Ядро — основной органоид клетки
«Введение в общую биологию и экологию. 9 класс». А.А. Каменский (гдз)
Вопрос 1. Каковы функции ядра клетки?
Ядро в клетке выполняет основные функции:
1. хранение и воспроизведение наследственной информации, которая хранится в ядре в виде молекул ДНК, входящих в состав хромосом;
2. регуляция обмена веществ в клетке осуществляется благодаря тому, что в ядре содержится наследственная информация о строении клеточных белков в составе ядерных хромосом.
Вопрос 2. Какие организмы относятся к прокариотам?
Прокариоты — это организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. К ним относят бактерии, сине-зеленые водоросли (цианобактерии) и археи.
Вопрос 3. Как устроена ядерная оболочка?
Ядерная оболочка – отделяет содержимое ядра от цитоплазмы. Ядерная оболочка состоит из двух мембран: наружной и внутренней, которые соединяются вместе в области пор.
Вопрос 4. Что собой представляет хроматин?
Хроматин – это комплекс ДНК и белков, в основном гистоновых. Молекулы гистонов с ДНК образуют группы – нуклеосомы. Молекула ДНК, соединенная с нуклеосомой, образует ДНП (дезоксирибонуклеопротеид)– это наименьшая единица хромосомы. В состав хроматина входят РНК, ионы Ca
е. начинают формироваться хромосомы (греч.chromo — цвет, soma — тело.).
Вопрос 5. Каковы функции ядрышек?
Ядрышки – это округлые, сильно уплотненные, не ограниченные мембраной участки ядра. Форма их, размеры и количество зависит от функционального состояния ядра. В клетке, выполняющей функцию синтеза большого количества белка, в ядре будет несколько ядрышек или они будут крупные и рыхлые, т.е. функция ядрышка – это синтез рРНК и сборка малой и большой субъединиц рибосом. В составе ядрышка находится: 80% белка, 10-15% РНК, небольшое количество ДНК и другие химические компоненты. В профазу деления клетки субъединицы рибосом через ядерные поры выходят в цитоплазму, ДНК ядрышка упаковывается на хромосомы, имеющие вторичную перетяжку или ядрышковый организатор, и соответственно, ядрышко как структура распадается и становится не видимой структурой, поэтому иногда говорят, что оно «растворяется».
Вопрос 6. Из чего состоит хромосома?
Хромосома представляет собой молекулу ДНК, соединенную с особым белком, придающим ей компактность.
Вопрос 7. Где располагаются хромосомы у бактерий?
В клетках бактерий нет оформленного ядра. Генетический аппарат бактерий представлен одной кольцевой молекулой ДНК (бактериальной хромосомой), которая присоединена в определенном месте к клеточной мембране и занимает в цитоплазме пространство, называемое нуклеоидом.
Вопрос 8. Что такое кариотип?
Кариотипом — это определенный набор хромосом, характерный для данного вида организмов. Кариотип характеризуется не только числом хромосом, но и их размерами, формой, расположением центромера.
Вопрос 9. Как называется набор хромосом в соматических клетках?
Как правило, соматические клетки содержат двойной набор хромосом, который называется диплоидным.
Вопрос 10. Какой набор хромосом в гаметах?
Гаметы содержат только по одной хромосоме каждого вида, т. е. имеют одинарный набор хромосом, который называется гаплоидным.
Если диплоидный набор хромосом в клетках равен 118, то гаплоидный будет в два раза меньше — 59 (118/2=59).
Вопрос 12. Может ли диплоидный набор содержать нечетное число хромосом?
Диплоидный набор хромосом может содержать нечетное количество хромосом. Существуют организмы, у которых в соматических клетках имеется только одна половая хромосома. Например, у некоторых насекомых (клопы, кузнечики) самки гомогаметны (XX), а самцы имеют только одну половую хромосому (ХО).
Контрольная работа «Строение клетки»
Вариант 1.
1. В каких структурах растительной клетки накапливается крахмал:
А. митохондрии
б. хлоропласты
с. лейкопласты
д. вакуоли.
