besturingssysteemkernel

Een besturingssysteemkernel, vaak kortweg kernel genoemd, is de kern van een besturingssysteem. De kernel beheert de toewijzing van hardwarebronnen, biedt basisdiensten aan software en vormt de brug tussen applicaties en de hardware. In de uitvoering draait de kernel in privileged mode en vervult taken zoals procesbeheer, geheugenbeheer en apparaatsturing, terwijl applicaties in gebruikerstoegangsniveau blijven.

Er bestaan verschillende kernelarchitecturen. Monolithische kernels dragen veel functionaliteit als onderdeel van de kernel zelf en kunnen hoge prestaties leveren, maar vereisen stevige stabiliteitsvoorzieningen. Microkernen houden slechts de minimale kernfuncties in de kernel en plaatsen overige services in gebruikersruimte, wat modulariteit en foutbestendigheid vergroot. Hybride kernels combineren kenmerken van beide benaderingen.

Belangrijke taken van een kernel zijn onder meer procesbeheer (planning en contextwissel), geheugenbeheer (virtueel geheugen, paging en bescherming), apparaatsturing (drivers), bestandssystemen en netwerkstacks, en inter-process communicatiesystemen. De kernel schakelt tussen hardware-interrupts en gebruikersaanvragen, regelt synchronisatie en verzekert isolatie tussen processen.

Modulariteit is veelal aanwezig via loadable modules die functionaliteit kunnen toevoegen zonder de kernel opnieuw te hoeven opstarten. Tijdens het opstarten wordt meestal een bootloader geladen, waarna de kernel initialeert en een eerste gebruikersruimteproces (zoals init of systemd) start.

Beveiliging en betrouwbaarheid zijn centrale aandachtspunten: geheugenbescherming, privilege niveaus, en strikte scheiding tussen kernelruimte en gebruikerstoegang beperken schade bij fouten. Real-time kernels bestaan voor deterministische uitvoering in tijdkritieke systemen.

Voorbeelden van kernels zijn onder meer de Linux-kernel (open source, GPL), de Windows NT-kernel (commercieel, propriëtair), en XNU (gedeelde kernel van Apple-systemen, hybride). Nieuwe ontwikkelingen omvatten modulariteit, beveiligingsverbeteringen en ondersteuning voor moderne hardware.