內核是操作系統的主要部分，它可以同時運行多個進程，并且不會因資源不足而導致系統崩潰。Linux 是能夠處理復雜應用程序的穩定操作系統之一，適用于創建復雜架構。Linux 有一個內核，它被稱為 Linux 操作系統的核心，它可以完全控制 Linux 系統中的所有內容。內核被認為是在引導加載程序加載之前將在 Linux 系統上加載的首批程序之一。如果您是 Linux 新手并且不了解引導加載程序，那么它是一種將加載和啟動 Linux 操作系統的加載時間進程的程序。每當您啟動系統或啟動系統時，它都有助于在計算機內存中加載操作系統。

如果您有基本的計算機背景，那么您必須熟悉“啟動”系統這一術語。這是引導加載程序將轉換指令以處理 CPU 數據的步驟。引導加載程序能夠處理內存和其他外圍設備，如鍵盤、顯示器等。

內核的工作

內核充當系統上運行的應用程序、CPU、內存和連接到系統的設備之間的屏障。它被稱為計算機硬件與正在運行的進程或應用程序之間的接口。Linux 內核是免費和開源的，以及類 Unix 操作系統內核。

• 創建 Linux 系統基礎的硬件或物理機器由內存 (RAM)、處理器或中央處理單元 (CPU) 以及輸入/輸出 (I/O) 設備（如 存儲、 網絡和圖形）組成. CPU 將執行所需的計算，讀取數據并將數據寫入內存。
• Linux內核也被稱為Linux OS的核心程序。主軟件駐留在系統內存中，并指導 CPU 執行什么任務。
• 用戶進程是由系統內核管理的正在運行的程序。用戶進程創建主用戶空間。內核讓這些進程相互建立連接。

系統將在內核模式或用戶模式下在 CPU 上運行各種任務。在內核模式下運行的代碼僅限于使用硬件，而在用戶模式下運行的代碼僅限于使用 CPU 和內存。這種類型的區別也適用于記憶。

Linux內核的子系統

我們在下面提到了 Linux 內核的主要核心子系統。它們是進程調度器、虛擬文件系統、內存管理單元、網絡單元和進程間通信單元。在本文中，我們將僅詳細關注 Linux 內核的三個主要子系統。讓我們看看這三個核心子系統的詳細功能。

進程調度器：這是內核的主要子系統，因為它負責在通道中的所有進程或應用程序之間分配 CPU 時間和資源。任何正在運行的進程都不會缺少 CPU 資源，并允許多個應用程序同時運行，而不會因另一個應用程序而影響一個應用程序的性能。PS：查看2022 年最佳服務器 CPU 處理器的建議。

內存管理單元：該內核子系統負責管理內存并確保內存在系統上運行的所有資源、進程和應用程序之間的正確分配，因此它們不會因為內存不足或在內核模式下拋出“內存不足”等錯誤而崩潰”。

虛擬文件系統：這是內核子系統，負責為計算機上所有可用的文件系統提供平等的接口，并允許它們訪問這些文件系統上存在的存儲數據。

Linux內核的優點

以下是使用 Linux 內核的一些優點。

• 由于軟件的參與較少，因此它被認為工作得更快。
• 內核是一個小軟件；因此，就源代碼和編譯形式而言，它更小。
• 由于其體積和代碼小，它往往具有較少的錯誤，因此出現任何與安全相關的問題的可能性較小。
• 它是一個完全在單一地址空間內運行的單一進程。
• 它有助于在 Linux 系統上運行的所有進程中管理系統的所有資源。

內核的缺點

以下是內核的一些陷阱；其中一些在下面提到。

• 由于內核子系統之間存在依賴關系，如果設備驅動程序出現錯誤，可能會導致整個系統崩潰。
• 如果內核的大小很大，管理它就變得很困難。
• 為了向 Linux 系統添加任何新服務，您需要對操作系統進行整體修改。

單片內核

在單體內核中完成的大部分工作都是通過系統調用完成的。正在運行的程序通過系統調用與操作系統交互。每當程序想要與操作系統內核交互時，它都需要發出系統調用請求。系統調用將使用應用程序接口 (API) 向請求的應用程序提供操作系統的服務。

單片內核與微內核有何不同

兩者的顯著區別在于系統調用和內核空間。我們已經提到了單體內核和微內核之間的一些顯著差異。主要區別在于微內核在不同的空間中實現用戶和內核服務。相比之下，單片內核在單個地址空間中使用這兩種服務。

• 微內核的大小很小，因為與內核相關的服務和任務將只運行內核服務。相比之下，單片內核的大小與微內核相比要大，因為單片內核和用戶服務都在相同的地址空間中運行。
• 單片內核的處理速度很快，因為系統調用用于建立應用程序和底層硬件之間的通信。雖然與單片內核相比，微內核處理速度較慢，但??通信是使用正在運行的應用程序和底層硬件之間傳遞的消息完成的。
• 如果您想添加任何新服務，您可以輕松擴展微內核，因為該服務將被添加到與內核空間完全隔離的用戶地址空間。因此無需修改內核。另一方面，擴展單片內核很困難，因為添加任何新服務都需要您更改整個內核空間。
• 從安全的角度來看，微內核更安全，就像任何正在運行的服務發生故障一樣，不會對操作系統造成影響。而另一方面，單體的安全性較低，因為如果出現任何服務故障，整個單體系統都會受到影響。
• 在設計內核時，單片內核很容易設計，因為它需要的代碼更少，而另一方面，微內核的設計很復雜，因為它需要冗長的代碼，可能會導致更多的錯誤。

什么是內核空間？

Linux系統可以將內存空間劃分為兩個區域——內核空間和用戶空間。內核空間是內核執行各種任務并向系統提供服務的獨立空間。

結論

內核是操作系統的主要部分，它使得同時運行多個進程成為可能，并且不會因運行資源不足而導致系統崩潰。它有助于管理每個進程的工作并幫助它們與底層硬件進行交互。內核有兩種類型——單片內核和微內核。如今，各種公司都在利用這兩種內核的綜合優勢來實現系統的最佳性能和生產力。