Е. ЭПС.
2. Какие структуры участвуют в клеточном дыхании:
А. рибосомы
б.
аппарат Гольджи
с. пластиды
д. митохондрии
е. ядро.
3. Кариоплазма – это:
А. совокупность нуклеотидов
б. генетический материал бактерий
с. комплекс ДНК и белков
. д. ядерный сок
е. ядерная мембрана.
4. Каковы функции ядра:
А. хранение и передача наследственной информации
б. участие в делении клеток
С. участие в биосинтезе белка
д. синтез ДНК и РНК.
Е. все перечисленное.
5. Какова функция нуклеиновых кислот в клетке:
А. хранение и передача наследственной информации
б. участие в делении клеток
С. участие в биосинтезе белка
д. синтез ДНК и РНК.
Е. все перечисленное.
6. Роль липидного слоя в функционировании биологических мембран:
А. избирательная проницаемость.
Б. непроницаемость.
С.
Д. проницаемость только для крупных молекул.
Е. проницаемость только для воды
7. Кто впервые ввел термин «фагоцитоза»:
А. Р.Гук.
б. Р.Броун.
С. Л. Пастер
Д. И.И. Мечников
Е. Ф .Туорт.
8.В каких органоидах синтезируются белки:
А. хлоропласты.
Б. рибосомы.
С. митохондрии
Д. ЭПС.
Е. ядро.
9. С какой из структур ядра связано образование всех видов РНК:
А. ядерная оболочка
Б. ядрышко
С. хромосомы.
Д. ядерный сок.
Е. ядерные поры.
10. С появлением какой структуры ядро обособилось от цитоплазмы:
А. ядерная оболочка
Б. ядрышко
С. хромосомы.
Д. ядерный сок.
Е. ядерные поры.
11. Какая ядерная структура несет наследственные свойства:
А. ядерная оболочка
Б.
ядрышко
С. хромосомы.
Д. ядерный сок.
Е. ядерные поры.
12. Почему митохондрии называют энергетическими станциями клеток:
А. осуществляют синтез белка.
Б. синтез АТФ
С. синтез углеводов.
Д. расщепление АТФ.
Е. синтез липидов.
13. Органоид, имеющий дойную мембрану:
А. вакуоль.
Б. митохондрии.
С. лизосомы.
Д. аппарат Гольджи.
Е. рибосомы.
14. Какие структурные элементы характерны для всех клеток:
А. митохондрии.
Б. пластиды.
С. жгутики.
Д. микротрубочки.
Е. бактериофаги.
15. Каково строение липидного слоя мембраны клетки:
А. мономолекулярный.
Б. непрерывный.
С. прерывный.
Д. белковый.
Е. бимолекулярный
16. Полужидкое вещество, заполняющее всю клетку, в котором расположены органоиды и ядро:
А.
кариоплазма.
Б. плазма.
С. цитоплазма.
Д. целлюлоза.
Е. протоплазма.
17. Как называется тонкий внешний покров клетки и некоторых органоидов, состоящий из молекул липидов и белков:
А. эктодерма.
Б. мембрана.
С. оболочка.
Д. гликокаликс.
Е. энтодерма.
18. Органоид, связывающий клетку в единое целое, осуществляющий транспорт веществ, участвующий в синтезе белков:
А. клеточная мембрана.
Б. комплекс Гольджи.
С. эндоплазматическая сеть.
Д. рибосомы.
Е. митохондрии.
19. Как называются внутренние складки митохондрий:
А. граны.
Б. матрикс.
С. кристы.
Д. строма.
Е. тилакоиды.
20. Что расположено на наружной поверхности мембран ЭПС:
А. вакуоли.
Б. фагосомы
С. рибосомы.
Д. пластиды.
Е. жгутики.
21. Какие органоиды имеют одномембранное строение:
А. митохондрии.
Б. пластиды.
С. лизосомы.
Д. рибосомы.
Е. жгутики.
22. Органоиды движения простейших организмов:
А. жгутики
Б. выросты.
С. трубочки.
Д. центриоли. Е. вакуоли.
