Setiap sistem operasi - sama ada Windows, Mac, Linux, atau Android, mempunyai program inti yang disebut Kernel yang bertindak sebagai 'bos' untuk keseluruhan sistem. Ia adalah nadi OS! Kernel tidak lain adalah program komputer yang mengawal semua yang lain. Apa sahaja yang berlaku di komputer melaluinya. Dalam catatan ini, kita akan membincangkan apa itu Kernel dalam OS, dan pelbagai jenis Kernel.
Apa itu Kernel dalam OS
Sekarang setelah kita mengetahui bahawa ini adalah program inti dalam OS, kita juga harus tahu bahawa ini juga merupakan program pertama yang dimuatkan setelah bootloader. Ia kemudian melakukan semua perbincangan antara perkakasan dan perisian atau aplikasi. Oleh itu, jika anda melancarkan program, antara muka pengguna akan menghantar permintaan kepada Kernel. Kernel kemudian mengirimkan permintaan ke CPU, Memory untuk menetapkan daya pemprosesan, memori, dan hal-hal lain sehingga aplikasi dapat berjalan dengan lancar di ujung depan.
Anda boleh membayangkan Kernel sebagai penterjemah. Ini mengubah permintaan input / output dari perisian menjadi set instruksi untuk CPU dan GPU. Dengan kata mudah, ia adalah lapisan antara perisian dan perkakasan yang menjadikan semuanya mungkin. Kernel menguruskan perkara berikut:
- CPU / GPU
- Ingatan
- Perisian Input / Output atau IO
- Pengurusan sumber
- Pengurusan memori
- Pengurusan peranti
- Panggilan sistem.
Proses pengguna dapat mengakses ruang kernel hanya melalui penggunaan panggilan sistem. Sekiranya program cuba mengakses secara langsung, ia akan mengakibatkan kesalahan.
Keselamatan & Perlindungan Kernel
Kernel juga melindungi perkakasan. Sekiranya tidak ada perlindungan, program apa pun akan dapat melakukan tugas apa pun di komputer, termasuk merusak komputer anda, merosakkan data, dll.
Dalam komputer moden, keselamatan dilaksanakan pada tahap perkakasan. Sebagai contoh, Windows tidak akan memuatkan pemacu yang bukan dari sumber yang dipercayai dan disahkan menggunakan tandatangan. Secure Boot dan Trusted Boot adalah contoh klasik.
Secure Boot: Ini adalah standard keselamatan yang dikembangkan oleh anggota industri PC. Ini membantu anda melindungi sistem anda dari program jahat dengan tidak membenarkan aplikasi yang tidak sah dijalankan semasa proses permulaan sistem. Ciri ini memastikan bahawa PC anda boot hanya menggunakan perisian yang dipercayai oleh pengeluar PC. Oleh itu, setiap kali PC anda dimulakan, firmware akan memeriksa tandatangan setiap perisian boot, termasuk pemacu firmware (ROM Opsyen) dan sistem operasi. Sekiranya tandatangan disahkan, but PC dan firmware memberikan kawalan kepada sistem operasi.
Trusted Boot: Ia menggunakan Modul Platform Dipercayai Maya (VTPM) untuk mengesahkan tandatangan digital kernel Windows 10 sebelum memuatkannya. Sebaliknya, ia mengesahkan setiap komponen lain dari proses permulaan Windows, termasuk pemacu but, fail permulaan, dan ELAM. Sekiranya fail telah diubah atau diubah sejauh mana pun, bootloader akan mengesannya dan enggan memuatnya dengan mengenalinya sebagai komponen yang rosak. Ringkasnya, ia menyediakan rantai kepercayaan untuk semua elemen semasa boot.
Apakah jenis Kernel
Kernel juga boleh bercakap dengan perkakasan pada talian yang selamat. Oleh itu syarikat dapat mengembangkan Kernel yang dapat bercakap dengan perkakasan mereka melalui satu set butang. Ambil contoh mesin basuh. Bergantung pada tombol yang anda bergerak, dan masa yang anda tetapkan - tahap asas Kernel sudah cukup. Yang mengatakan, Kernel sendiri bertambah rumit dengan masa, yang mengakibatkan jenis Kernel.
- Monolithic Kernel: Di sini, OS dan Kernel kedua-duanya berjalan di ruang memori yang sama dan sesuai di mana keselamatan tidak menjadi perhatian penting. Ini menghasilkan akses yang lebih cepat, tetapi jika terdapat bug pada pemacu peranti, keseluruhan sistem akan rosak.
- Microkernel: Ini adalah versi Kernel Monolitik yang dilucutkan di mana Kernel itu sendiri dapat melakukan sebahagian besar pekerjaan yang dilakukan, dan tidak memerlukan GUI tambahan. Mereka harus digunakan di mana keselamatan dan sistem crash tidak atau tidak akan berlaku.
- Hibrid Kernel: Kernel inilah yang paling kita lihat. Windows, macOS Apple. Mereka adalah campuran Kernel Monolitik dan Mikrokernel. Ia mengeluarkan pemacu tetapi menyimpan perkhidmatan sistem di dalam Kernel - serupa dengan cara pemacu dimuat semasa Windows Memulakan proses boot.
- Nano Kernel: Sekiranya anda perlu memiliki kernel, tetapi fungsi utamanya disiapkan di luar, maka ini muncul dalam gambar.
- Exo Kernel: Kernel ini hanya menawarkan perlindungan proses dan pengendalian sumber. Walau bagaimanapun, ia sering digunakan semasa anda menguji projek inhouse, dan anda meningkatkan ke jenis Kernel yang lebih baik.
Terdapat lebih banyak lagi untuk Kernel daripada apa yang telah kita bicarakan. Semasa anda menggali lebih mendalam, definisi Kernel semakin luas dan lebih mendalam.
Kami harap siaran ini mudah difahami dan membantu anda menyelesaikannya.