Jezgra (računarstvo)

Slikovni prikaz jezgre operacijskog sustava, te odnos prema softveru i hardveru

Jezgra (eng. kernel) operacijskog sustava jest srž operacijskog sustava i najniži apstracijski sloj koji je izveden programski. Jezgra je most između programa koji se izvode (procesa) i svega u ǌihovoj okolini, dakle za međusobnu komunikaciju između procesa, tako i između ǌih i ostatka računala ili vaǌskog svijeta. Jezgra ima sve ovlasti i može pristupiti svakom resursu računala, dok se programima koji se izvode uskraćuje da izravno pristupaju žeǉenim resursima, već u tu svrhu programi moraju pozivati funkcionalnosti jezgre. Time se postiže da se na jednom mjestu (u jezgri) mogu nametnuti sigurnosna i druga pravila važna za osiguraǌe smislenog ponašaǌa računala i svih programa u ǌemu kao cjeline. Jezgra može i ovlastiti neki program da pristupa određenom resursu računala i izravno, bez posredovaǌa jezgre. Ovo se obično koristi da se programu dâ izravan pristup određenom dijelu memorije (kako privatne memorije koju koristi samo taj program, tako i dijeǉene memorije koju istovremeno koristi više programa); za pristup u druge resurse ovo se to rjeđe koristi, prvenstveno zato što je preduvjet za to odgovarajuća sklopovska podrška.

Ovisno kako je dizajner operacijskog sustava pristupio problemu, te tehnološkim dostignućima do sada (2006.), jezgre su podjeljene na sljedeće podvrste:

monolitne jezgre - sadrže sve predviđene dijelove i stoga su tipično velike
mikro jezgre - neki funkcionalni dijelovi nisu dio jezgre, već se naknadno pokreću kao posebno privilegirani programi
hibridne jezgre - funkcionalni nadskup monolitnih i mikro jezgri
nano jezgre
atipične jezgre
egzo jezgre

Kratki pregled

Jezgra operacijskog sustava obavǉa sve kritične funkcije operacijskog sustava, kao:

upravljanje memorijom: primarnom i sekundarnom
upravǉaǌe sklopovǉem: upuštaǌe, pogoǌeǌe, gašeǌe
upravljanje procesima: stvaranje, pokretaǌe, izvođenje, zaustavǉaǌe, gašenje, sinkronizacija, prioritizacija
upravǉaǌe vremenom: osiguravaǌe da kritični poslovi dobiju dovoǉno vremena
zamjenu konteksta (eng. context switch)
međuprocesna komunikacija
upravljanje prekidima
kontrola prava pristupa: svi programi mogu od jezgre tražiti neku radǌu, pravo pristupa ili slično, ali jezgra će voditi računa koje od toga će programu dopustiti, a koje neće
datotečne funkcionalnosti: jezgre tipično ukǉučuju sve potrebno za podršku jednog ili više tipova datotečnih sustava
mrežne funkcionalnosti: također, jezgre obično implementiraju i podršku za jedan ili više mrežnih protokola (npr. sve funkcionalne slojeve za TCP/IP)
upravǉaǌe modulima: mikro jezgre i hibridne jezgre ukǉujuču mogućnost da se neki funkcionalni dijelovi jezgre naknadno učitaju i aktiviraju, te nakon prestanka potrebe, deaktiviraju i odbace
zbirke funkcija: neke jezgre, kao neobavezni dio, sadrže i zbirke fukcionalnosti koje nisu kritične za ponašaǌe sustava, ali su često korištene, te su smještene u jezgri da su na raspolagaǌu svim programima

Slojevni prikaz računalne arhitekture

Primjeri

Vanjske poveznice

http://kernelnewbies.org/ - (engleski) programiranje Linux jezgre za početnike

Nedovršeni članak Jezgra (računarstvo) koji govori o računarstvu treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima uređivanja Hrvatske internetske enciklopedije.