Ядро программы что это

Содержание

Ядро операционной системы

Ядро́ (англ. kernel) — центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.

Все операции, связанные с процессами, выполняются под управлением той части операционной системы, которая называется ядром. Ядро представляет собой лишь небольшую часть кода операционной системы в целом, однако оно относится к числу наиболее интенсивно используемых компонент системы.

По этой причине ядро обычно резидентно размещается в основной памяти, в то время как другие части операционной системы перемещаются во внешнюю память и обратно по мере необходимости. Одной из самых важных функций, реализованных в ядре, является обработка прерываний. В больших многоабонентских системах в процессор поступает постоянный поток прерываний. Быстрая реакция на эти прерывания играет весьма важную роль с точки зрения полноты использования ресурсов системы и обеспечения приемлемых значений времени ответа для пользователей, работающих в диалоговом режиме.

Семантическое Ядро — Что Это? Зачем? Программы!

Во время выполнения программы обслуживания какого-либо прерывания, ядро временно блокирует остальные требования прерываний и возобновляет их только по завершению программы обслуживания действующего прерывания. Если поток требований прерывания очень плотный, то возможно возникновение ситуации, когда ядро заблокирует какие-то прерывания на существенный временной интервал. Это означает отсутствие эффективного реагирования на требования прерываний программы. Чтобы исключить вероятность возникновения такой ситуации, ядро проектируется так, что оно выполняет только минимальную начальную обработку прерывания, а далее отсылает его для дальнейшего обслуживания в соответствующий системный процесс. После этого ядро разрешает поступление следующих запросов на прерывание программы.

Ядро имеет разные слои. Нижний уровень формирует интерфейс к системному оборудованию, например, сетевым контроллерам или контроллерам PCI Express.

Ядро — это ядро операционной системы. Это первая программа операционной системы, которая загружается в основную память для запуска работы системы. Ядро остается в основной памяти до выключения системы. Ядро в основном переводит введенные пользователем команды таким образом, чтобы компьютер понимал то, что запросил пользователь.

Источник: swinopes.livejournal.com

Что такое ядро и оболочка в операционной системе?

Определение. Ядро — это компьютерная программа, которая действует как ядро операционной системы компьютера и контролирует все в системе. Оболочка — это компьютерная программа, которая работает как интерфейс для доступа к службам, предоставляемым операционной системой.

Что такое ядро операционной системы? Назначение и виды ядер

Что такое оболочка в операционной системе?

В вычислениях оболочка — это компьютерная программа, которая предоставляет услуги операционной системы пользователю-человеку или другой программе. Как правило, оболочки операционной системы используют интерфейс командной строки (CLI) или графический интерфейс пользователя (GUI), в зависимости от роли компьютера и конкретной операции.

Каковы функции оболочки и ядра?

Ядро — это основной компонент операционной системы, который напрямую взаимодействует с оборудованием, предоставляет низкоуровневые сервисы компонентам верхнего уровня. Оболочка — интерфейс к ядру, скрывающий от пользователей сложность функций ядра. Оболочка принимает команды от пользователя и выполняет функции ядра.

Что вы имеете в виду под ядром?

Ядро — это фундаментальный уровень операционной системы (ОС). Он функционирует на базовом уровне, взаимодействуя с оборудованием и управляя ресурсами, такими как ОЗУ и ЦП. … Ядро выполняет проверку системы и распознает такие компоненты, как процессор, графический процессор и память.

Какое ядро операционной системы?

Ядро — это компьютерная программа, которая является сердцем и ядром операционной системы. Поскольку операционная система контролирует систему, ядро также контролирует все в системе. Это самая важная часть операционной системы.

В чем разница между ядром и оболочкой?

Основное различие между ядром и оболочкой состоит в том, что ядро - это ядро операционной системы, которое контролирует все задачи системы, а оболочка — это интерфейс, который позволяет пользователям взаимодействовать с ядром.

Почему Shell называется оболочкой?

Когда его сыновья Маркус-младший и Самуил искали название для керосина, который они экспортировали в Азию, они выбрали Shell.

Какая основная функция оболочки?

Функции оболочки — это способ группировать команды для последующего выполнения с использованием одного имени для группы. Они выполняются так же, как «обычная» команда. Когда имя функции оболочки используется как простое имя команды, выполняется список команд, связанных с этим именем функции.

Каковы обязанности ядра?

Ядро, являющееся основной функцией любой операционной системы, управляет обменом данными между оборудованием и программным обеспечением. Ядро отвечает за управление памятью и ввод-вывод в память, кэш, жесткий диск и другие устройства. Он также обрабатывает сигналы устройств, планирование задач и другие важные обязанности.

Каковы 5 основных компонентов Linux?