23. Какой органоид есть только в растительной клетке:
А. митохондрии.
Б. пластиды.
С. лизосомы.
Д. рибосомы.
Е. жгутики.
24. Первичные организмы-прокариоты:
А. улотрикс.
Б. вирус гриппа.
С. мукор.
Д. молочнокислые бактерии.
Е. эвглена-зеленая.
25. Придает привлекательный вид для насекомых лепесткам цветов:
А. хлоропласты.
Б. лейкопласты.
С. хромопласты.
Д. хромосомы.
Е. Вакуоли.
26. Выберите характеристику эукариотической клетки:
А.
содержит ядро.
Б. отсутствует наследственный материал .
С. носителем наследственности служит молекула РНК.
Д. все эукариоты многоклеточны.
Е. одноклеточные организмы.
27. Пиноцитоз является функцией:
А. клеточной мембраны.
Б. ЭПС.
С. комплекса Гольджи.
Д. лизосом.
Е. рибосом.
28. К эукариотам относятся:
А. амебы.
Б. бактерии.
С. вирусы.
Д. бактериофаги.
Е.прокариоты.
29. Какой компонент клетки участвует в процессе фотосинтеза:
А. ядро.
Б. митохондрии.
С. пластиды.
Д. лизосомы.
Е. рибосомы.
30. Неизлечимая болезнь, вызываемая вирусом и передающаяся от человека к человеку половым путем:
А. гайморит.
В. тиф.
С. СПИД.
Д. цистит.
Е. грипп
2 вариант.
1.
Кто впервые ввел термин «фагоцитоза»:
А. Р.Гук.
б. Р.Броун.
С. Л. Пастер
Д. И.И. Мечников
Е. Ф .Туорт.
2. Какой органоид есть только в растительной клетке:
А. митохондрии.
Б. пластиды.
С. лизосомы.
Д. рибосомы.
Е. жгутики.
3. Кариоплазма – это:
А. совокупность нуклеотидов
б. генетический материал бактерий
с. комплекс ДНК и белков
д. ядерный сок
е. ядерная мембрана.
4. Роль липидного слоя в функционировании биологических мембран:
А. избирательная проницаемость.
Б. непроницаемость.
С. полная проницаемость.
Д. проницаемость только для крупных молекул.
Е. проницаемость только для воды
5. В каких структурах растительной клетки накапливается крахмал:
А. митохондрии
б. хлоропласты
с.
лейкопласты
д. вакуоли.
Е. ЭПС.
6. Пиноцитоз является функцией:
А. клеточной мембраны.
Б. ЭПС.
С. Комплекса Гольджи.
Д. лизосом.
Е. рибосом
7. Что расположено на наружной поверхности мембран ЭПС:
А. вакуоли.
Б. фагосомы.
С. рибосомы.
Д. пластиды.
Е. жгутики.
8. Неизлечимая болезнь, вызываемая вирусом и передающаяся от человека к человеку половым путем:
А. гайморит.
В. тиф.
С. СПИД.
Д. цистит.
Е. грипп
9. Какова функция нуклеиновых кислот в клетке:
А. хранение и передача наследственной информации
б. участие в делении клеток
С. участие в биосинтезе белка
д. синтез ДНК и РНК.
Е. все перечисленное.
10. Какие структуры участвуют в клеточном дыхании:
А.
рибосомы
б. аппарат Гольджи
с. пластиды
д. митохондрии
е. ядро.
11. Каковы функции ядра:
А. хранение и передача наследственной информации
б. участие в делении клеток
С. участие в биосинтезе белка
д. синтез ДНК и РНК.
Е. все перечисленное.
12. С появлением какой структуры ядро обособилось от цитоплазмы:
А. ядерная оболочка
Б. ядрышко
С. хромосомы.
Д. ядерный сок.
Е. ядерные поры.
13. Органоид, связывающий клетку в единое целое, осуществляющий транспорт веществ, участвующий в синтезе белков:
А. клеточная мембрана.
Б. комплекс Гольджи.
С. эндоплазматическая сеть.
Д. рибосомы.
