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Der Kernel: So funktioniert Windows
Wie sicher Windows wirklich ist, das bestimmt in erster Linie der Betriebssystem-Kern. Wir stellen kompakt vor, was der Windows-Kernel leistet, wo die Unterschiede von XP und Vista liegen und was Sie von Windows 7 erwarten dürfen.
- Der Kernel: So funktioniert Windows
- Windows-Kernel im Überblick
- ASLR
- Windows Debugging-Tool
von Jörg Geiger
Den System-Unterbau seiner Betriebssysteme versteckt Microsoft seit Windows XP mit respektablem Erfolg. Nur selten zeigt sich ein Bluescreen, der für kurze Zeit den Blick auf die unterste Betriebssystem-Ebene freigibt. Die unterste Betriebssystem-Ebene ist der Kernel (Kern), die die wesentlichen Betriebssystemfunktionen enthält.Normale Nutzer kratzen nur an der Oberfläche, denn anders als bei Linux ist der Windows- Kern ein gut gehütetes Firmengeheimnis. Nur die Microsoft-Entwickler und wenige Universitäten und Partner dürfen den Quellcode einsehen.
Doch es gibt noch einen anderen Grund, warum der Kernel nicht für jedermann gedacht ist: Der Aufbau von Windows ist sehr komplex. Allein Vista umfasst etwa 70 Millionen Zeilen Quellcode, Tendenz steigend, denn jedes Service-Pack und jeder Patch erweitern den ohnehin schon stattlichen Umfang.
Hauptsächlich kommt dabei die Programmiersprache C zum Einsatz. Dazu gesellen sich auch Code-Stücke, die mit Assembler programmiert werden. Assembler übersetzt Maschinensprachbefehle in eine ausführbare Programmdatei.
Was passiert im Kern?
Im Betriebssystem-Kern werden die Weichen für alle entscheidenden Funktionen von Windows gestellt. Der Kern arbeitet als Schnittstelle zur Hardware, also zu angeschlossenen Geräten, Speichersystemen und CPUs. Außerdem kümmert er sich um die Speicher-, Prozess- und Geräte- Verwaltung und stellt ein oder mehrere Dateisysteme bereit. Wichtig ist vor allem die Kontrollfunktion, denn nur das Betriebssystem bestimmt, welche Programme wie lange auf die Hardware zugreifen dürfen.
Eine weitere Kern-Funktion ist die Aufteilung der Ressourcen. Dahinter stecken Funktionen, die wir wie selbstverständlich jeden Tag benutzen, etwa die Abbildung von Dateisystemen auf Festplatten oder die Umsetzung des Netzwerkprotokoll-Stacks auf Netzwerkkarten.
Und nicht zuletzt ist der Kern immer auch ein Schlichter, denn viel Zeit geht für die Auflösung von Zugriffskonflikten drauf, etwa wenn zwei Programme gleichzeitig auf die Festplatte schreiben wollen.
Der Kern priorisiert dann die Aufgaben und lässt ein Programm schreiben, die zweite Software muss warten. Schlussendlich geht es im Kern auch um Sicherheit, denn dort entscheidet sich auf unterster Ebene, wer was darf. Virenscanner oder Firewalls würden ohne die passenden Kernel-Mechanismen ins Leere laufen.
