Основные типы ядер операционных систем
Основой любой операционной системы является её ядро, на базе которого она и работает. Существует несколько основных типов построения ядер операционных систем, а именно:
- Монолитное ядро
- Модульное ядро
- Микроядро
- Экзоядро
- Наноядро
- Гибридное ядро
Гибридное ядро, по сути представляет собой модификацию микроядра, которая позволяет ускорить работу системы за счёт запуска второстепенных программ в программной области ядра.
Примером такой операционной системы может служить Windows NT. Все перечисленные выше типы ядер операционных систем, обладают своими достоинствами и недостатками. Как правило большинство существующих операционных систем применяют разные вариации этих методов.
Гибридное ядро операционной системы, его достоинства и недостатки
Как пример, в настоящее время ядро операционной системы Linux является монолитным, но с некоторыми модульными компонентами ядра. Есть версии операционной системы GNU, в которых монолитное ядро замещено ядром Mach, а на верхних по отношению к ядру уровнях, работают в пространстве пользователя программы, которые при работе в Linux являлись бы составным элементом ядра.
Другой пример комбинации разных принципов, это запуск операционной системы на базе монолитного ядра при посредстве управляющего микроядра. Этот принцип использован в 4.4BSD и MkLinux, основанием которых служит микроядро Mach.
Микроядро позволяет управлять виртуальной памятью и обеспечивает функционирование драйверов низкого уровня. Все остальные задачи, в том числе обеспечение работы прикладных программ, решаются монолитным ядром. Этот принцип был сформирован при попытке задействовать достоинства микроядерной структуры при сохранении по мере возможности отлично отработанного кода монолитного ядра.
Смешанное (гибридное) ядро, по идее, может соединять достоинства монолитного ядра и микроядра. Логика здесь простая, монолитное ядро и микроядро представляют собой две противоположные крайности, а смешанное ядро должно стать золотой серединой. В нём есть возможность добавить драйвер устройства двумя методами. Он может быть установлен как внутри ядерного пространства, так и в пространстве пользователя. Однако в реальной практике, методика смешанного ядра иногда воспринимает не только положительные стороны монолитного и микроядра, но также и их отрицательные моменты.
Интерфейс пользователя – это вид интерфейса, в котором с одной стороны выступает пользователь (человек), а с другой стороны – компьютер или его оборудование (машина).
Он состоит из комплекса средств и методов, с помощью которых человек общается (работает) с разными, иногда очень непростыми, машинными устройствами и аппаратами. Не редко эта терминология используется для обозначения функций компьютерного программного обеспечения, но под ним подразумевается также комплекс методов, средств и законов работы любых систем под управлением пользователя. Можно привести следующие общеизвестные примеры:
- Экранное меню телевизионного приёмника и пульт управления телевизором.
- Устройство отображения информации (дисплей) электронных приборов (часы, магнитола) и комплект клавиш и переключателей для управления.
- Панель приборов (авто, самолёт) и кнопки, педали и рычаги, чтобы ими управлять.
Интерфейс может быть двунаправленным (интерактивным), в этом случае машина (устройство, прибор) получает команду от человека, выполняет её и информирует человека, имеющимися в наличии способами об исполнении (видео, звуком, тактильным способом и т.п.). Пользователь принимает информацию и отправляет машине следующую команду с помощью имеющихся у него набора средств (клавиши, голос и так далее). Интерфейс, это набор элементов, которые в свою очередь тоже могут быть набором элементов.
Главным достоинством пользовательского интерфейса считается удобная и эффективная работа на нём самого пользователя, чему и уделяется очень большое внимание. Под набором средств и методов пользовательского интерфейса имеется виду следующее. Набор средств:
- Средства вывода информационных данных из машины к человеку. Имеются ввиду все средства воздействия на человеческий организм (зрительные, слуховые и так далее).
- Средства ввода информационных данных или команд человеком в машину. Это может быть большое количество приборов, контролирующих состояние пользователя (клавиши, тумблеры, различные датчики и так далее вплоть до считывания данных активации мозга).
По виду средств для ввода информации, интерфейсы делятся на виды: ввод с помощью жестов, ввод голосовыми командами и так далее. Допускаются и совмещённые варианты. Эти средства необходимо выполнить удобными и не вредными для здоровья человека.
Набор методов – это правила, установленные проектировщиками машины, по которым весь набор действий человека должен вызвать требуемую реакцию машины и реализацию поставленной задачи. Так называемый интерфейс логики. Эти правила необходимо сделать понятными и ясными, чтобы их можно было легко запомнить.
Наращивание в машине (устройстве) оборудования для ввода и вывода информации упрощает методику управления и делает проще правила использования, но при этом усложняет воспринимаемость информационных данных человеком, интерфейс может стать перегруженным. И обратная сторона медали, если уменьшать количество устройств для передачи информации, то это может привести к сложным правилам управления. Все элементы нагружены большим количеством функционала. По этой причине конструкторы интерфейса ищут компромисс между этими крайними случаями. Главным направлением работ в сфере безопасности интерфейса пользователя и, в том числе, видео интерфейсов, выступает проектирование модели безопасности информации с учётом всех возможных аспектов безопасной деятельности.
