五分鐘瞭解操做系統內核

時間 2019-11-06

標籤五分 5分瞭解系統內核简体版

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【這是 ZY 第 14 篇原創技術文章】html

操做系統和內核

關於操做系統是這樣定義的：操做系統（英語：Operating System，縮寫：OS）是管理計算機硬件與軟件資源的系統軟件，同時也是計算機系統的內核與基石。操做系統須要處理如管理與配置內存、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入與輸出設備、操做網絡與管理文件系統等基本事務。操做系統也提供一個讓用戶與系統交互的操做界面。
對咱們來講，操做系統最直觀的感覺就是桌面系統，以及上層的應用程序，然後面的資源處理等等就是操做系統背後的黑盒。瀏覽器

讀者朋友們如今閱讀個人這篇文章，是在瀏覽器，或者某個應用程序上進行的。而一個應用程序是要運行在特定的操做系統上的。操做系統，則是要運行在硬件上的。因此這三者關係如圖。
安全

再來看看內核的定義：「內核」指的是一個提供硬件抽象層、磁盤及文件系統控制、多任務等功能的系統軟件。內核是操做系統最基本的部分。它是爲衆多應用程序提供對計算機硬件的安全訪問的一部分軟件，這種訪問是有限的，而且內核決定一個程序在何時對某部分硬件操做多長時間。直接對硬件操做是很是複雜的，因此內核一般提供一種硬件抽象的方法來完成這些操做。硬件抽象隱藏了複雜性，爲應用軟件和硬件提供了一套簡潔，統一的接口，使程序設計更爲簡單。網絡

簡單來講，內核是一個操做系統的核心。它負責管理系統的進程、內存、設備驅動程序、文件和網絡系統等等，決定着系統的性能和穩定性。是鏈接應用程序和硬件的橋樑。
內核就是操做系統背後黑盒的核心。
函數

這時候咱們回過頭來看看操做系統和內核的定義，是否是有些明白了呢。性能

內核的分類

既然咱們知道了內核是什麼，接着來看看內核的分類，如今內核的主要分類有四類：
宏內核（單內核），微內核，混合內核，外內核。操作系統

什麼是宏內核

咱們上面說到，內核管理着操做系統的內存，文件，IO，網絡等等，每一個功能能夠看作一個模塊，在宏內核中，這些模塊都是集成在一塊兒的，運行在內核進程中，模塊之間的交互直接經過方法調用。 .net

什麼是微內核

而在微內核中，內核只提供最核心的功能，好比任務調度，內存管理等等，其餘模塊被移出內核，運行在不一樣的進程中，這樣即便某一個模塊出現問題，只要重啓這個模塊的進程便可，不會影響到其餘模塊，穩定性大大增長。甚至能夠在系統運行過程當中替換現有模塊的實現。並且因爲模塊獨立的性質，能夠作到模塊的按需加載。可是模塊間的相互調用須要經過進程間通訊，通訊效率相對較低。設計

什麼是混合內核

咱們上面看了宏內核和微內核的實現，就會發現，二者各有千秋，也各有缺點，因此混合內核就是集中了二者的特色，讓微內核中的一些核心模塊運行在內核中，從而使內核效率更高一些。3d

什麼是外內核

外內核是把硬件暴露給應用程序，應用程序能夠直接訪問硬件，外內核對系統提供保護。目前還在研究階段。

宏內核微內核對比

看了上述宏內核和微內核的實現，咱們能夠總結一下：宏內核最大的特色就是模塊集成在一塊兒，而微內核是模塊間分離。基於此點出發，對好比下：

	宏內核	微內核
通訊效率	高（函數調用）	低（進程間通訊）
穩定性	低（模塊集成在一塊兒）	高（模塊間互不影響）
擴展性	低（模塊集成在一塊兒）	高（模塊間互不影響）
代碼量	多（須要實現全部模塊）	少（只須要實現核心功能）