Kernel

Een kernel of core is in de informatica het centrale deel van een besturingssysteem. De kernel is, simpel gezegd, de supervisor (opzichter) in een besturingssysteem.

Taken

De kernel heeft een aantal minimale taken af te handelen:

Het beheren en afhandelen van interrupts: dit zijn signalen die van zowel hardware als software kunnen komen ter notificatie of ter aanvraag.
Het beheren van het fysiek geheugen waarmee de kernel werkgeheugen kan uitlenen aan processen.
Het beheren van het virtueel geheugen, indien een geheugenbeheereenheid op de processor aanwezig is. Hiermee kan de kernel individuele virtuele ruimtes scheppen voor de processen, zodat zij elkaar niet schaden.
Het beheren van processen, ook wel scheduling. Hierbij wordt bepaald welke taak op welk tijdstip uitgevoerd mag worden.

De diensten van de kernel kunnen door processen worden gebruikt door middel van een interface. Deze werken vrijwel altijd via systeemaanroepen (Engels: system calls). Een kernel kan naast de bovenstaande taken ook nog optionele taken uitvoeren:

Het beheren van I/O. Hierbij wordt door de kernel bepaald welke processen gebruik kunnen maken van I/O.
Het beheren van firmware-toegang (BIOS of UEFI). Hierbij wordt door de kernel bepaald welke processen de firmware kunnen gebruiken en hierbij zal de kernel deze aanvragen afhandelen.
De kernel kan zelf ook hardware besturen en deze toegankelijk maken via een interface.

Soorten kernels

In het algemeen zijn er drie soorten van kernels. De twee extrema: monolithische kernels en microkernels en de daartussen liggende hybride kernel. Ook zijn er nog subtypes zoals de exokernel, de nanokernel en de modulaire kernel.

Monolithische kernel

Een monolithische kernel is een kernel waarbij het merendeel van al de diensten afgehandeld wordt in supervisormodus. Zo zullen drivers één geheel vormen met de kernel, toch zijn zij geen onderdeel van de kernel.

Microkernel

Een microkernel is een kernel waarbij het merendeel van de diensten in gebruikersmodus worden afgehandeld. Zo zullen drivers als aparte processen werken in het systeem.

Hybride kernel

Een hybride kernel is een kruising tussen een monolithische kernel en een microkernel. Zo zullen een aantal diensten afgehandeld worden in gebruikersmodus en een aantal in supervisormodus.

Exokernel

Een exokernel is een kernel die tracht abstractie van beveiliging te scheiden. Deze zorgt ervoor dat er zo weinig mogelijk abstractie is, waardoor applicaties zelf de abstractie kunnen afhandelen via interfaces.

Picokernel/Nanokernel

Een picokernel of nanokernel is een exokernel die ontzettend klein is, vaak zelfs kleiner dan een microkernel.

Modulaire kernel

Een modulaire kernel is een hybride kernel waarbij de kernel is opgedeeld in kleinere stukken, die modules worden genoemd.

Zie de categorie Operating system kernels van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.