Kernel (Betriebssystem)
Dieser Artikel befasst sich mit dem Kernel als Bestandteil von Betriebssystemen. Für andere Bedeutungen siehe Kernel (Begriffsklärung)
Ein Kernel oder Kern ist der zentrale Bestandteil eines Betriebssystems. In ihm ist die Prozess- und Datenorganisation festgelegt, auf der alle weiteren Softwarebestandteile des Betriebssystems aufbauen. Die Konstruktion eines stabilen Kernels ist eine Aufgabe aus dem Bereich der Informatik und des Softwareengineering.
Gängige Anforderungen an einen Kernel sind Parallelverarbeitung verschiedener Aufgaben (Multitasking), Einhaltung zeitkritischer Grenzen, Offenheit für unterschiedlichste Anwendungen und Erweiterungen.
Beispiel: Linux-Kernel, von Linus Torvalds 1991 erstellt und seitdem als Open Source-Projekt weltweit weiterentwickelt.
Bestandteile
Ein Kernel ist in Schichten aufgebaut, wobei die unteren (maschinennäheren) Schichten die Basis für die oberen (maschinenferneren) Schichten bilden. Die oberen Schichten können die Funktionen der unteren Schichten aufrufen, aber nicht umgekehrt.
Folgende Schichten sind vorhanden (von unten nach oben):
- Hardware (gehört nicht zum Kernel)
- Prozessorverwaltung (auch Dispatcher genannt)
- Speicherverwaltung (evtl. einschließlich virtuellem Hauptspeicher)
- Prozessverwaltung (auch Scheduler genannt)
- Geräteverwaltung (auch device management genannt)
- Dateisystem (derer gibt es viele)
Wenn alle diese Funktionen im Kernel selbst vorhanden sind, spricht man von einem monolithischen Kernel. Bei einem Mikrokernel finden wesentliche Teile in getrennten Prozessen statt. Daneben, bzw. zwischen den beiden liegend, gibt es noch den sogenannte Macrokernel.
Auf jeden Fall außerhalb des Kernels laufen die Anwenderprozesse, die sich der vom Kernel angebotenen Funktionen bedienen, um mit der Maschine zu kommunizieren.
Siehe auch: Monolithischer Kernel, Mikrokernel