OS のカーネルとは何ですか?カーネルの種類は何ですか?

カーネルは、オペレーティング システム (OS) の中心的なコンポーネントです。システムのリソースを管理し、ユーザー プログラムにサービスを提供します。カーネルには、モノリシックとマイクロカーネルの 2 種類があります。 モノリシック カーネルは、オペレーティング システムのすべてのコードを含む単一の大きな実行可能ファイルです。モノリシック カーネルは通常、マイクロカーネルよりも高速で効率的ですが、設計とデバッグがより困難です。 マイクロカーネルは、基本的なシステム機能に必要なコードのみを含む小さなモジュラー カーネルです。マイクロカーネルは通常、モノリシック カーネルよりも柔軟性が高く、設計とデバッグが容易ですが、低速で効率が悪い場合があります。

Windows、Mac、Linux、Android など、すべてのオペレーティング システムには、 芯 システム全体の「ボス」として機能する人。これがOSの心臓部です！カーネルは、他のすべてを制御するコンピューター プログラムに他なりません。コンピュータ上で起こることはすべて、コンピュータを通過します。この投稿では、OS のカーネルとは何か、およびさまざまな種類のカーネルについて説明します。

OSのカーネルとは

これが OS のメイン プログラムであることがわかったので、これがブートローダーの後にロードされる最初のプログラムであることも知っておく必要があります。次に、ハードウェアとソフトウェアまたはアプリケーション間のすべてのネゴシエーションを行います。したがって、プログラムを実行すると、ユーザー インターフェイスがカーネルに要求を送信します。次にカーネルは、アプリケーションがフロントエンドでスムーズに実行できるように、処理能力、メモリなどを割り当てる要求を CPU、メモリに送信します。

カーネルは翻訳機と考えることができます。ソフトウェアからの I/O 要求を、CPU と GPU の一連の命令に変換します。簡単に言えば、すべてを可能にするソフトウェアとハ​​ードウェアの間のレイヤーです。カーネルは以下を管理します。

1. CPU/GPU
2. メモリー
3. I/O または I/O デバイス
4. 資源管理
5. メモリ管理
6. 端末管理
7. システムコール。

ユーザー プロセスは、システム コールを使用してのみカーネル空間にアクセスできます。プログラムが直接アクセスしようとするとエラーになります。

キーロガー検出器ウィンドウ10

カーネルのセキュリティと保護

カーネルはハードウェアも保護します。保護がなければ、コンピュータのクラッシュやデータの破損など、あらゆるプログラムがコンピュータ上であらゆるタスクを実行できてしまいます。

最新のコンピューターでは、セキュリティはハードウェア レベルで実装されています。たとえば、Windows は、信頼できるソースからではなく、署名付きで認定されたドライバーをロードしません。 セキュア ブートとトラスト ブート は古典的な例です。

フォルダの背景色を変更するウィンドウ10

セキュアブート： これは、PC 業界によって開発されたセキュリティ標準です。システムの起動時に不正なアプリケーションが実行されるのを防ぐことで、システムをマルウェアから保護するのに役立ちます。この機能により、PC の製造元によって信頼されているソフトウェアのみを使用してコンピューターが起動することが保証されます。したがって、コンピュータが起動するたびに、ファームウェアは、ファームウェア ドライバ (オプション ROM) やオペレーティング システムを含むすべてのブート ソフトウェアの署名を検証します。署名が検証されると、コンピュータが起動し、ファームウェアが制御をオペレーティング システムに渡します。

トラステッド ブート: 仮想を使用しています トラステッド プラットフォーム モジュール (VTPM) を使用して、起動前に Windows 10 カーネルのデジタル署名を検証します。次に、ブート ドライバー、スタートアップ ファイル、ELAM など、Windows スタートアップ プロセスの他のすべてのコンポーネントを確認します。ファイルが何らかの方法で変更または変更されている場合、ローダーはそれを検出し、破損したコンポーネントとして認識してロードを拒否します。つまり、ロード時にすべての要素に信頼のチェーンを提供します。

カーネルの種類は何ですか

コアは、安全な回線を介してハードウェアと通信することもできます。このようにして、企業は一連のボタンを使用して自社のハードウェアと対話できるカーネルを開発できます。たとえば、洗濯機を考えてみましょう。動かしているノブと時間設定にもよりますが、基本的なカーネルレベルで十分です。ただし、カーネル自体は時間の経過とともに複雑になり、カーネルの種類が生じます。

1. モノリシック コア: ここでは、OS とカーネルの両方が同じメモリ空間で実行され、セキュリティがあまり重要でない場合に適しています。これにより、アクセスが高速化されますが、デバイス ドライバーにバグがあると、システム全体がクラッシュします。
2. 小核： これはモノリシック カーネルの機能を取り除いたバージョンで、カーネル自体がほとんどの作業を実行でき、追加の GUI は必要ありません。これらは、セキュリティとシステム障害が存在しないか、発生しない場所で使用する必要があります。
3. ハイブリッドコア: このコアは、私たちが最もよく目にするものです。 Windows、Apple の macOS。これらは、モノリシック カーネルとマイクロカーネルの混合物です。ドライバーは削除されますが、システム サービスはカーネル内に保持されます。 Windows が起動プロセスを開始します .
4. ナノコア: カーネルが必要であるが、その機能のほとんどが外部から構成可能である場合、これは明らかです。
5. コア エキソ: このカーネルは、プロセス保護とリソース処理のみを提供します。ただし、これは主に、独自のプロジェクトをテストし、より優れたカーネル タイプに移行する場合に使用されます。

コアは、私たちが話してきたこと以上のものです。深く掘り下げるほど、カーネルの定義はより広く、より深くなります。

この投稿が理解しやすく、基本を理解するのに役立つことを願っています。