Нанаядро

Нанаядро — архітэктура ядра аперацыйнай сістэмы камп'ютараў, у межах якой надзвычай спрошчанае і мінімалістычнае ядро выконвае толькі адну задачу — апрацоўку апаратных перапыненняў, якія генеруюцца прыладамі камп'ютара. Пасля апрацоўкі перапыненяў ад клавіятуры нанаядро дасылае інфармацыю аб выніках апрацоўкі (напрыклад, атрыманыя з клавіятуры сімвалы) вышэйлежачаму праграмнаму забеспячэнню, з дапамогай таго ж механізма перапыненняў. Таксама часта рэалізуюць мінімальную патрымку струменяў: стварэнне і пераключэнне.

У некаторым сэнсе канцэпцыя нанаядра блізкая да канцэпцыі HAL — Hardware Abstraction Layer, падаючы вышэйлежачаму ўзроўню ПЗ зручныя механізмы абстракцыі ад пэўных прылад і спосабаў апрацоўкі іх перапыненняў.

Найбольш часта ў сучасных камп'ютарах нанаядро ўжываецца для віртуалізацыі апаратнага забеспячэння рэальных камп'ютараў ці для рэалізацыі механізма гіпервізара, з мэтай дазволіць некалькім ці шматлікім розным аперацыйным сістэмам працаваць адначасова і паралельна на адным і тым жа камп'ютары. Напрыклад, VMware ESX Server рэалізуе асабістае нанаядро, якое не залежыць ад АС і ўсталёўваецца на «голае жалеззе». Па-над гэтым нанаядром працуюць карыстальніцкія і адміністратыўныя ўтыліты VMware і самі аперацыйныя сістэмы, віртуалізаваныя ў ESX Server.

Нанаядры таксама могуць ужывацца для забеспячэння пераноснасці (portability) аперацыйных сістэм на рознае апаратнае забеспячэнне ці для забеспячэння магчымасці запуску «старой» аперацыйнай сістэмы на новым, несумяшчальным апаратным забеспячэнні без яе поўнага перапісвання і партавання. Напрыклад, фірма Apple Computer выкарыстоўвала нанаядро ў версіі Mac OS Classic для PowerPC для таго, каб трансляваць апаратныя перапыненні, генераваныя іх камп'ютарамі на базе працэсараў PowerPC у форму, якая магла «разумецца» і разпазнавацца Mac OS для працэсараў Motorola 680x0. Такім чынам, нанаядро эмулявала для Mac OS «старое» 680x0 жалеза. Альтэрнатывай было бы поўнае перапісванне і партаванне кода Mac OS на PowerPC пры пераходзе з 680x0 на іх. Пазней, у эпоху Mac OS 8.6, нанаядро віртуялізавала мультыпрацэсарныя магчымасці PowerPC і забяспечыла падтрымку SMP у Mac OS. Іншыя ўдалыя прыклады ўжывання нанаядравых архітэктур уключаюць нанаядро Adeos, якое працуе як модуль ядра для Linux і дазваляе выконваць адначасова з Linux якую‐небудзь апероацыйную сістэму рэальнага часу.

Нанаядро можа быць настолькі маленькім і прымітыўным, што нават важнейшыя прылады, якія знаходзяцца непасрэдна на мацярынскай плаце ці на плаце кантролера убудаванай прылады, такія, як таймер ці праграмавальны кантролер перапыненняў, абслугоўваюцца спецыяльнымі драйверамі прылад, а не ядром. Такога кшталту звышмінімалістычнае нанаядро называюць часам пікаядром.

Тэрмін «нанаядро» часам нефармальна ўжываецца для апісання вельмі маленькіх, спрошчаных і лёгкіх мікраядзер, такіх, як L4.

Літаратура

• Sibsankar Haldar, Alex Aravind, Operating Systems, chapter "15.5.2 The Nanokernel-based Model". page 415

Спасылкі

• http://c2.com/cgi/wiki?NanoKernel
• http://wiki.osdev.org/Exokernel