Какие функции выполняет ядро операционной системы

Ядро операционной системы (Kernel) - часть операционной системы:

• постоянно находящаяся в оперативной памяти;
• управляющая всей операционной системой;
• содержащая: драйверы устройств, подпрограммы управления памятью, планировщик заданий;
• реализующая системные вызовы и т.п.

Все операции, связанные с процессами, выполняются под уп­равлением той части операционной системы, которая называется ядром. Ядро представляет собой лишь небольшую часть кода операционной системы в целом, однако оно относится к числу наиболее интенсивно используемых компо­нент системы. По этой причине ядро обычно резидентно размеща­ется в основной памяти, в то время как другие части операционной системы перемещаются во внешнюю память и обратно по мере необходимости.

Одной из самых важных функций, реализованных в ядре, яв­ляется обработка прерываний. В больших многоабонентских систе­мах в процессор поступает постоянный поток прерываний. Быстрая реакция на эти прерывания играет весьма важную роль с точки зрения полноты использования ресурсов системы и обеспечения приемлемых значений времени ответа для пользователей, работающих в диалоговом режиме.

Когда ядро обрабатывает текущее прерывание, оно запрещает другие прерывания и разрешает их снова только после завершения обработки текущего прерывания. При постоянном потоке преры­ваний может сложиться такая ситуация, что ядро будет блокиро­вать прерывания в течение значительной части времени, т. е. не бу­дет иметь возможности эффективно реагировать на прерывания. Поэтому ядро обычно разрабатывается таким образом, чтобы оно осуществляло лишь минимально возможную предварительную об­работку каждого прерывания, а затем передавало это прерывание на дальнейшую обработку соответствующему системному процес­су, после начала работы которого ядро могло бы разрешить после­дующие прерывания.

Основные функция ядра:

Ядро операционной системы, как правило, содержит программы для реализации следующих функций:

• обработка прерываний;
• создание и уничтожение процессов;
• переключение процессов из состояния в состояние;
• диспетчирование ;
• приостановка и активизация процессов ;
• синхронизация процессов ;
• организация взаимодействия между процессами;
• манипулирование блоками управления процессами;
• поддержка операций ввода-вывода;
• поддержка распределения и перераспределения памяти;
• поддержка работы файловой системы ;
• поддержка механизма вызова-возврата при обращении к проце­дурам;
• поддержка определенных функций по ведению учета работы
• машины.

Типы архитектур ядер операционных систем:

• Монолитное ядро
• Модульное ядро
• Микроядро
• Экзоядро
• Наноядро
• Гибридное ядро

Ядро не участвует в конкуренции за ресурсы и системной задачей не является. Все необходимые ему ресурсы выделяются отдельно от других задач, фиксировано (часть оперативной памяти). Процессор предоставляется ядру вне конкуренции по прерываниям.

Источники информации:

Г. Дейтл "Введение в операционные системы" - это печатный источник информации

IT-Lexicon. Что такое Kernel

Википедия - ядро операционной системы.