Огляд типів ядер

Монолітне. Одне велике ядро для всіх завдань - в цьому полягає ідея моноліту. Таке ядро відповідає за управління пам'яттю і процесами, за комунікацію між процесами, а також пропонує функції для підтримки драйверів і устаткування. Саме до цієї категорії відносяться Windows, Linux і Mac OS X.

Мікро. Помилка в ядрі може вивести з ладу всю операційну систему. Тому мікроядро відрізняється гранично малими розмірами - щоб звести помилки і збої до мінімуму. Але оскільки ядро має підтримувати широкий набір функцій, воно поділяється на кілька модулів, з яких тільки один працює в режимі ядра. Класичним прикладом є Mach - компонент Mac OS X. Так чи інакше, до цих пір жодна операційна система з мікроядром не завоювала популярності серед домашніх користувачів.

Гібрид. Гібридне ядро являє собою щось середнє між монолітним і мікроядром. Саме ядро робиться полегшеним, а для додаткових завдань існують динамічні модулі. У Linux і OS X теж можна довантажувати частини ядра, але не в таких масштабах, щоб віднести їх ядра до гібридних.

 Windows: працює на будь-якому обладнанні

Починаючи з NT, в архітектурі Windows виділяється два режими: призначений для користувача і привілейований, або режим ядра. Це відноситься і до Vista. У режимі користувача працює практично все, що бачить користувач, тобто додатки на зразок Word або Photoshop. У цьому режимі програми не мають прямого доступу до обладнання або оперативної пам'яті. Таким чином, для користувача режим надійно ізольований, а всі звернення до глибин системи прямують через спеціальні інтерфейси, такі як Win32 API з системними бібліотеками DLL (Dynamic Link Libraries).

Такий режим ядра - фоновий і практично непомітний для користувача. Все добре до тих пір, поки не виникне якась проблема - наприклад, драйвер режиму ядра (див. схему ядра Windows) не зруйнує всю систему, і погляду користувача постане синій екран. Центральне значення тут має файл ntoskrnl.exe. За аналогією з режимом ядра і призначеним для користувача режимом його завдання також діляться на дві групи - шар ядра і виконавча система. Головне завдання шару ядра - планувати завантаження центрального процесора, тобто розподіляти процесорний час між окремими програмами. Виконавча система відповідає за віртуальну пам'ять, процеси введення-виводу і інші завдання.

Найглибше в системі розташовується рівень апаратних абстракцій (Hardware Abstraction Layer, HAL). Він надає іншим верствам ОС служби для роботи з вбудованим устаткуванням. Так, шар ядра може розподіляти процесорний час між програмами незалежно від того, який процесор використовується в комп'ютері - двоядерний AMD чи чотирьохядерний Intel. Якщо б не HAL, Microsoft довелося б розробляти окрему Windows для кожного комп'ютера.