ما هو الكرنل في علم الحاسوب

بسم الله الرحمن الرحيم والصلاة والسلام على اشرف المرسلين سيدنا ومولانا محمد الصادق الامين


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته اخواني الكرام,في الحقيقة ترددت كثيرا قبل ان اكتب هذا الموضوع لان الكرنل عالم حقيقي بحد ذاته والتطرق اليه باللغة العربية امر صعب لقلة المصادر لكني توكلت على الله وقمت بكتابة هذا المقال واالذي اتمنى ان يفيدكم.
تعريف الكرنل

الكرنل هو نواة نظام التشغيل مثل الويندوز,الماك, اللينكس وغيرهم.وهو برنامج يشكل جزءا رئيسيا من مكونات نظام التشغيل او بكل بساطة هو القلب النابض لأي نظام تشغيل فهو مسؤول عن إقلاع النظام.يقوم بتسيير جميع موارد الحاسب الالي وتامين الاتصال بين البرامج و الهاردوير.

الكرنل مسؤول عن عملية تعريف البرامج والبيانات او مايسمى ميكانيزم التجريد,يسهل عملية تبادل المعلومات بين قطع الكمبيوتر كبطاقة الصوت مثلا وبرنامج لتشغيل الأفلام والموسيقى مثل الريلبلاير(لايجب الخلط بين الكرنل والدرايفر). وهذا رسم توضيحي :

https://upload.wikimedia.org/wikiped...out-ar.svg.png


الكرنل في انظمة التشغيل

الويندوز




وهو نظام التشغيل الذي تصدره مايكروسوفت,بالنسبة للاصدارات القديمة من ويندو1.0 و حتى ويندوز ميلينيوم فقد كانت تستعمل النواة الاحادية. الدوس بالنسبة لويندوز 1.0 حتى 3.11 .و نواة ويندوز 9 اكس للاصدارت 95 و98 و ميلينيوم,اما باقي الاصدارت ابتداء من ويندوز 2000 فتستعمل نواة ويندوز ان تي الهجينة.


CEهناك اصدار ويندوز الخاص بالاجهزة الكفية وعلى اساسه يشتغل الويندوز فون اصدار 7 اكس


RT وكذا الويندوز الخاص بالحواسيب اللوحية وهي اصدارات تستعمل النواة الهجينة


الدوس نظام تشغيل بدائي يعتمد على موجه الاوامر تم انتاجه سنة 1981 كان يعتمد على النواة الاحادية. لكن بعض المبرمجين يختلفون في الراي في ما اذا كانت نواة الدوس تعتبر نواة حقيقية.

الأنظمة من ويندوز 1.0 حتى ويندوز 3.11 هي انظمة 16 بت

الأنظمة من ويندوز 95 وحتى 2000 هي انظمة 32 بت

الأنظمة من ويندوز اكس بي وحتى اخر نسخة 8.1 هي انظمة 32 بت و64 بت.

Linux

نظام لونيكس تم اصداره اول مرة سنة 1991 قائم على اساس اليونكس"اول اصدار سنة 1969" او بالاحرى يحاكي اليونكس في طريقة العمل ويشتغل بنواة احادية معدلة تسمى ايضا نواة لونيكس .يتميز اللينكس بتعدد توزيعاته منها ما هو مفتوح وهو الترخيص الاكثر انتشارا مثل الاوبنتو,واصدارات اخرى مثل الفيدورا تنقسم الى قسمين قسم مفتوح وقسم مغلق.اخف توزيعة من لينكس هي Damn small
حجمها لايتعدى 50 ميغا وتعمل على ابسط الحواسيب

انظمة قائمة على اساس اللينكس
...Android.Tails.whonix

OS X

او ماكان يعرف بالماك او اس وهو نظام التشغيل الذي تنتجه ابل يستعمل نواة xnu الهجينة القائمة على اساس النواة الصغرية Mach و النواة الاحادية bsd اشهر نسخة الماك ليون.انظمة الماك تتميز بالامان والقوة وتعمل بكفاءة على اجهزة ابل احسن من العمل في الاجهزة الاخرى.

اما ios وهو النظام الخاص بالايفون والايباد فيستعمل نفس النواة لكن مع بعض الاختلاف في البنية الخاصة بالنواة

بعض انواع الكرنل

Monolithic kernel(وحيدة الطبقات)

https://upload.wikimedia.org/wikiped...simple.svg.png


او النواة الاحادية وتحتوي على كود ضخم يضم كل متطلبات التشغيل والوضائف الخاصة ولها عنوان وحيد في الذاكرة وتعمل هذه النواة بشكل كامل بما فيها من خدمات, تقوم النواة الأحادية بالعمل في حيز واحد من الذاكرة وبهذا تحقق تحسن في أداء النظام,تتميز بالسرعة العالية لكن تصميمها معقد وامكانية تشابك عناصرها وارد بشكل كبير واذا فشل جزء ما في العمل فان النواة تنهار بالكامل اضافة الى ذلك يعتبر هذا النوع كبير الحجم.الانظمة التي تشتغل على هذه النواة كثيرة منها نظام يونكس اقدم انظمة التشغيل.