Каждая ОС имеет составные части, и ОС Linux также имеет следующие составные части:

Загрузчик. Ваш компьютер должен пройти последовательность загрузки, называемую загрузкой. …
Ядро ОС. …
Фоновые услуги. …
Оболочка ОС. …
Графический сервер. …
Окружение рабочего стола. …
Приложения.

Почему это называется ядром?

Слово ядро означает «семя», «сердцевина» на нетехническом языке (этимологически: уменьшительное от слова «кукуруза»). Если вы вообразите это геометрически, начало координат — это своего рода центр евклидова пространства. Его можно рассматривать как ядро пространства.

В винде есть ядро?

Ветвь Windows NT имеет гибридное ядро. Это ни монолитное ядро, где все службы работают в режиме ядра, ни микро-ядро, где все работает в пользовательском пространстве.

Ядро — это процесс?

Само ядро - это не процесс, а диспетчер процессов. Модель процесс / ядро предполагает, что процессы, которым требуется служба ядра, используют определенные программные конструкции, называемые системными вызовами.

Важно ли ядро в операционной системе?

Ядро операционной системы представляет собой наивысший уровень привилегий в современном компьютере общего назначения. Ядро регулирует доступ к защищенному оборудованию и контролирует, как ограниченные ресурсы, такие как время работы ЦП и страницы физической памяти, используются процессами в системе.

Что такое ядро и его типы?

Ядро — это центральная часть операционной системы. Он управляет операциями компьютера и оборудования, в первую очередь памятью и временем процессора. Есть пять типов ядер: Микроядро, которое содержит только базовые функции; Монолитное ядро, содержащее множество драйверов устройств.

Linux — это ядро или ОС?

Linux по своей природе не является операционной системой; это ядро. Ядро — это часть операционной системы — и самая важная. Чтобы это была ОС, она поставляется с программным обеспечением GNU и другими дополнениями, дающими нам название GNU / Linux. Линус Торвальдс сделал Linux открытым исходным кодом в 1992 году, через год после его создания.

Источник: frameboxxindore.com

За что отвечает ядро операционной системы

Ядро (kernel) это центральная и главная часть операционной системы которая обеспечивает архитектуру связи с приложениями, организует и регулирует доступ к ресурсам компьютера. Дополнительно, но не как правило предоставляет доступ к сетевым протоколам и к файловой системе. На картинке ниже я покажу как схематично работает ядро операционной системы и другие структуры внутри ОС

Посмотрите внимательно на эту схему, на ней видно что ядро операционной системы, взаимодействует с приложениями пользователя, будь то любое программное обеспечение (перечислять все возможные программы мы не будем), с утилитами и с системными обрабатывающими программами. Обратите внимание что из всех изображенных элементов только библиотеки процедур не взаимодействуют напрямую, а являются «переправой» для взаимодействия пользователя с ядром.

архитектура и типы ядер операционной системы

Классическая архитектура ядра очень сильно зависит от того какой тип ядра представлен в операционной системе. Типов ядер операционной системы бывает очень много и все различаются лишь по размеру и доступным функциям кроме базовых.

Монолитное ядро

монолитное ядро операционной системы представляет богатый выбор абстракций. все части или лучше сказать элементы находятся в одном адресном пространстве и представляют собой единый «Монолит». Все элементы которые были представлены выше на картинке спокойно взаимодействуют между собой и сообщаются. Это самое старое воплощение ядра в ОС.

Недостаток:

Обладает достаточно значимым минусом что при отказе работы одного элемента перестает работать всё ядро операционной системы и следовательно ОС.

Преимущества:

Из положительного момента — быстрая разработка и внедрение новых модулей а также скорость работы такого ядра. всё таки унификация всех элементов берет своё

Примеры ОС построенных на таких ядрах :LINUX, Unix, ms-dos

Модульное ядро

Модульное уже более современная реализация типа работы ядра операционной системы . Модульное ядро в отличие от монолитного, бывает двух видов статичное и динамическое. Статичное работает как и монолитное, все изменения только после перезапуска, а динамическая заключается в следующем — при разработке
ядра операционной системы не нужно перезагружать всю систему, а только ту часть которая подверглась каким либо изменениям. Для пользователя это выражается в том что после установки, например драйвера для новой видеокарты не нужно перезагружать систему, после установки перезагрузится только тот модуль что работает с этим новым драйвером, как говориться на лету.

Микроядро

Микроядро работает по принципу всё что сложнее элементарных функций — выноситься за пределы его работы. Наибольшая часть работы выполняется с помощью сервисов или по другому пользовательских процессов.

