Mikä on ydin käyttöjärjestelmässä? Mitkä ovat ytimen tyypit?

Ydin on käyttöjärjestelmän (OS) keskeinen osa. Se vastaa järjestelmän resurssien hallinnasta ja palveluiden tarjoamisesta käyttäjäohjelmille. Ydintä on kahta tyyppiä: monoliittinen ja mikroydin. Monoliittinen ydin on yksi, suuri, suoritettava tiedosto, joka sisältää kaiken käyttöjärjestelmän koodin. Monoliittiset ytimet ovat tyypillisesti nopeampia ja tehokkaampia kuin mikroytimet, mutta niitä on myös vaikeampi suunnitella ja korjata. Mikroydin on pieni, modulaarinen ydin, joka sisältää vain järjestelmän perustoimintoihin tarvittavan koodin. Mikroytimet ovat yleensä joustavampia ja helpompia suunnitella ja korjata kuin monoliittiset ytimet, mutta ne voivat olla hitaampia ja vähemmän tehokkaita.

Jokaisella käyttöjärjestelmällä, oli se sitten Windows, Mac, Linux tai Android, on perusohjelma nimeltään Ydin joka toimii koko järjestelmän 'pomona'. Tämä on käyttöjärjestelmän sydän! Ydin ei ole muuta kuin tietokoneohjelma, joka ohjaa kaikkea muuta. Kaikki mitä tietokoneella tapahtuu, menee sen läpi. Tässä viestissä keskustelemme siitä, mikä on ydin käyttöjärjestelmässä ja erityyppisistä ytimistä.

Mikä on ydin käyttöjärjestelmässä

Nyt kun tiedämme, että tämä on käyttöjärjestelmän pääohjelma, meidän pitäisi myös tietää, että tämä on ensimmäinen ohjelma, joka ladataan käynnistyslataimen jälkeen. Se hoitaa sitten kaikki neuvottelut laitteiston ja ohjelmiston tai sovellusten välillä. Joten jos suoritat ohjelman, käyttöliittymä lähettää pyynnön ytimelle. Ydin lähettää sitten pyynnön prosessorille, muistille prosessointitehon, muistin ja muiden asioiden määrittämiseksi, jotta sovellus voi toimia sujuvasti etupäässä.

Voit ajatella ydintä kääntäjänä. Se muuntaa ohjelmistojen I/O-pyynnöt ohjeiksi CPU:lle ja GPU:lle. Yksinkertaisesti sanottuna ohjelmiston ja laitteiston välinen kerros tekee kaiken mahdolliseksi. Ydin hallitsee seuraavia asioita:

1. CPU / GPU
2. Muisti
3. I/O- tai I/O-laitteet
4. Resurssienhallinta
5. Muistin hallinta
6. Laitehallinta
7. järjestelmäpuhelut.

Käyttäjäprosessit voivat käyttää ydintilaa vain järjestelmäkutsujen avulla. Jos ohjelma yrittää käyttää suoraan, se aiheuttaa virheen.

näppäinlokitunnistimen ikkunat 10

Ytimen suojaus ja suojaus

Ydin suojaa myös laitteistoa. Jos suojausta ei ole, mikä tahansa ohjelma pystyy suorittamaan mitä tahansa tehtäviä tietokoneella, mukaan lukien tietokoneen kaataminen, tietojen vioittumiset jne.

Nykyaikaisissa tietokoneissa tietoturva toteutetaan laitteistotasolla. Windows ei esimerkiksi lataa ohjaimia, jotka eivät ole peräisin luotetusta lähteestä ja jotka on sertifioitu allekirjoituksella. Secure Boot ja Trusted Boot ovat klassisia esimerkkejä.

vaihda kansion taustaväri-ikkunat 10

Suojattu käynnistys: Tämä on PC-teollisuuden kehittämä tietoturvastandardi. Se auttaa suojaamaan järjestelmääsi haittaohjelmilta estämällä luvattomien sovellusten suorittamisen järjestelmän käynnistyksen aikana. Tämä ominaisuus varmistaa, että tietokoneesi käynnistyy vain ohjelmistolla, johon tietokoneen valmistaja on luottanut. Siten aina kun tietokoneesi käynnistyy, laiteohjelmisto tarkistaa jokaisen käynnistysohjelmiston allekirjoituksen, mukaan lukien laiteohjelmiston ajurit (lisävarusteet ROM-levyt) ja käyttöjärjestelmä. Jos allekirjoitukset tarkistetaan, tietokone käynnistyy ja laiteohjelmisto siirtää hallinnan käyttöjärjestelmälle.

Luotettu käynnistys: Se käyttää virtuaalista Luotettu alustamoduuli (VTPM) tarkistaaksesi Windows 10 -ytimen digitaalisen allekirjoituksen ennen sen käynnistämistä. Se puolestaan ​​vahvistaa kaikki muut Windowsin käynnistysprosessin osat, mukaan lukien käynnistysohjaimet, käynnistystiedostot ja ELAM. Jos tiedostoa on muutettu tai muokattu jollakin tavalla, latausohjelma havaitsee sen ja kieltäytyy lataamasta tunnistaen sen vioittuneeksi komponentiksi. Lyhyesti sanottuna se tarjoaa luottamusketjun kaikille elementeille latausaikana.

Mitkä ovat ytimen tyypit

Ydin voi myös kommunikoida laitteiston kanssa suojatun linjan kautta. Tällä tavalla yritykset voivat kehittää ytimen, joka voi olla vuorovaikutuksessa niiden laitteiston kanssa painikkeiden avulla. Otetaan esimerkiksi pesukone. Riippuen mitä nuppeja liikutat ja ajasta - perusytimen tason pitäisi riittää. Itse ytimet kuitenkin monimutkaistuvat ajan myötä, mikä johtaa ydintyyppeihin.

1. Monoliittinen ydin: Tässä sekä käyttöjärjestelmä että ydin toimivat samassa muistitilassa ja sopivat kohteisiin, joissa turvallisuudella ei ole väliä. Tämä johtaa nopeampaan käyttöön, mutta jos laiteohjaimessa on virhe, koko järjestelmä kaatuu.
2. Mikroydin: Tämä on monoliittisen ytimen tyhjennetty versio, jossa ydin voi itse tehdä suurimman osan työstä eikä ylimääräistä graafista käyttöliittymää tarvita. Niitä tulee käyttää, jos tietoturva- ja järjestelmävikoja ei ole tai niitä ei tapahdu.
3. Hybridi ydin: Tämä ydin on se, mitä näemme eniten. Windows, macOS Applelta. Ne ovat monoliittisen ytimen ja mikroytimen sekoitus. Se poistaa ajurit, mutta pitää järjestelmäpalvelut ytimen sisällä - samalla tavalla kuin ajurit ladataan Windows käynnistää käynnistysprosessin .
4. Nano-ydin: Jos tarvitset ytimen, mutta suurin osa sen ominaisuuksista on ulkoisesti konfiguroitavissa, tämä tulee ilmeiseksi.
5. Core Exo: Tämä ydin tarjoaa vain prosessisuojauksen ja resurssien käsittelyn. Sitä käytetään kuitenkin pääasiassa, kun testaat omaa projektiasi ja siirryt parempaan ydintyyppiin.

Ydin on paljon enemmän kuin se, mistä olemme puhuneet. Kun kaivaat syvemmälle, ytimen määritelmä laajenee ja syventää.

Toivomme, että tämä viesti on ollut helppo ymmärtää ja auttaa sinua ymmärtämään perusasiat.