Monolithic Modular Or Linux Kernel

وهو عبارة عن نواة احادية معدلة افضل في العمل اذ تجمع الاجزاء الرئيسية للنظام في بلوك محدد في الكود الاحادي.اما باقي الاجزاء فتعمل خارج هذا الكود,تتميز الانظمة التي تعمل بهذه النواة بالقوة والثبات وهذا ما يفسر استخدام السيرفرات العملاقة لنظام اللينكس.اشهر نظام يستعمل هذا النوع هو اللينكس و الاندرويد.

Microkernelالنواة الدقيقة او المصغرة او الصغرية

تقوم النواة المصغرةبتنفيذ معظم عملياتها في حيز المستخدم لكي تحافظ على توزيع وتفرقة المهام عن بعضها وبهذا تسهل عملية تحسين وتطوير الشيفرة البرمجية للنواة وإصلاحها .تعتمد النواة الصغرية على تقليص الوظائف المرتبطة بها.ونقل جزء كبير من خدمات نظام التشغيل من فضاء النواة الى فضاء المستخدم مع الابقاء على الوظائف الاساسية فقط وهذا ما يجعلها تسمى بالنواة الصغرية.


تتميز النواة الصغرية بصغر حجمها اذ تحتوي في المجمل على 50.000 سطر من الاكواد مقابل 6.000.000 للنواة الاحادية مثل لينكس 2.6.0

النواة ماغ هي نواة صغرية وتعد احد مكونات نظام الماك.

الانظمة التي تشتغل بهذا النوع قليلة الشهرة بالنسبة للمستخدم العادي مثل
Qnx,Minix,Gnu/Unix,AmigaOs


النواة المهجنة او الهجينة Hybrid
وهي نواة تستعمل مزايا النواتين الاحادية والصغرية.النواة المهجنة هي في الاساس نواة صغرية تحتوي كود غير اساسي في مساحة النواة لانها تعمل بشكل اسرع من وضعها في مساحة المستخدم,اشهر مستخدمي هذا النوع الويندوز و الماك.مع العلم ان نواة الماك تختلف في عملها عن نواة الويندوز ولو انهما من نفس النوع الهجين لمعرفة الفرق بين نواة الماك الهجينة و النواة الهجينة المستخدمة في باقي انظمة التشغيل اليكم هذا الرسم التوضيحي


https://upload.wikimedia.org/wikiped...%C3%A9.svg.pnghttps://upload.wikimedia.org/wikiped...%C3%A9.svg.png

Noyau=kernel

Materiel=Hardware

Nanokernels

هو نوع نادر الاستعمال ولاتتوفر معلومات كافية عنه,تعني الكلمة نانو صغير اصغر من الصغر,النانوكرنل تمثل نظام التشغيل في طبقة تجريد الاجهزة الطبقة الاقرب الى الارتباط بالبروسيسور.يعتمد هذه النوع على تجزئة النواة الى حبات صغيرة مما يوفر سرعة في التعامل مع الرام,اعتذر لقلة المعلومات في ما يخص هذا النوع لكن هذا ما استطعت جمعه من معلومات


Exokernels


تعني كلمة ايكسو خارج وهي في الاصل كلمة اغريقية,تعمل هذه النواة في مساحة المستخدم عكس الانواع الاخرى,اما خدمات نظام التشغيل فتعمل بشكل مستقل,المعلومات عن هذه النواة قليلة ايضا وهذا رسم توضيحي لكيفية عمل هذا النواة.

https://upload.wikimedia.org/wikiped...el-exo.svg.png

هذا فيديو قمت بانشاءه عن الكرنل اتمنى ان ينال اعجابكم

https://www.youtube.com/watch?v=_d6oeffkSQY

اتمنى ان يكون الموضوع قد اعجبكم واعتذر ان بدر مني أي تقصير لان موضوع الكرنل موضوع معقد ومتشعب.الى اللقاء في موضوع اخر ان شاء الله

ولارد :ah34:

لك الف الف الف شكر اخي علي المعلومات الغاليه واسلوبك السهل المبسط

ولك الف الف لاشكرا على واجب على ردك المشجع اخي الكريم

الموضوع صعب الفهم يا أخي ، عموماً شكراً لك المحاولة .

موضوع رائع أخي و في الصميم
أظن لن يفهمه أحد إلا المحترفين في أنظمة التشغيل
بصراحة أعجبت به كثيراً و لك من أالف تحيه و سلام :)

جزاك الله كل خير على الموضوع القيم

لك الف الف الف شكر اخي علي المعلومات
وجزاك الله ألف خير

شكرا لك اخي الكريم علي الشرح الرائع

جزاك الله خير وجعل ما أوتيت من علم فى ميزان حسناتك