什么是内核以及不同类型的内核？

内核是操作系统的重要组成部分。每当我们启动系统时，内核是在引导加载程序之后加载的第一个程序。内核存在于内存中，直到操作系统关闭。

内核提供了用户和系统硬件组件之间的接口。当一个进程向内核发出请求时，它被称为系统调用。

内核的功能如下 -

访问计算机资源- 内核访问各种计算机资源，如 CPU、I/O 设备和其他资源。内核存在于用户和系统资源之间以建立通信。

资源管理- 内核以每个进程对资源的统一访问的方式在各个进程之间共享资源。

内存管理- 通常内存管理由内核完成，因为每个进程都需要一些内存空间，并且必须为其执行分配和释放内存。

设备管理- 进程使用的系统中连接的外围设备的分配由内核管理。

内核类型

不同类型的内核如下 -

在单体内核中，用户服务和内核服务都在相同的内存空间中实现。通过这样做，内核的大小增加，同时它增加了操作系统的大小。由于没有单独的用户空间和内核空间，所以在单片内核中进程的执行会更快。

单片内核的优点如下 -

单片内核的缺点如下 -

微内核与单片内核不同。它有点不同，因为在微内核中，用户服务和内核服务被实现到不同的空间。由于分别使用用户空间和内核空间，它减小了内核的大小，进而减小了操作系统的大小。

由于我们为用户和内核服务使用不同的空间，应用程序和服务之间的通信是在消息解析的帮助下完成的，因此它降低了执行速度。

微内核的优势在于它可以随时轻松添加新服务。

微内核的缺点是这里我们分别使用用户空间和内核空间。因此，它们之间的通信可以减少整体执行时间。

它是单片内核和微内核的结合。它利用了单体内核的速度和微内核的模块化。

混合内核是在内核空间中具有一些非必要代码的微内核，以便代码比在用户空间中运行得更快。因此，一些服务（如网络堆栈或文件系统）在内核空间中运行以降低性能开销，但它仍然将内核代码作为用户空间中的服务器运行。

顾名思义，内核的完整代码非常小，这意味着在硬件特权模式下执行的代码非常小。术语 nanokernel 用于解释内核支持纳秒时钟分辨率。

Exokernel 是由麻省理工学院并行和分布式操作系统小组开发的操作系统内核。在这种类型的内核中，资源保护与管理分离，这导致我们可以执行特定于应用程序的定制。

在 Exokernel 中，没有强制抽象，这就是它与单体内核和微内核不同的特性。但这样做的缺点是设计复杂。Exokernel 的设计非常复杂。