Il kernel è il componente centrale di un sistema operativo (OS). È un programma che gestisce le risorse del sistema, tra cui la CPU, la memoria, lo spazio su disco e i dispositivi di input/output (I/O). Il kernel viene caricato nella memoria principale del computer durante il processo di avvio. Ma dove viene caricato esattamente il kernel?
Il kernel viene caricato in una posizione di memoria specifica nota come spazio kernel. Questo spazio è riservato al kernel ed è separato dallo spazio utente in cui vengono eseguite le applicazioni e i processi. Lo spazio del kernel è protetto dai processi utente per impedire loro di accedere e modificare le risorse critiche del sistema. Questa separazione garantisce la stabilità e la sicurezza del sistema.
I sistemi operativi sono software che gestiscono le risorse hardware di un computer e forniscono una piattaforma per l’esecuzione delle applicazioni. Esistono vari tipi di sistemi operativi, tra cui Windows, macOS, Linux e UNIX. Ogni sistema operativo ha un proprio kernel, responsabile della gestione delle risorse hardware e della fornitura di una serie di servizi alle applicazioni.
La pianificazione è il processo di allocazione del tempo della CPU ai diversi processi e thread in esecuzione sul sistema. Il kernel è responsabile della programmazione dei processi in base alla loro priorità e ai requisiti delle risorse. Lo scheduler assicura che ogni processo riceva una quota equa del tempo della CPU e che il sistema rimanga reattivo agli input dell’utente.
La memoria virtuale è una tecnica di gestione della memoria utilizzata dal kernel per fornire un’illusione di memoria illimitata alle applicazioni. La memoria virtuale consente alle applicazioni di utilizzare una quantità di memoria superiore a quella fisica disponibile nel sistema. Il kernel mappa gli indirizzi della memoria virtuale in quelli della memoria fisica e trasferisce i dati tra la memoria principale e il disco rigido quando necessario.
Il gestore della memoria è un componente del kernel che gestisce l’allocazione e la deallocazione della memoria di sistema. Tiene traccia dei blocchi di memoria liberi e utilizzati e li alloca alle applicazioni secondo le necessità. Il gestore della memoria assicura anche che la memoria sia protetta da accessi non autorizzati e che il sistema rimanga stabile e sicuro.
L’open source è un modello di sviluppo utilizzato da molti progetti software, compresi alcuni sistemi operativi. Il software open source è libero di essere utilizzato, modificato e distribuito e il codice sorgente è disponibile a chiunque voglia studiarlo o migliorarlo. Il sistema operativo Linux è un esempio di software open source con un’ampia comunità di sviluppatori che contribuiscono al suo sviluppo e alla sua manutenzione.
In conclusione, il kernel viene caricato nello spazio kernel durante il processo di avvio del sistema operativo. Il kernel gestisce le risorse del sistema, pianifica i processi, fornisce memoria virtuale e gestisce l’allocazione della memoria. I sistemi operativi sono di diversi tipi, tra cui Windows, macOS, Linux e UNIX, ognuno con il proprio kernel. Il software open source, come Linux, consente a chiunque di utilizzare, modificare e distribuire liberamente il software.
Windows 10 è programmato principalmente in linguaggio C, C++ e Assembly.
Un file system è un modo per organizzare e archiviare i file sui dispositivi di archiviazione di un computer, come dischi rigidi, unità a stato solido e unità USB. Fornisce una struttura logica per l’archiviazione e il recupero dei dati da parte del sistema operativo e delle applicazioni. Un file system gestisce essenzialmente l’archiviazione fisica dei dati tenendo traccia della posizione dei file, dei loro nomi e dei loro attributi, quali dimensioni, autorizzazioni e data di creazione. I file system più comuni utilizzati nei sistemi operativi sono NTFS, FAT32, HFS+ e ext4.
Il kernel non è stato inventato da una sola persona. È invece un componente fondamentale dei moderni sistemi operativi che è stato sviluppato e migliorato per molti anni da una vasta comunità di programmatori e sviluppatori in tutto il mondo. Il primo kernel di sistema operativo ampiamente utilizzato è stato il kernel Unix, sviluppato alla fine degli anni ’60 da un gruppo di programmatori dei Bell Labs, tra cui Ken Thompson e Dennis Ritchie. Da allora, tuttavia, sono stati creati molti altri kernel, tra cui il kernel Linux, rilasciato per la prima volta nel 1991 da Linus Torvalds.