Hvad er en kerne i et OS? Hvilke typer kerne er der?

En kerne er den centrale komponent i et operativsystem (OS). Det er ansvarligt for at administrere systemets ressourcer og for at levere tjenester til brugerprogrammer. Der er to typer kerne: monolitisk og mikrokerne. En monolitisk kerne er en enkelt, stor, eksekverbar fil, der indeholder al koden til operativsystemet. Monolitiske kerner er typisk hurtigere og mere effektive end mikrokerner, men de er også sværere at designe og fejlfinde. En mikrokerne er en lille, modulær kerne, der kun indeholder den kode, der er nødvendig for grundlæggende systemfunktionalitet. Mikrokerner er typisk mere fleksible og nemmere at designe og fejlfinde end monolitiske kerner, men de kan være langsommere og mindre effektive.

Ethvert operativsystem, det være sig Windows, Mac, Linux eller Android, har et grundlæggende program kaldet Kerne der fungerer som 'boss' for hele systemet. Dette er hjertet af OS! Kernen er intet andet end et computerprogram, der styrer alt andet. Alt, hvad der sker på computeren, går igennem det. I dette indlæg vil vi diskutere, hvad der er en kerne i OS og forskellige typer kerner.

Hvad er en kerne i OS

Nu hvor vi ved, at dette er hovedprogrammet i OS, bør vi også vide, at dette er det første program, der indlæses efter bootloaderen. Derefter udfører den al forhandling mellem hardware og software eller applikationer. Så hvis du kører et program, sender brugergrænsefladen en anmodning til kernen. Kernen sender derefter en anmodning til CPU'en, hukommelsen om at tildele processorkraft, hukommelse og andre ting, så applikationen kan køre problemfrit på frontend.

Du kan tænke på kernen som en oversætter. Den oversætter I/O-anmodninger fra software til et sæt instruktioner til CPU'en og GPU'en. Kort sagt er det laget mellem software og hardware, der gør alt muligt. Kernen administrerer følgende:

1. CPU / GPU
2. Hukommelse
3. I/O- eller I/O-enheder
4. Ressourcestyring
5. Hukommelseshåndtering
6. Enhedshåndtering
7. systemopkald.

Brugerprocesser kan kun få adgang til kerneplads ved hjælp af systemkald. Hvis programmet forsøger at få direkte adgang, vil det resultere i en fejl.

keylogger detektor windows 10

Kernel sikkerhed og beskyttelse

Kernen beskytter også hardwaren. Hvis der ikke er nogen beskyttelse, vil et hvilket som helst program være i stand til at udføre enhver opgave på computeren, herunder nedbrud af din computer, datakorruption osv.

I moderne computere er sikkerhed implementeret på hardwareniveau. For eksempel vil Windows ikke indlæse drivere, der ikke er fra en pålidelig kilde og certificeret med en signatur. Secure Boot og Trusted Boot er klassiske eksempler.

skift mappebaggrundsfarvevinduer 10

Sikker opstart: Dette er en sikkerhedsstandard udviklet af pc-industrien. Det hjælper med at beskytte dit system mod malware ved at forhindre uautoriserede programmer i at køre under systemstart. Denne funktion sikrer, at din computer kun starter ved hjælp af software, som pc-producenten har tillid til. Hver gang din computer starter, verificerer firmwaren signaturen af ​​hvert stykke boot-software, inklusive firmware-drivere (option ROM'er) og operativsystemet. Hvis signaturerne er verificeret, starter computeren, og firmwaren overfører kontrollen til operativsystemet.

Trusted Boot: Den bruger virtuelle Trusted platform modul (VTPM) for at bekræfte den digitale signatur af Windows 10-kernen, før du starter den op. Til gengæld bekræfter den alle andre komponenter i Windows-startprocessen, inklusive boot-drivere, startfiler og ELAM. Hvis filen er blevet ændret eller modificeret på nogen måde, registrerer loaderen den og nægter at indlæse, idet den genkender den som en beskadiget komponent. Kort sagt giver det en kæde af tillid til alle elementer ved indlæsningstid.

Hvilke typer kerne er der

Kernen kan også kommunikere med hardware over en sikker linje. På denne måde kan virksomheder udvikle en kerne, der kan interagere med deres hardware ved hjælp af et sæt knapper. Tag for eksempel en vaskemaskine. Afhængigt af hvilke knapper du bevæger dig og den indstillede tid - burde et grundlæggende kerneniveau være tilstrækkeligt. Imidlertid bliver kerner i sig selv mere komplekse med tiden, hvilket resulterer i kernetyper.

1. Monolitisk kerne: Her kører både OS og kernen i samme hukommelsesplads og er velegnede, hvor sikkerheden ikke rigtig betyder noget. Dette resulterer i hurtigere adgang, men hvis der er en fejl i enhedsdriveren, går hele systemet ned.
2. Mikrokerne: Dette er en strippet version af Monolithic Kernel, hvor kernen selv kan klare det meste af arbejdet, og der ikke er behov for en ekstra GUI. De bør bruges, hvor sikkerhed og systemfejl ikke er til stede eller ikke vil forekomme.
3. Hybrid kerne: Denne kerne er det, vi ser mest. Windows, macOS fra Apple. De er en blanding af en monolitisk kerne og en mikrokerne. Det fjerner drivere, men holder systemtjenester inde i kernen - svarende til hvordan drivere indlæses hvornår Windows starter opstartsprocessen .
4. Nano-kerne: Hvis du skal have en kerne, men de fleste af dens funktioner kan konfigureres eksternt, så bliver dette indlysende.
5. Core Exo: Denne kerne tilbyder kun procesbeskyttelse og ressourcehåndtering. Det bruges dog hovedsageligt, når du tester dit eget projekt og går over til en bedre kernetype.

Kernen er meget mere end det, vi har talt om. Efterhånden som du graver dybere, bliver definitionen af ​​en kerne bredere og dybere.

Vi håber, at dette indlæg har været let at forstå og vil hjælpe dig med at forstå det grundlæggende.