драйверы и модули, всё находиться в серверных процессах. Чтобы было понятно взгляните на картинку

Самые главные преимущества то что при любой сбой системы или например обновление ядра, не может нанести ущерба и это можно делать раздельно. Также намного проще позволяет добавлять новые элементы не прерывая работы системы.

Недостатки: увеличенное потребление ресурсов.

Из самых популярных операционных систем которое используют это
ядро операционной системы это MAC OS X.

Экзоядро

Экзоядро представляет всего лишь самые базовые функция взаимодействия между процессами, выгрузка и загрузка памяти и других ресурсов. То есть устроенно это ядро таким образом — ядро операционной системы не взаимодействует с программным обеспечением напрямую, а только через специальные библиотеки которые предоставляют API. Является оптимальным решениям для некоторого вида приложений которые должны очень быстро работать.

Ядро операционной системы WINDOWS

Вы спросите а к какому типу архитектуры тогда относиться операционная система windows?

относиться она к гибридному типу включая в себя как и микроядро так и монолитное
ядро операционной системы

Ядро́ (англ. kernel ) — центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.

Типы архитектур ядер операционных систем [ править | править код ]

Монолитное ядро [ править | править код ]

Монолитное ядро предоставляет богатый набор абстракций оборудования. Все части монолитного ядра работают в одном адресном пространстве. Это такая схема операционной системы, при которой все компоненты её ядра являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путём непосредственного вызова процедур. Монолитное ядро — старейший способ организации операционных систем. Примером систем с монолитным ядром является большинство UNIX-систем.

Достоинства: Скорость работы, упрощённая разработка модулей.
Недостатки: Поскольку всё ядро работает в одном адресном пространстве, сбой в одном из компонентов может нарушить работоспособность всей системы.

Примеры: Традиционные ядра UNIX (такие как BSD), Linux; ядро MS-DOS, ядро KolibriOS.

Некоторые старые монолитные ядра, в особенности систем класса UNIX/Linux, требовали перекомпиляции при любом изменении состава оборудования. Большинство современных ядер позволяют во время работы подгружать модули, выполняющие часть функций ядра. В этом случае компоненты операционной системы являются не самостоятельными модулями, а составными частями одной большой программы, называемой монолитным ядром (monolithic kernel), которое представляет собой набор процедур, каждая из которых может вызвать каждую. Все процедуры работают в привилегированном режиме.

Модульное ядро [ править | править код ]

Модульное ядро — современная, усовершенствованная модификация архитектуры монолитных ядер операционных систем.

В отличие от «классических» монолитных ядер, модульные ядра, как правило, не требуют полной перекомпиляции ядра при изменении состава аппаратного обеспечения компьютера. Вместо этого модульные ядра предоставляют тот или иной механизм подгрузки модулей ядра, поддерживающих то или иное аппаратное обеспечение (например, драйверов). При этом подгрузка модулей может быть как динамической (выполняемой «на лету», без перезагрузки ОС, в работающей системе), так и статической (выполняемой при перезагрузке ОС после переконфигурирования системы на загрузку тех или иных модулей).

Микроядро [ править | править код ]

Микроядро предоставляет только элементарные функции управления процессами и минимальный набор абстракций для работы с оборудованием. Бо́льшая часть работы осуществляется с помощью специальных пользовательских процессов, называемых сервисами. Решающим критерием «микроядерности» является размещение всех или почти всех драйверов и модулей в сервисных процессах, иногда с явной невозможностью загрузки любых модулей расширения в собственно микроядро, а также разработки таких расширений.

Достоинства: Устойчивость к сбоям оборудования, ошибкам в компонентах системы. Основное достоинство микроядерной архитектуры — высокая степень модульности ядра операционной системы. Это существенно упрощает добавление в него новых компонентов. В микроядерной операционной системе можно, не прерывая её работы, загружать и выгружать новые драйверы, файловые системы и т. д. Существенно упрощается процесс отладки компонентов ядра, так как новая версия драйвера может загружаться без перезапуска всей операционной системы. Компоненты ядра операционной системы ничем принципиально не отличаются от пользовательских программ, поэтому для их отладки можно применять обычные средства. Микроядерная архитектура повышает надежность системы, поскольку ошибка на уровне непривилегированной программы менее опасна, чем отказ на уровне режима ядра.
Недостатки: Передача данных между процессами требует накладных расходов.

Классические микроядра предоставляют лишь очень небольшой набор низкоуровневых примитивов, или системных вызовов, реализующих базовые сервисы операционной системы.

Сервисные процессы (в принятой в семействе UNIX терминологии — «демоны») активно используются в самых различных ОС для задач типа запуска программ по расписанию (UNIX и Windows NT), ведения журналов событий (UNIX и Windows NT), централизованной проверки паролей и хранения пароля текущего интерактивного пользователя в специально ограниченной области памяти (Windows NT). Тем не менее, не следует считать ОС микроядерными только из-за использований такой архитектуры.

