Kernel (computer science)
Jádro je ústřední částí operačního systému. Spravuje operace počítače a hardwaru, především paměť a čas procesoru.
Existuje pět typů jader:
- Mikrojádro, které obsahuje pouze základní funkce;
- Monolitické jádro, které obsahuje mnoho ovladačů zařízení.
- Hybridní jádro
- Exo Kernel
- Nano Kernel
Uživatel počítače nikdy neinteraguje přímo s jádrem. Běží v zákulisí a není vidět, s výjimkou textových protokolů, které vypisuje.
Ukazuje práci jádra v počítači.
Operace jádra
Jádro je nejzákladnější částí operačního systému. Lze si ho představit jako program, který řídí všechny ostatní programy v počítači. Při spuštění počítače prochází některými inicializačními (zaváděcími) funkcemi, například kontrolou paměti. Je zodpovědný za přidělování a oddělování paměťového prostoru, který umožňuje běh softwaru.
Jádro poskytuje služby, aby programy mohly požádat o použití síťové karty, disku nebo jiného hardwaru. Jádro předá požadavek speciálním programům nazývaným ovladače zařízení, které ovládají hardware. Spravuje také souborový systém a nastavuje přerušení pro procesor, aby umožnilo multitasking. Mnohá jádra jsou také zodpovědná za to, aby chybné programy nenarušovaly činnost ostatních tím, že jim zamezují přístup do paměti, která jim nebyla přidělena, a omezují množství času, které mohou spotřebovat na práci procesoru. Je to srdce operačního systému.
Mikrojádra a monolitická jádra
Operační systémy běžně používají monolitická jádra. Například v Linuxu jsou ovladače zařízení často součástí jádra (konkrétně Loadable Kernel Modules). Když je zařízení potřeba, načte se jeho rozšíření a "připojí" se k jádru, čímž se jádro zvětší. Monolitická jádra mohou způsobit potíže, pokud je některý z těchto ovladačů vadný, například pokud je stažena beta verze ovladače. Protože je součástí jádra, může vadný ovladač překrýt mechanismy, které se zabývají vadnými programy (viz výše). To může znamenat, že jádro, a tím i celý počítač, může přestat fungovat. Pokud je zařízení příliš mnoho, může jádru také dojít paměť a způsobit pád systému nebo velmi zpomalit počítač.
Mikrojádra představují způsob, jak tento problém vyřešit. V operačním systému s mikrojádrem se jádro zabývá pouze kritickými činnostmi, jako je řízení paměti a procesoru, a ničím jiným. Ovladače a další funkce, které by monolitická jádra normálně zahrnovala do jádra, jsou přesunuty mimo jádro, kde jsou pod kontrolou. Místo toho, aby byl beta ovladač nekontrolovatelnou součástí jádra, není proto pravděpodobnost, že způsobí pád, o nic větší než u beta verze webového prohlížeče. To znamená, že pokud se ovladač pokazí, může být jednoduše restartován jádrem. Vytváření operačních systémů založených na mikrojádru je bohužel velmi obtížné a neexistují žádné běžné operační systémy s mikrojádrem. Minix a QNX jsou operační systémy s mikrojádrem.
