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| Ein Kernel (Betriebssystemkern), ist der zentrale Bestandteil eines Betriebssystems
| | #WEITERLEITUNG [[Betriebssystem/Kernel]] |
| In ihm ist die Prozess- und Datenorganisation festgelegt, auf der alle weiteren Softwarebestandteile des Betriebssystems aufbauen
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| Er bildet die unterste Softwareschicht des Systems und hat direkten Zugriff auf die Hardware
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| ==Bestandteile==
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| Ein Kernel (abhängig von der Struktur) ist in Schichten aufgeteilt, wobei die unteren Schichten die Basis für die darüber liegenden bilden
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| Die oberen Schichten können Funktionen der unteren Schichten aufrufen, aber nicht umgekehrt
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| Diese Schichten sind vorhanden (von unten nach oben):
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| *Schnittstelle zur Hardware (Geräte, Speicher, Prozessoren)
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| *Speicherverwaltung (evtl. einschließlich virtuellem Hauptspeicher)
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| *Prozessverwaltung (auch Scheduler genannt)
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| *Geräteverwaltung (auch Device Management genannt)
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| *Dateisysteme
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| ==Die Kernelstrukturen im Vergleich==
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| *Wenn alle Module im Kernel selbst integriert sind, spricht man von einem monolithischen Kernel
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| *Bei einem Mikrokernel finden nur wesentliche Bestandteile in getrennten Prozessen statt
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| *Eine Zwischenstufe ist der Hybridkernel, bei dem eine Teilmenge der Funktionen Teil des Kernels und der Rest ausgelagert ist
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| *Der selten benutzte Exokernel, beschränkt sich darauf, die Hardware zwischen den Prozessen aufzuteilen, alle weiteren Schritte werden den Prozessen selbst überlassen<br>
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| *Der Kernel selbst läuft im sogenannten Kernel-Mode zusammen mit Gerätetreibern und anderen hardwarenahen Anwendungen
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| *Der Kernel ist vom Kernel-Mode zu unterscheiden denn nicht jede Anwendung ist auch Teil des Kernels
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| **Neben dem eigentlichen Kernel laufen noch andere Anwendungen im Kernel-Mode, z. B. die Hardware Abstraction Layer
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| ==Aufgaben eines Betriebssystem-Kernel==
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| *Schnittstelle zu Anwenderprogrammen (Starten, Beenden, Ein-/Ausgabe, Speicherzugriff)
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| *Kontrolle des Zugriffs auf Prozessor, Geräte, Speicher (Scheduler, Gerätetreiber, Speicherschutz). Möglichst alleiniger Zugriff des Kernels auf diese Ressourcen.
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| *Verteilung der Ressourcen wie zum Beispiel der Prozessorzeit bzw. der Prozessoren auf die Anwenderprogramme.
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| *Strukturierung der Ressourcen, etwa Abbildung von Dateisystemen auf blockorientierte Geräte wie Festplattenlaufwerke, Netzwerkstack auf Netzwerkkarten.
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| *Auflösung von Zugriffskonflikten, etwa Verriegelung bei Mehrprozessorsystemen, Warteschlangen bei knappen Ressourcen.
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| *Virtualisierung der Ressourcen (Prozessor: Prozesse, Festplatte: Dateien, Netzwerkkarte: z. B. Sockets, Speicher: virtueller Speicher, Geräte: Spezialdateien).
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| *Überwachung von Zugriffsrechten auf Dateien und Geräte bei Mehrbenutzersystemen.
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