Käyttöjärjestelmän ydin
Wikipedia
Käyttöjärjestelmän ydin tai kerneli (engl. kernel) on käyttöjärjestelmän alimman tason osa, jossa sijaitsevat kaikki tietokoneen ydintoiminnan kannalta tärkeimmät toiminnot. Ydin itsessään on hyvin pieni osa koko käyttöjärjestelmää (usein vain muutamia megatavuja). Ydin keskustelee suoraan tietokoneen laitteiston kanssa ja hallitsee muun muassa näppäimistöä, hiirtä ja kiintolevyä, jotta sovellusohjelman ei tarvitsisi tuntea esimerkiksi levyn yksityiskohtia tallentaessaan sinne tiedostoa. Ytimen päälle rakennetaan muut käyttöjärjestelmän osat, kuten ohjelmointiympäristöt ja apuohjelmat.
Käyttöjärjestelmäytimiä on (ainakin) kolme päätyyppiä:
- Monoliittinen ydin, joka toimii kokonaisuudessaan yhdessä muistiavaruudessa (eli prosessissa). Monoliittisia ytimiä ovat esimerkiksi Linux sekä BSD-ytimet.
- Mikroydin, joka jakaa ytimen toiminnallisuuden useisiin prosesseihin ja toimii näiden prosessien eräänlaisena yhdistävänä tekijänä. Esimerkkejä mikroytimistä ovat GNU Mach, L4, Minix ja QNX.
- Ulkoinen ydin (engl. exokernel), joka pyrkii jakamaan pelkästään laitteiston resursseja. Toiminnallisuus (esim. tuki eri tiedostojärjestelmille) syntyy käyttöjärjestelmän ylemmillä tasoilla. Ulkoinen ydin on erittäin yksinkertainen ydinmalli, koska sen ainoa tehtävä on jakaa resursseja käyttöjärjestelmän ylemmille osille (ylemmät osat voivat olla esimerkiksi keskustietokoneissa ajettavia käyttöjärjestelmiä).
Lisäksi on joitakin muita tyyppejä, kuten hybridiydin, joka on jonkinlainen monoliittisen ja mikroytimen yhdistelmä. Hybridiytimeen perustuvia käyttöjärjestelmiä ovat Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista ja ReactOS.
Monoliittisen ytimen heikkous on se, että esimerkiksi yksi virhetilanne ytimessä voi kaataa koko järjestelmän. Mikroytimessä on periaatteessa mahdollista poistaa virheen tehnyt prosessi hallitusti, mutta ongelmana on suorituskyky: ytimen eri osat (esim. laiteajurit) eivät voi keskustella toisensa kanssa suoraan samassa muistiavaruudessa.
Käyttökelpoisessa käyttöjärjestelmässä on ytimen lisäksi paljon muitakin ohjelmia. Varsinaisesti käyttöjärjestelmäksi mielletään yleensä kokonaisuus, joka sisältää perusohjelmat ja graafisen käyttöliittymän. Käyttöjärjestelmän päällä puolestaan toimivat sovellukset, kuten tekstinkäsittely-, taulukkolaskenta- tai sähköpostiohjelmat.
