Què és un nucli en un sistema operatiu? Quins són els tipus de nucli?

Un nucli és el component central d'un sistema operatiu (SO). S'encarrega de la gestió dels recursos del sistema i de la prestació de serveis als programes d'usuari. Hi ha dos tipus de nucli: monolític i micronucli. Un nucli monolític és un fitxer executable únic, gran i que conté tot el codi del sistema operatiu. Els nuclis monolítics solen ser més ràpids i eficients que els micronuclis, però també són més difícils de dissenyar i depurar. Un micronucli és un nucli petit i modular que només conté el codi necessari per a la funcionalitat bàsica del sistema. Els micronuclis solen ser més flexibles i més fàcils de dissenyar i depurar que els nuclis monolítics, però poden ser més lents i menys eficients.

Cada sistema operatiu, sigui Windows, Mac, Linux o Android, té un programa bàsic anomenat Nucli que actua com a 'cap' de tot el sistema. Aquest és el cor del sistema operatiu! El nucli no és més que un programa informàtic que controla tota la resta. Tot el que passa a l'ordinador passa per ell. En aquesta publicació, parlarem de què és un nucli al sistema operatiu i els diferents tipus de nuclis.

Què és un nucli al sistema operatiu

Ara que sabem que aquest és el programa principal del sistema operatiu, també hauríem de saber que aquest és el primer programa que es carrega després del carregador d'arrencada. Després fa tota la negociació entre maquinari i programari o aplicacions. Per tant, si executeu un programa, la interfície d'usuari envia una sol·licitud al nucli. Aleshores, el nucli envia una sol·licitud a la CPU, la memòria per assignar la potència de processament, la memòria i altres coses perquè l'aplicació pugui funcionar sense problemes a la part frontal.

Podeu pensar en el nucli com un traductor. Tradueix les sol·licituds d'E/S del programari en un conjunt d'instruccions per a la CPU i la GPU. En poques paraules, és la capa entre el programari i el maquinari que ho fa tot possible. El nucli gestiona el següent:

1. CPU / GPU
2. Memòria
3. Dispositius d'E/S o d'E/S
4. Gestió de recursos
5. Gestió de la memòria
6. Gestió de dispositius
7. trucades al sistema.

Els processos d'usuari només poden accedir a l'espai del nucli mitjançant trucades al sistema. Si el programa intenta accedir directament, es produirà un error.

Windows 10 del detector de keylogger

Seguretat i protecció del nucli

El nucli també protegeix el maquinari. Si no hi ha protecció, qualsevol programa podrà realitzar qualsevol tasca a l'ordinador, inclòs el bloqueig de l'ordinador, la corrupció de dades, etc.

En els ordinadors moderns, la seguretat s'implementa a nivell de maquinari. Per exemple, Windows no carregarà controladors que no provinguin d'una font de confiança i certificats amb una signatura. Arrencada segura i arrencada de confiança són exemples clàssics.

canviar el color de fons de la carpeta Windows 10

Arrencada segura: Aquest és un estàndard de seguretat desenvolupat per la indústria de PC. Ajuda a protegir el vostre sistema del programari maliciós evitant que s'executin aplicacions no autoritzades durant l'inici del sistema. Aquesta característica garanteix que l'ordinador només s'iniciï amb programari de confiança del fabricant de l'ordinador. Així, cada vegada que s'inicia l'ordinador, el microprogramari verifica la signatura de cada programari d'arrencada, inclosos els controladors de microprogramari (ROM d'opció) i el sistema operatiu. Si es verifiquen les signatures, l'ordinador arrenca i el microprogramari passa el control al sistema operatiu.

Arrencada de confiança: Utilitza virtual Mòdul de plataforma de confiança (VTPM) per verificar la signatura digital del nucli de Windows 10 abans d'arrencar-lo. Al seu torn, confirma tots els altres components del procés d'inici de Windows, inclosos els controladors d'arrencada, els fitxers d'inici i ELAM. Si el fitxer ha estat alterat o modificat d'alguna manera, el carregador el detecta i es nega a carregar, reconeixent-lo com un component danyat. En resum, proporciona una cadena de confiança per a tots els elements en el moment de la càrrega.

Quins són els tipus de nucli

El nucli també es pot comunicar amb el maquinari mitjançant una línia segura. D'aquesta manera, les empreses poden desenvolupar un nucli que pugui interactuar amb el seu maquinari mitjançant un conjunt de botons. Prenguem, per exemple, una rentadora. Depenent dels botons que esteu movent i del temps establert, un nivell bàsic del nucli hauria de ser suficient. Tanmateix, els propis nuclis es tornen més complexos amb el temps, donant lloc a tipus de nuclis.

1. Nucli monolític: Aquí, tant el sistema operatiu com el nucli s'executen al mateix espai de memòria i són adequats on la seguretat realment no importa. Això fa que l'accés sigui més ràpid, però si hi ha un error al controlador del dispositiu, tot el sistema es bloqueja.
2. Micronucli: Aquesta és una versió reduïda del nucli monolític on el nucli pot fer la major part del treball i no hi ha necessitat d'una GUI addicional. S'han d'utilitzar quan la seguretat i la fallada del sistema no estan presents o no es produiran.
3. Nucli híbrid: Aquest nucli és el que més veiem. Windows, macOS d'Apple. Són una barreja d'un nucli monolític i un micronucli. Elimina els controladors però manté els serveis del sistema dins del nucli, de manera similar a com es carreguen els controladors quan Windows inicia el procés d'arrencada .
4. Nano-Nucli: Si necessiteu tenir un nucli, però la majoria de les seves característiques són configurables externament, això es fa evident.
5. Core Exo: Aquest nucli només ofereix protecció de processos i gestió de recursos. Tanmateix, s'utilitza principalment quan esteu provant el vostre propi projecte i esteu passant a un tipus de nucli millor.

El nucli és molt més del que hem estat parlant. A mesura que profundis, la definició d'un nucli es fa més àmplia i més profunda.

Esperem que aquesta publicació hagi estat fàcil d'entendre i us ajudi a entendre els fonaments bàsics.