Linux basis les 1

1.4 Wat is een kernel

Kernel is het Engelse woord voor kern, zeg het hart van een besturingssysteem. De kernel wordt gestart na de bootstrapsloader. Nu is het woord bootstrapsloader niet iets wat iedereen zomaar kan begrijpen. Ter verduidelijking het volgende:

De Engelse  uitspraak Pull yourself up by your bootstraps is in de begintijd van de computers ingevlochten in een verhaal van de Baron van Münchhausen. Deze Baron die met zijn paard in het moeras terecht kwam en dreigde er in te verdwijnen,  bedacht zich op het laatste moment en wist zichzelf met paard en al uit het moeras te trekken. Dit deed hij door het paard met zijn benen strak in te klemmen en vervolgens zich aan zijn rijlaars-lussen, zijn boot straps, met paard en al uit het moeras te trekken. In het authentieke verhaal trok hij zich aan zijn haren, om pressies te zijn aan zijn paardenstaart,  uit het moeras. Hoe dan ook is het een metamorfose die aanschouwelijk moet maken dat met het moment aan opstarten van een computer, een besturingssysteem uit een moeras van nullen en enen wordt getrokken en vanaf dit moment zijn werk kan doen.

Dus als een computer opstart, wordt de kernel geladen. De kernel is een verkeersleider of een intermediair (interface) tussen de gebruiker en de machine. De kernel stelt de gebruiker in staat om met de computer te communiceren. Hij verzorgd de in en uitvoer via muis, toetsenbord, monitor en meer. Het werkgeheugen wordt ook door de kernel ingedeeld en aan toepassingsprogramma's toegewezen. Als verkeersleider bepaald de kernel ook welk programma voorrang heeft en welke toepassing afgesloten dient te worden. Als er meerder CPU's in een systeem aanwezig zijn, verdeelt de kernel de werklast tussen deze. Om te voorkomen dat een taak te lang gaat duren verdeelt de kernel de processortijd over da verschillende applicaties, zodat de gebruiker het idee krijgt, dat de computer meerdere dingen tegelijk uitvoert. Mochten er op een gegeven moment zo veel opdrachten en programma's te gelijk worden uitgevoerd, dat er uiteindelijk niet meer genoeg geheugenruimte hiervoor beschikbaar is, leent de kernel gewoonweg wat diskruimte en verruimt zo de mogelijkheden van zijn werkgeheugen. Dit gaat dan wel ten kosten van de verwerkingstijden. Zover de globale beschrijving. Nu volgt de stappen van het startproces. Gebaseerd op de microcomputer met de x86 processor familie (Intel AMD en anderen)

1. POST de Power on zelftest controleert de computer op juiste werking en geeft een signaal als er een probleem is met de hardware.

2. BIOS het Basic Input en Output System, een firmware programma, dat in een ROM is vastgelegd, dat  leest zijn instructies en systeemgegevens en gaat op zoek naar een startlocatie, de boot loader. Standaard is dit de MBR van een harddrive, maar kan ook een ander locatie zijn.

3. De kernel start aan zijn systeeminstellingen en functies zo als de geheugeninstellingen en start vervolgens de start_kernel. Deze regelt de interrupts, geheugenmanagement en drivers voor alle randapparatuur en start vervolgend het init proces.

4. Het init proces start een aantal instructies die voor de gebruiker essentieel zijn om te kunnen werken, zo als de netwerkverbindingen. Vervolgens geeft init zijn stokje verder aan het desktop programma.

5. Het desktop programma start de grafische omgeving waardoor de gebruiker uiteindelijk gebruik kan maken van de diensten van de computer.