# Betriebssystemkerne


> Gute **Architektur** sagt und _warum_ etwas getan wurde.
> Nicht _wie_ und nicht _wann_ und _wer_.

## Der Betriebssystemkern
- Enthält grundlegende Funktionen des Betriebssystems
  - Systemaufrufe
  - Benutzerverwaltung
  - Prozessverwaltung inklusive Ausführungsreihenfolge ([Scheduling](06_prozessstruktur.md#zeitliche-ausf-hrung-von-prozessen))
  - Interprozesskommunikation
  - Prozessumschalter ([Dispatcher](06_prozessstruktur.md#zeitliche-ausf-hrung-von-prozessen))
  - Gerätetreiber
  - [Speicherverwaltung](06_prozessstruktur.md#prozesse-im-speicher)
  - Dateisysteme zur Verwaltung von Dateien auf Speicherlaufwerken
- Ist die Schnittstelle zur Hardware des Computers
  - Funktionalitäten im BS-Kern haben vollen Hardwarezugriff
  - Funktionalitäten laufen als Prozess im Adressraum des Kerns
  - Funktionalitäten müssen nicht zwingend im Kern positioniert sein, sie können auch über Dienste bereitgestellt werden (Architektur)

## Übersicht Betriebssystem
![image_17.png](image_17.png)
### Betriebssystemkern
- Der **Kernel-Bereich** ist privilegiert
### Die Anwendungsschicht
- Der **User-Bereich** ist nicht privilegiert, kann aber darauf aufbauende Funktionalitäten bereitstellen
- Zugriff auf die Hardware erfolgt alleinig durch die im _Kernel_ bereitgestellten Funktionalitäten (System-Calls)


## Monolitische Kerne
Ein Monolith enthält alle Funktionalitäten eines Betriebssystems

| Pro                                                                                 | Con                                                                                                                      |
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| Bessere **Ausführungsgeschwindigkeit** da weniger _Prozesswechsel_ notwendig sind   | Abgestürzte Komponenten des Kerns können nicht separat neu gestartet werden -> können das gesamte BS zum Absturz bringen |
| Durch jahrelange Entwicklungstätigkeit ist eine gewachsene **Stabilität** vorhanden |                                                                                                                          |

## Minimale Kerne (Microkernel)
Hier befinden sich nur die nötigsten Funktionen im Kernel

| Pro                                                                                                    | Con                                                                                                                      |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Alle weiteren Funktionalitäten laufen als _Dienste_ bzw. _Server_ im User-Modus                        | Abgestürzte Komponenten des Kerns können nicht separat neu gestartet werden -> können das gesamte BS zum Absturz bringen |
| Ausgelagerte Funktionalitäten sind leichter austauschbar, bietet bessere _Stabilität_ und _Sicherheit_ |                                                                                                                          |


## Hybride Kerne
Enthalten Komponenten, die, aus Geschwindigkeitsgründen, zusätzlich in den Kernel aufgenommen werden