KernelAufgaben
Kernelaufgaben bezeichnet die zentralen Aufgaben des Betriebssystemkerns (Kernel). Der Kernel ist die vertrauenswürdige Basisschicht, die Hardware verwaltet und Abstraktionen für Anwendungen bereitstellt. Zu seinen Hauptaufgaben gehören die Prozessverwaltung, das Speichermanagement, das Gerätemanagement, das Dateisystem- und Netzwerk-Subsystem sowie die Interprozesskommunikation und der Schutz des Systems.
Die Prozessverwaltung steuert Prozesse und Threads: Scheduling, Kontextwechsel, Synchronisation und Kommunikation zwischen Prozessen.
Das Speichermanagement regelt den physischen Speicher und den virtuellen Adressraum, verwaltet Seitenrahmen, Zuweisungen, Isolation und ggf.
Das Gerätemanagement bietet Treiberoberflächen für Ein- und Ausgabegeräte, übernimmt Puffern, Zugriff auf Speicherbereiche (DMA) und die
Das Dateisystem- und Speicher-Subsystem ermöglicht Datei- und Blockzugriffe, Caching, Mount- und Unmount-Operationen sowie Speichermanagement auf Dateisystemebene.
Der Netzwerkteil implementiert den Netzwerkstack, Protokolle, Sockets und die Paketverarbeitung.
Die Interprozesskommunikation umfasst Mechanismen wie Signale, Pipes, Shared Memory und andere Synchronisationsdienste, die Prozesse koordiniert.
Systemaufrufe und Interrupt-Verarbeitung bilden die Brücke zwischen Benutzer- und Kernelmodus; der Kontextwechsel schützt kritische Operationen und
Architekturvarianten reichen von monolithischen Kernen über Mikro-Kernel bis hin zu modularen Ansätzen; Unterschiede betreffen Komplexität, Stabilität
Sicherheit und Stabilität werden durch Zugriffskontrollen, Privilegienmodus, Fehlertoleranz und Isolation der Kernel-Komponenten gewährleistet.
Typische Beispiele sind Linux, Windows NT, macOS XNU und BSD-Kerne. Kernelaufgaben bilden die Grundlage für Betriebssystemleistung,