内核
内核(Kernel)是操作系统最基本的部分,用来管理软件发出的数据I/O要求的计算机程序,并将这些要求转译为数据处理的指令并交由中央处理器(CPU)及计算机中其他电子组件进行处理。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件,这种访问是有限的,并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。
基本信息
- 中文名
内核
- 外文名
kernel
- 发源时间
1991年10月
- 类别
软件
- 种类
单内核、双内核、微内核
发展历程
Linux的第一个公开版本是1991年10月的0.02版本,两个月以后,在1991年12月,Linux发布了0.11版本,这是第一个可以不依赖于Minix就可以使用的独立内核。
0.12版本发布一个月以后,在3月,版本号跳到了0.95,反映出系统正变得成熟,不仅如此,直到两年后,也就是1994年3月,具有里程碑意义的1.0.0才完成。
大约从这时起开始使用两“路”编号方法标注内核的开发,偶数号的内核(比如1.0、2.2、2.4、2.6)是稳定的,“产品”型号,同时,奇数号的内核版本(1.1、2.3)是前沿的或者“发展中的”内核。一个稳定的内核发布以后几个月就开始新内核的开发工作。然而,2.5的开发工作是在2.4完成后几十个月以后才开始的。
post-halloween文档的大部分讨论内容是用户需要注意的主要改变,以及需要更新的系统工具(为了利用它们)。关心这一信息人的主要是那些期望提前了解2.6内核中有哪些内容的Linux发行商,还有终端用户,这可以让他们确定为了能利用新部件是否有需要升级的程序。
KernelJanitors项目保持了一个列表,内容是需要修复的较小缺陷和解决方法。这些缺陷解决方法中大部分是由于向内核打较大的补丁时需要改动很多部分代码而导致的,比如有些地方会影响设备驱动程序。那些新近从事内核开发的人开始时的工作可以选择列表中的条目,这样让他们可以通过小项目学习如何编写内核代码,同时有机会为社区做出贡献。
还有,在另一个预发布的项目中,JohnCherry追踪了在对每个已经发布的内核版本进行编译时发现的错误和警告。这些编译统计数字随着时间的流逝一直持续下降,而且,以系统的形式来发布这些结果使得所取得的进展一目了然。在很多情况下,可以像使用KernelJanitors列表一样来利用这些警告和错误消息中的一部分,因为编译错误通常是由小的缺陷引起的,需要一些努力去修复。
最后,还有AndrewMorton的“must-fix”列表。由于他已经被选定为2.6内核发布后的维护者,他运用他的特权概括地列出了那些他认为在最终的2.6内核发布前最迫切需要解决方案的问题。must-fix列表中包含了内核Bugzilla系统中的缺陷,需要完成的部件,以及其他已知的问题,这些问题如不解决将阻碍2.6发布。这一信息可以帮助指明在新内核发布前还需要哪些步骤;对那些关心这一万众期待的2.6内核发布何时能完成的人来说,它还可以提供有价值的信息。1
主要内容
种类区分
单内核
单内核(Monolithic kernel),是个很大的进程。它的内部又能够被分为若干模块(或是层次或其他)。但是在运行的时候,它是个单独的二进制大映象。其模块间的通讯是通过直接调用其他模块中的函数实现的,而不是消息传递。
单内核结构在硬件之上定义了一个高阶的抽象界面,应用一组原语(或者叫系统调用)来实现操作系统的功能,例如进程管理,文件系统,和存储管理等等,这些功能由多个运行在核心态的模块来完成。
尽管每一个模块都是单独地服务这些操作,内核代码是高度集成的,而且难以编写正确。因为所有的模块都在同一个内核空间上运行,一个很小的bug都会使整个系统崩溃。然而,如果开发顺利,单内核结构就可以从运行效率上得到好处。
很多现代的单内核结构内核,如Linux和FreeBSD内核,能够在运行时将模块调入执行,这就可以使扩充内核的功能变得更简单,也可以使内核的核心部分变得更简洁。
单内核结构是非常有吸引力的一种设计,由于在同一个地址空间上实现所有低级操作的系统控制代码的复杂性的效率会比在不同地址空间上实现更高些。 单核结构正趋向于容易被正确设计,所以它的发展会比微内核结构更迅速些。
单内核结构的例子:传统的UNIX内核----例如伯克利大学发行的版本,Linux内核。