Що таке ядро операційної системи?

Ядро системи кожен день допомагає роботі комп’ютера, але багато хто навіть не знають, що це таке. Ми розповімо про всі функції ядра і простими словами пояснимо, для чого воно потрібне.

Отже, що таке ядро операційної системи і за що воно відповідає в роботі вашого комп’ютера? Розберемося докладніше.

Ядро – це ланка між графічним інтерфейсом, програмним і апаратним забезпеченням. Ядро постійно використовується в роботі комп’ютера і є центральним модулем операційної системи.

Ядро має різні шари. Нижній рівень формує інтерфейс до системного обладнання, наприклад, мережевим контролерам або контролерам PCI Express.

Наступний рівень відповідає за управління пам’яттю і виділяє її кожному процесу. Ваше програмне забезпечення зазвичай включає в себе кілька таких процесів.

Рівень «управління процесами» дозволяє паралельно запускати кілька завдань на вашому комп’ютері. Ядро обробляє всі запити, що надходять від програм, впорядковує їх у часі і перериває, якщо виникають проблеми.

Верхній рівень – файлова система. Тут процесам призначаються області на HDD (жорсткому диску) і в основній пам’яті комп’ютера.

Таким чином, ядро ​​регулює весь шлях від системного обладнання до прикладного програмного забезпечення, яким керує користувач через графічний інтерфейс (GUI). Але сама користувацька область не є частиною ядра і називається «shell», «ring» або «userland».

Комп’ютерна програма відправляє системні виклики «System Calls» в ядро. Потім воно робить фактичний запит на машинній мові СPU. Ядро знає повний набір команд центрального процесора, тобто всі машинні інструкції, які він може виконати. Такі системні виклики запускаються, наприклад, при читанні або запису файлів на комп’ютері. Ця проста задача постійно вирішується навіть у фоновому режимі.

У багатокористувацьких системах ядро ​​також контролює доступ до файлів і апаратних компонентів.

Диспетчер завдань стежить за всіма процесами, керованими ядром. Якщо ви завершуєте завдання, диспетчер задач відправляє ядру команду перервати певний процес і звільнити виділений простір.

Оскільки ядро ​​використовується постійно, воно першим завантажується в основну пам’ять після запуску системи. Зазвичай це відбувається в захищеній області, яка перешкоджає її зміни або видалення.

Багатоядерні операційні системи можуть використовувати різні ядра багатоядерного процесора, такі як мережа незалежних CPU.

Ядро також не є API або фреймворком, наприклад, як NET-фреймворк.