Е. митохондрии.
14.В каких органоидах синтезируются белки:
А. хлоропласты.
Б. рибосомы
С. митохондрии
Д. ЭПС.
Е.
ядро.
15. С какой из структур ядра связано образование всех видов РНК:
А. ядерная оболочка
Б. ядрышко
С. хромосомы.
Д. ядерный сок.
Е. ядерные поры.
16. Какой компонент клетки участвует в процессе фотосинтеза:
А. ядро.
Б. митохондрии.
С. пластиды.
Д. лизосомы.
Е. рибосомы.
17. Первичные организмы-прокариоты:
А. улотрикс.
Б. вирус гриппа.
С. мукор.
Д. молочнокислые бактерии.
Е. эвглена-зеленая.
18. Как называются внутренние складки митохондрий:
А. граны.
Б. матрикс.
С. кристы.
Д. строма
Е. тилакоиды.
19. Как называется тонкий внешний покров клетки и некоторых органоидов, состоящий из молекул липидов и белков:
А. эктодерма.
Б. мембрана.
С. оболочка.
Д. гликокаликс.
Е.
энтодерма.
20. Органоиды движения простейших организмов:
А. жгутики.
Б. выросты.
С. трубочки.
Д. центриоли.
Е. вакуоли.
21. Выберите характеристику эукариотической клетки:
А. содержит ядро.
Б. отсутствует наследственный материал .
С. носителем наследственности служит молекула РНК.
Д. все эукариоты многоклеточны.
Е. одноклеточные организмы.
22. Придает привлекательный вид для насекомых лепесткам цветов:
А. хлоропласты
Б. лейкопласты.
С. Хромопласты
Д. хромосомы.
Е. Вакуоли.
23. Какая ядерная структура несет наследственные свойства:
А. ядерная оболочка
Б. ядрышко
С. хромосомы.
Д. ядерный сок.
Е. ядерные поры.
24. Какие структурные элементы характерны для всех клеток:
А. митохондрии.
Б. пластиды.
С. жгутики.
Д.
микротрубочки
Е. бактериофаги.
25. Какие органоиды имеют одномембранное строение:
А. митохондрии.
Б. пластиды.
С. лизосомы.
Д. рибосомы.
Е. жгутики.
26. Почему митохондрии называют энергетическими станциями клеток:
А. осуществляют синтез белка.
Б. синтез АТФ.
С. синтез углеводов.
Д. расщепление АТФ.
Е. синтез липидов.
27. Органоид, имеющий двойную мембрану:
А. вакуоль
Б. митохондрии.
С. лизосомы.
Д. аппарат Гольджи
Е. рибосомы.
28. Полужидкое вещество, заполняющее всю клетку, в котором расположены органоиды и ядро:
А. кариоплазма.
Б. плазма.
С. цитоплазма.
Д. целлюлоза.
Е. протоплазма.
29. Каково строение липидного слоя мембраны клетки:
А. мономолекулярный.
Б. непрерывный.
С. прерывный.
Д.
белковый
Е. бимолекулярный
30. К эукариотам относятся:
А. амебы.
Б. бактерии.
С. вирусы.
Д. бактериофаги
Е.прокариоты.
Ответы:
№ | Вариант1 | Вариант 2 |
1 | С | Д |
2 | Д | Б |
3 | Д | Д |
4 | А | А |
5 | А | С |
6 | А | А |
7 | Д | С |
8 | Б | С |
9 | Б | А |
10 | А | Д |
11 | С | А |
12 | Б | А |
13 | Б | С |
14 | А | Б |
15 | Е | Б |
16 | С | С |
17 | Б | Д |
18 | С | С |
19 | С | Б |
20 | С | А |
21 | С | А |
22 | А | С |
23 | Б | С |
24 | Д | А |
25 | С | С |
26 | А | Б |
27 | А | Б |
28 | А | С |
29 | С | Е |
30 | С | А |
Литература:
1.
Тематические зачеты по
биологии. Л.В.Сорокина. Москва. 2003. 90с.
