Što je kernel u OS-u? Koje su vrste kernela?

Kernel je središnja komponenta operativnog sustava (OS). Odgovoran je za upravljanje resursima sustava i pružanje usluga korisničkim programima. Postoje dvije vrste kernela: monolitni i mikrokernel. Monolitna jezgra je jedna, velika, izvršna datoteka koja sadrži sav kod za operativni sustav. Monolitne jezgre obično su brže i učinkovitije od mikrojezgri, ali ih je također teže dizajnirati i otklanjati pogreške. Mikrokernel je mala, modularna jezgra koja sadrži samo kod neophodan za osnovne funkcije sustava. Mikrokerneli su obično fleksibilniji i lakši za dizajn i otklanjanje pogrešaka od monolitnih kernela, ali mogu biti sporiji i manje učinkoviti.

Svaki operativni sustav, bio to Windows, Mac, Linux ili Android, ima osnovni program tzv Jezgra koji djeluje kao 'šef' cijelog sustava. Ovo je srce OS-a! Kernel nije ništa drugo nego računalni program koji kontrolira sve ostalo. Sve što se događa na računalu prolazi kroz njega. U ovom postu raspravljat ćemo o tome što je kernel u OS-u i različitim vrstama kernela.

Što je kernel u OS-u

Sada kada znamo da je ovo glavni program u OS-u, trebali bismo znati i da je ovo prvi program koji se učitava nakon bootloadera. Zatim obavlja sve pregovore između hardvera i softvera ili aplikacija. Dakle, ako pokrenete program, korisničko sučelje šalje zahtjev kernelu. Kernel zatim šalje zahtjev CPU-u, memoriji za dodjelu procesorske snage, memorije i drugih stvari kako bi aplikacija mogla glatko raditi na prednjem dijelu.

Možete zamisliti kernel kao prevoditelja. Prevodi I/O zahtjeve softvera u skup uputa za CPU i GPU. Jednostavno rečeno, sloj između softvera i hardvera čini sve mogućim. Kernel upravlja sljedećim:

1. CPU / GPU
2. Memorija
3. I/O ili I/O uređaji
4. Upravljanje resursima
5. Upravljanje memorijom
6. Upravljanje uređajem
7. sistemske pozive.

Korisnički procesi mogu pristupiti prostoru jezgre samo pomoću sistemskih poziva. Ako program pokuša izravno pristupiti, to će rezultirati pogreškom.

keylogger detektor prozori 10

Sigurnost i zaštita kernela

Kernel također štiti hardver. Ako nema zaštite, bilo koji program će moći izvršiti bilo koji zadatak na računalu, uključujući rušenje vašeg računala, oštećenje podataka itd.

U modernim računalima sigurnost je implementirana na hardverskoj razini. Na primjer, Windows neće učitati upravljačke programe koji nisu iz pouzdanog izvora i nisu ovjereni potpisom. Sigurno pokretanje i pouzdano pokretanje klasični su primjeri.

promjena boje pozadine mape u prozorima 10

Sigurno pokretanje: Ovo je sigurnosni standard koji je razvila industrija osobnih računala. Pomaže u zaštiti vašeg sustava od zlonamjernog softvera sprječavanjem pokretanja neovlaštenih aplikacija tijekom pokretanja sustava. Ova značajka osigurava da se vaše računalo pokreće samo pomoću softvera koji je pouzdan od strane proizvođača računala. Stoga, kad god se vaše računalo pokrene, firmware provjerava potpis svakog dijela softvera za pokretanje, uključujući upravljačke programe firmvera (opcijski ROM-ovi) i operativni sustav. Ako su potpisi provjereni, računalo se pokreće, a programska oprema prosljeđuje kontrolu operativnom sustavu.

Pouzdano pokretanje: Koristi virtualni Modul pouzdane platforme (VTPM) za provjeru digitalnog potpisa jezgre sustava Windows 10 prije pokretanja. Zauzvrat potvrđuje sve ostale komponente procesa pokretanja sustava Windows, uključujući upravljačke programe za pokretanje, datoteke za pokretanje i ELAM. Ako je datoteka promijenjena ili modificirana na bilo koji način, program za učitavanje to otkriva i odbija učitati, prepoznajući je kao oštećenu komponentu. Ukratko, pruža lanac povjerenja za sve elemente u vrijeme učitavanja.

Koje su vrste kernela

Jezgra također može komunicirati s hardverom preko sigurne linije. Na ovaj način tvrtke mogu razviti kernel koji može komunicirati s njihovim hardverom pomoću skupa gumba. Uzmimo, na primjer, perilicu rublja. Ovisno o tome koje gumbe pomičete i postavljenom vremenu - osnovna razina kernela trebala bi biti dovoljna. Međutim, same jezgre s vremenom postaju složenije, što rezultira vrstama jezgri.

1. Monolitna jezgra: Ovdje i OS i kernel rade u istom memorijskom prostoru i prikladni su tamo gdje sigurnost zapravo nije bitna. To rezultira bržim pristupom, ali ako postoji greška u upravljačkom programu uređaja, cijeli sustav pada.
2. mikronukleus: Ovo je skraćena verzija Monolithic Kernela gdje sam kernel može obaviti većinu posla i nema potrebe za dodatnim GUI-jem. Treba ih koristiti tamo gdje sigurnost i greška sustava nisu prisutni ili se neće dogoditi.
3. Hibridna jezgra: Ova jezgra je ono što najviše vidimo. Windows, macOS iz Applea. Oni su mješavina monolitnog kernela i mikrokernela. Uklanja upravljačke programe, ali zadržava sistemske usluge unutar jezgre - slično načinu na koji se upravljački programi učitavaju Windows pokreće proces pokretanja .
4. Nano-jezgra: Ako trebate imati kernel, ali većinu njegovih značajki možete eksterno konfigurirati, to postaje očito.
5. Core Exo: Ovaj kernel nudi samo zaštitu procesa i rukovanje resursima. Međutim, uglavnom se koristi kada testirate vlastiti projekt i prelazite na bolju vrstu kernela.

Srž je mnogo više od onoga o čemu smo pričali. Kako kopate dublje, definicija kernela postaje sve šira i dublja.

Nadamo se da je ovaj post bio lak za razumijevanje i da će vam pomoći razumjeti osnove.