Exokernel


Exokernel

Ein Exokernel, auch als vertikal strukturiertes Betriebssystem bezeichnet, ist eine Art von Kernel und damit der zentrale Bestandteil eines Betriebssystems. Seine Hauptfunktion besteht darin, Ressourcenkonflikte zu verhindern und Zugriffsrechte zu prüfen.

Prinzip eines Exokernels

Klassische Kernel verbergen die Hardware des Computers durch eine Hardwareabstraktionsschicht vor der Software. So ist es zum Beispiel möglich, Arbeitsspeicher für ein Programm zu reservieren, die genaue Speicheradresse kann allerdings nicht festgelegt werden.

Exokernel hingegen beschränken sich auf so wenige Abstraktionen wie möglich. So erlauben sie Programmen den direkten Zugriff auf Speicherblöcke, Festplattenbereiche usw. Diese Freiheit kann dazu benutzt werden, Programme zu beschleunigen, indem unnötige Abstraktionen (und damit Zwischenschichten) ausgelassen werden. Die Aufgabe des Exokernels ist es dabei, festzustellen, ob die gewünschte Ressource frei ist, also kein Ressourcenkonflikt vorliegt, und ob sie auch vom jeweiligen Programm benutzt werden darf.

Abstraktionen werden bei einem Exokernel durch ein System von Bibliotheken bereitgestellt, die denen herkömmlicher Betriebssysteme gleichen, allerdings, bedingt durch die Eigenarten des Exokernels, flexibler sind. So ist es - zumindest theoretisch - möglich, verschiedene Betriebssysteme wie Windows oder Unix auf einem Exokernel laufen zu lassen, indem jedes von ihnen unterschiedliche Bibliotheken benutzt.

Das Konzept eines Exokernels existiert seit 1994, wurde allerdings (bis 2005) nur von dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) für mehrere Systeme eingesetzt, darunter ExOs. Ein weiteres Konzept mit dem Namen Nemesis wurde von den Universitäten Cambridge und Glasgow, Cisco Systems und dem Swedish Institute of Computer Science entwickelt.


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