2. Человек и его здоровье. В.С.Рохлов. Москва «Школьная пресса». 2005.110с.
3. Биология. Б.Х. Юнусбаев. Москва.2001.62с.
Какова функция ядра операционной системы?
Что у вас есть, когда вы вынимаете ядро из операционной системы? Если вы не уверены, не расстраивайтесь. Для пользователя Windows или macOS совершенно нормально не знать, что такое ядро и что оно делает. А если вы пользователь Linux? Как вам не стыдно.
Операции с ядром — это своего рода закулисная вещь, о которой большинство людей никогда не задумываются, не говоря уже о понимании, но если вы вынете ядро, ваше устройство станет дорогим пресс-папье . Итак, что же такое , — функция ядра операционной системы? Давай выясним.
Что такое ядро?
Ядро является важным компонентом операционной системы . Он управляет операциями компьютера и действует как мост между приложениями и оборудованием .
Он отвечает за управление устройствами, памятью и процессами, связь ввода-вывода и обработку прерываний . Он также предоставляет драйверы для клавиатур, мышей, мониторов, сетевых адаптеров, принтеров и устройств хранения.
Большинство ядер выпускаются под общедоступной лицензией (GNU), что означает, что их можно свободно копировать, модифицировать и распространять. Различные дистрибутивы Linux являются примерами ядра, выпущенного под лицензией GPL.
Как работает ядро?
Ядро загружает необходимые драйверы и программы в память, а затем управляет всеми службами операционной системы на компьютере. Он также предоставляет интерфейс для взаимодействия приложений с аппаратными устройствами.
Ядра обычно пишутся на низкоуровневых языках, таких как C или ассемблер. Это позволяет им быть ближе к оборудованию и дает им больший контроль над операциями компьютера.
Когда пользователь запускает приложение, ядро загружает в память необходимые драйверы и программы, а затем управляет ресурсами, используемыми приложением.
Ядро также является посредником между приложениями и аппаратными устройствами, такими как клавиатуры, мыши, мониторы, сетевые адаптеры, принтеры и устройства хранения.
Чтобы помочь вам понять, что делает ядро и как оно работает, мы будем использовать в качестве примера процедуру загрузки операционной системы Windows.
Загрузка Windows
Сначала вы должны знать, что ядро не является частью микропрограммы или компонентом базовой системы ввода/вывода (BIOS) . При включении ПК запускается BIOS и выполняет самотестирование при включении питания (POST). Если звуковых сигналов или миганий нет, все в порядке, и процедура продолжится.
Затем BIOS запускает загрузчик, который проверяет назначенные устройства хранения (HDD или SSD) на наличие операционной системы и ядра. Как только он находит ядро, он загружает его в защищенную память и передает ему бразды правления системой.
Часть оперативной памяти (ОЗУ) обозначена как защищенная память.
недоступна для приложений, чтобы предотвратить любые прерывания ядра , которые могут привести к нестабильности системы. В некотором смысле ОЗУ делится на выделенное пространство ядра и пространство пользователя .
Первое, что делает ядро, это распаковывает себя и устанавливает основные структуры данных в памяти. BIOS также передает ядру информацию об аппаратном обеспечении системы, чтобы оно могло загрузить соответствующие драйверы. Ядро инициализирует устройства, такие как контроллеры дисков, сетевые и графические карты.
Затем он загружает любые дополнительные драйверы, необходимые для оборудования, такого как принтеры и сканеры. Все это сделано для того, чтобы операционная система могла, наконец, начать загружаться. Как только обо всем этом позаботятся, ядро передает управление пользовательскому интерфейсу, который может быть графическим рабочим столом или интерфейсом командной строки.
Повседневная работа
Работа ядра не завершается при загрузке операционной системы .
Он поддерживает работу в фоновом режиме, чтобы обеспечить бесперебойную работу . Например, когда вы открываете файл, ядро создает мост между приложением и устройством хранения .
Обеспечивает чтение или запись данных в нужное место на диске. Он также выделяет память для использования приложением при открытии файла.
