows, macOS mula sa Apple. Ang mga ito ay pinaghalong monolithic kernel at microkernel. Inaalis nito ang mga driver ngunit pinapanatili ang mga serbisyo ng system sa loob ng kernel - katulad ng kung paano nilo-load ang mga driver kung kailan Sinisimulan ng Windows ang proseso ng boot .
4. Nano-Core: Kung kailangan mong magkaroon ng isang kernel, ngunit karamihan sa mga tampok nito ay maaaring i-configure sa labas, kung gayon ito ay nagiging halata.
5. Core Exo: Ang kernel na ito ay nag-aalok lamang ng proteksyon sa proseso at paghawak ng mapagkukunan. Gayunpaman, ito ay pangunahing ginagamit kapag sinusubukan mo ang iyong sariling proyekto at lumilipat sa isang mas mahusay na uri ng kernel.

Ang core ay higit pa sa kung ano ang pinag-uusapan natin. Habang naghuhukay ka ng mas malalim, ang kahulugan ng isang kernel ay nagiging mas malawak at mas malalim.

Umaasa kami na ang post na ito ay madaling maunawaan at makakatulong sa iyo na maunawaan ang mga pangunahing kaalaman.