Экзоядро [ править | править код ]

Экзоядро — ядро операционной системы, предоставляющее лишь функции для взаимодействия между процессами, безопасного выделения и освобождения ресурсов. Предполагается, что API для прикладных программ будут предоставляться внешними по отношению к ядру библиотеками (откуда и название архитектуры).

Возможность доступа к устройствам на уровне контроллеров позволит эффективней решать некоторые задачи, которые плохо вписываются в рамки универсальной ОС, например, реализация СУБД будет иметь доступ к диску на уровне секторов диска, а не файлов и кластеров, что положительно скажется на быстродействии.

Наноядро [ править | править код ]

Наноядро — архитектура ядра операционной системы, в рамках которой крайне упрощённое и минималистичное ядро выполняет лишь одну задачу — обработку аппаратных прерываний, генерируемых устройствами компьютера. После обработки прерываний от аппаратуры наноядро, в свою очередь, посылает информацию о результатах обработки (например, полученные с клавиатуры символы) вышележащему программному обеспечению при помощи того же механизма прерываний. Примером является KeyKOS — самая первая ОС на наноядре. Первая версия вышла ещё в 1983 году.

Гибридное ядро [ править | править код ]

Гибридные ядра — это модифицированные микроядра, позволяющие для ускорения работы запускать «несущественные» части в пространстве ядра. Пример: ядра ОС Windows семейства NT.

Комбинация разных подходов [ править | править код ]

Все рассмотренные подходы к построению операционных систем имеют свои достоинства и недостатки. В большинстве случаев современные операционные системы используют различные комбинации этих подходов. Так, например, сейчас ядро «Linux» представляет собой монолитную систему с отдельными элементами модульного ядра [1] . При компиляции ядра можно разрешить динамическую загрузку и выгрузку очень многих компонентов ядра — так называемых модулей. В момент загрузки модуля его код загружается на уровне системы и связывается с остальной частью ядра. Внутри модуля могут использоваться любые экспортируемые ядром функции.

Что такое ядро операционной системы?

Обзор HUAWEI nova 10 Pro: король селфи

Ядро — это согласующее звено между графическим интерфейсом, программным и аппаратным обеспечением. Ядро постоянно используется в работе компьютера и является центральным модулем операционной системы.
Ядро имеет разные слои. Нижний уровень формирует интерфейс к системному оборудованию, например, сетевым контроллерам или контроллерам PCI Express.
Следующий уровень отвечает за управление памятью и выделяет ее каждому процессу. Ваше программное обеспечение обычно включает в себя несколько таких процессов.

Windows использует ядро NT, которое контролирует несколько подсистем. Apple использует ядро XNU. Linux-системы, такие как Ubuntu и Android, используют ядро Linux.

Уровень «управления процессами» позволяет параллельно запускать несколько задач на вашем компьютере. Ядро обрабатывает все запросы, поступающие от программ, упорядочивает их во времени и прерывает, если возникают проблемы.
Верхний уровень — файловая система. Здесь процессам назначаются области на HDD (жестком диске) и в основной памяти компьютера.
Таким образом, ядро регулирует весь путь от системного оборудования до прикладного программного обеспечения, которым управляет пользователь через графический интерфейс (GUI). Но сама пользовательская область не является частью ядра и называется «shell», «ring» или «userland».
Компьютерная программа отправляет системные вызовы «System Calls» в ядро. Затем оно делает фактический запрос на машинном языке СPU. Ядро знает полный набор команд центрального процессора, то есть все машинные инструкции, которые он может выполнить. Такие системные вызовы запускаются, например, при чтении или записи файлов на компьютер. Эта простая задача постоянно решается даже в фоновом режиме.
В многопользовательских системах ядро также контролирует доступ к файлам и аппаратным компонентам.

Ядро является не ядром процессора, а ядром операционной системы.

Диспетчер задач следит за всеми процессами, управляемыми ядром. Если вы завершаете задачу, диспетчер задач отправляет ядру команду прервать определенный процесс и освободить выделенное пространство.
Поскольку ядро используется постоянно, оно первым загружается в основную память после запуска системы. Обычно это происходит в защищенной области, которая препятствует ее изменению или удалению.
Многоядерные операционные системы могут использовать различные ядра многоядерного процессора, такие как сеть независимых CPU.
Ядро также не является API или фреймворком, например, как NET-фреймворк.

Обзор и тест процессора AMD Ryzen 5 1600: 2500 рублей за ядро
Заглянуть в ядро: насколько сильна Windows
Лучшие экстремальные процессоры

Источник: ichip.ru