operativsystemkärnor

Operativsystemkärnan, eller bara kärnan, är den centrala delen av ett operativsystem som styr datorns grundläggande resurser och fungerar som gränssnitt mellan programvara och maskinvara. Kärnan hanterar processer, minne, I/O-enheter och kommunikation med hårdvaran, och tillhandahåller abstraktioner och tjänster som program kan använda via systemanrop. Dess uppgift är att skapa en stabil och effektiv miljö där applikationer kan köras utan att behöva känna till den underliggande hårdvaran.

Arkitektur: Kärnor kan variera i hur mycket som sker i kärnans egen adressrymd. Vanliga modeller är monolitisk kärna, där de flesta servicefunktioner finns i kärnan; mikrokärna, där kärnan är liten och mycket körs i användarrummet som separata processer; och hybrida eller exokernel-liknande varianter som försöker förena prestanda med modularitet. Exokernel-projekt fokuserade på att låta program ta kontroll över hårdvaruresurserna direkt, medan moderna system ofta använder hybridmodeller.

Funktioner: Kärnan ansvarar för schemaläggning av processer, minneshantering (inklusive virtuell minneshantering och skydd mot minnesöverskridningar), avbrottshantering, drivrutiner för I/O-enheter, samt fil- och nätverksstacks. Den tillhandahåller även systemkallelser som program anropar för att begära tjänster; den upprätthåller också säkerhet och åtkomstkontroll mellan processer och användare.

Exempel på berömda kärnor är Linux-kärnan, Windows NT-/Windows-kärnan, XNU-kärnan i macOS och iOS, samt BSD-kärnorna. Kärnornas utveckling har varit avgörande för övergången från stängda, monolitiska system till mer modulära eller distributerade arkitekturer. Val av kärna påverkar prestanda, kompatibilitet med hårdvara och hur lätt systemet är att underhålla.