Kernel
Aus Lowlevel
Der Kernel, auch Betriebssystemkernel genannt, ist der zentraler Bestandteil und die Grundlage eines jeden Betriebssystems. Auf ihn bauen alle anderen Bestandteile des Betriebssystems wie Module, Treiber oder Anwendungen auf. Je nach Anwendungszweck wurden verschiedene Kernelarten mit individuellen Vor- und Nachteilen entwickelt. Bekannte Betriebssystemkernel sind u.a. der Linux-Kernel oder NTOSKRNL (Windows NT Kernel).
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Aufgaben eines Kernels
Ein Kernel hat meist folgenden Aufgaben:
- Speicherverwaltung
- Prozessverwaltung
- Geräte- und Hardwareverwaltung (evt. mit Hilfe einer HAL)
- Schnittstelle für Treiber oder Anwendungsprogramme
- Dateisystemverwaltung
Kernelarten
Folgenden Kernelarten exirstieren:
Monolithischer Kernel
Als monolithischen Kernel bezeichnet man einen Betriebssystemkernel, der nicht nur die typischen Aufgaben eines solchen durchführt, sondern auch gleich Treiber für Hardware und andere Funktionen mit sich bringt. Dadurch müssen nicht erst Treiber oder Module nachgeladen werden und auch eine Schnittstelle ist nicht erforderlich, was einen deutlichen Geschwindigkeitsvorteil mit sich bringt. Jedoch ist ein solcher Kernel nicht nur unflexibler, sondern auch deutlich fehleranfälliger und abgestürzte Module können nicht ohne weiteres neu gestartet werden. Der Linuxkernel ist ein Monolithischer Kernel.
Diagramm zum Veranschaulichen
Dieses Diagramm zeigt den groben Aufbau eines monolitschen Kernels.
Mikrokernel
Der Mikrokernel hat meist deutlich weniger Funktionen als ein monolithischer Kernel, da er nur die wesentlichen Funktionen bereitstellt. Treiber und weitere Funktionen werden über zusätzliche Module hinzugefügt, welche auch als eigenständige Prozesse laufen können und gegenüber dem Kernel sicher abgeschottet sind. Somit kann ein fehlerhafter Treiber nicht das ganze Betriebssystem zum Absturz bringen und einfach neu gestartet werden. Prominenter Verfechter dieser Kernelart ist u.a. Andrew S. Tanenbaum.
Diagramm zum Veranschaulichen
Dieses Diagramm zeigt den groben Aufbau eines Mikrokernels.
Exokernel
Der Exokernel ist eine Unterart des Mikrokernel. Bei ein Exokernel kann jedes Programm auf die Hardware zugreifen, da es keine HAL gibt. Da nicht jedes Programm Hardwarezugriff braucht, sind auch Bibliotheken da, die die Hardware abstraktieren.
Makrokernel
Der Makrokernel, auch Hybridkernel genannt, ist eine Verschmelzung zwischen einem monolithischem Kernel und Mikrokernel, die jedoch nicht genau definiert ist. Damit will man die Geschwindigkeitsvorteile eines monolithischen Kernels und die Stabilität und Flexibilität eines Mikrokernels kombinieren. Ab NT 3.1 bezeichnet man Windows als Hybridkernel.