Когда вы подключаетесь к сети, ядро управляет подключением и маршрутизирует данные между вашим компьютером и сетью. Он также управляет безопасностью, контролируя доступ к различным частям системы.
Различные типы ядер работают по-разному, но это должно дать вам общее представление о том, какую работу выполняет ядро.
Режим ядра и пользовательский режим
Термины «пространство пользователя» и «пространство ядра» относятся к областям памяти, в которых может выполняться код. Пользовательское пространство — это область памяти, в которой запускаются приложения. Пространство ядра — это область защищенной памяти, в которой работает ядро.
В режиме ядра, уникальном режиме работы, вся компьютерная система доступна для запускающего ее кода . Независимо от того, где он расположен, он может ссылаться на любой адрес памяти и выполнять любую инструкцию ЦП.
Пользовательский режим — это ограниченный режим работы, в котором код может получить доступ только к назначенным ему областям памяти . Код, работающий в пользовательском режиме, не может выполнять определенные инструкции или ссылаться на определенные адреса памяти.
Типы ядер
Существует пять основных типов ядер:
- Монолитное ядро
- Микроядро
- Гибридное ядро
- Наноядро
- Экзоядро
Монолитное ядро
Структура монолитного ядра содержит пространство ядра и пространство пользователя в одном месте . Это означает, что образ ядра содержит всю операционную систему, все системные службы и драйверы устройств .
Поскольку все находится в одном месте, обмен данными между системами и устройствами происходит быстрее, но за это приходится платить. Если возникнут какие-либо ошибки, это может привести к краху всей системы.
Помимо ошибок, мешающих работе и приводящих к сбою системы, монолитный код ядра является жестким и требует дополнительной работы, поскольку он должен включать драйверы для всего. Однако из-за упрощенной архитектуры у него меньше исходного кода, что снижает количество ошибок в системе.
Наиболее известными вариантами использования монолитного ядра являются UNIX и Linux.
Микроядро
Структура микроядра содержит только основные компоненты ядра компьютера в защищенной памяти . Несущественные части , такие как драйверы устройств, файловые системы и сетевые стеки , перемещаются в пользовательское пространство .
Поскольку это означает раздельное использование пространства пользователя и пространства ядра, все, что происходит в пространстве пользователя, включая любые ошибки или ошибки, не будет мешать пространству ядра или вызывать полный сбой системы.
Компромиссом является более медленная связь по сравнению с монолитным ядром.
Наиболее известными вариантами использования микроядра являются AmigaOS, JavaOS и Symbian.
Гибридное ядро
Гибридное ядро представляет собой смесь монолитного и микроядра . Он создается путем взятия монолитного ядра и перемещения определенных компонентов в пространство пользователя, в то время как некоторые, такие как файловые системы и сетевые стеки, остаются в пространстве ядра. Этот подход сочетает в себе лучшее из обоих миров: жесткость монолитного ядра со стабильностью микроядра.
Наиболее известными вариантами использования системы с гибридным ядром являются операционные системы Microsoft Windows и macOS.
Наноядро
Наноядро — это урезанная версия микроядра . На самом деле, содержит только минимальный объем пространства ядра и в значительной степени зависит от компонентов пользовательского пространства.
Это делает его меньше, быстрее и гибче, чем другие типы ядер. Однако из-за того, что он такой крошечный, его сложнее разрабатывать и отлаживать.
Самым известным применением наноядра была чрезвычайно надежная операционная система, сокращенно EROS, производство которой сейчас прекращено.
Exokernel
Exokernel — это ядро операционной системы, которое предоставляет ресурсы приложениям без использования высокоуровневых абстракций . Это дает разработчикам больше гибкости и контроля над тем, как они используют аппаратные ресурсы, что делает его привлекательным вариантом для систем, которые необходимо оптимизировать для повышения производительности.
Следует отметить, что этот тип ядра все еще находится в экспериментальной стадии. Несмотря на то, что концепция была представлена примерно в 1994 году, она не получила широкомасштабного коммерческого использования. Он был разработан MIT Parallel и группой распределенных операционных систем.
Наиболее известными вариантами использования экзоядра являются ExOS и Nemesis.
Kernel Security
От обычных вредоносных программ бывает очень трудно избавиться, поэтому представьте, насколько опасными они становятся, когда заражают сердце машины. Если ядро скомпрометировано, злоумышленник может получить полный доступ к системе и нанести ущерб.
Когда устройство заражено на уровне ядра или звонка 0, даже самые лучшие инструменты для удаления вредоносных программ не смогут его обнаружить, не говоря уже об удалении . Единственный способ вылечить машину — отформатировать жесткий диск и переустановить операционную систему. Итак, как это происходит?
Заражение руткитом ядра
Способы доставки вредоносного ПО с годами стали более изощренными. Раньше злоумышленники просто рассылали электронные письма с вложениями, содержащими вредоносное ПО, или размещали вредоносные веб-сайты, которые заражали компьютеры посетителей.
В настоящее время злоумышленники используют более изощренные методы для доставки своей полезной нагрузки, такие как попутные загрузки и методы социальной инженерии, такие как целевой фишинг.
Самый простой способ внедрить вредоносное ПО — замаскировать его под драйверы устройств , которые выполняются непосредственно на уровне ядра компьютера. Теперь, это не так просто, как кажется . Microsoft внедрила обязательный ключ подписи для всех драйверов устройств.
Таким образом, драйверы не будут установлены, если вредоносная программа не имеет действительного ключа подписи. Да, его все еще можно запустить, но если вы, скажем, получите обновление Adobe, которое выдает ошибку, вы поймете, что что-то не так.
К сожалению, если злоумышленнику удастся заполучить законный ключ подписи, как в случае атаки червя Stuxnet, он может установить вредоносное ПО, и никто об этом не узнает. Однако даже без него существуют другие методы повреждения ядра операционной системы.
Заражение памяти — одна из них. Злоумышленник должен будет использовать объект карты системной памяти, чтобы поместить вредоносный код в пространство памяти, защищенное ядром. Теперь это описание очень расплывчато, потому что есть много моментов «это зависит», и потребовалась бы очень техническая статья, чтобы охватить все.
Но есть одна вещь, которую вы должны знать. Microsoft уже предвидела такой сценарий и внедрила проверку целостности памяти на кольце 0 . Только не выключайте его для повышения производительности, как предлагают некоторые руководства. Эта дополнительная доля секунды при загрузке системы не стоит риска.
Вместо попытки заразить защищенную память злоумышленник может попытаться изменить файл ядра на накопителе . Вредоносная программа должна получить привилегии суперпользователя, чтобы изменить программу NTLDR, используемую для запуска проверки целостности файла ntoskrnl.exe. Однако, как только это будет достигнуто, он получит полную свободу действий в системе.
К счастью, оба эти метода непросты в исполнении, и в большинстве случаев лучшее, что они могут сделать, — это вызвать сбой BSOD.
Как работает заражение ядра
Когда заражение происходит на уровне ядра, вся машина подвергается риску . Злоумышленник может делать что угодно, от прослушивания разговоров и записи нажатий клавиш до удаленного управления устройством, но как это происходит?
Когда программа хочет запросить службу у ядра, она должна сделать системный вызов . Программы не могут обращаться к службам, запускаемым ядром напрямую. В результате всякий раз, когда приложению требуется услуга, предоставляемая ядром, оно отправляет системный вызов в таблица системных вызовов , которая отображает ветвь кода для каждого системного вызова внутри ядра .
Когда вредоносный код заражает таблицу системных вызовов, он меняет ее, чтобы направлять все запросы к вредоносному ядру .
В результате злоумышленник сможет перехватить все системные вызовы до того, как они достигнут адресата, и перенаправить их.
Другими словами, вредоносное ПО может видеть все, что происходит на машине, в том числе и то, что делает пользователь. Даже ваш антивирус использует ядро для сканирования на наличие угроз, поэтому вредоносное ПО на уровне ядра так сложно обнаружить и удалить.
Защита ядра
После программ-вымогателей вредоносное ПО на уровне ядра является самым опасным типом вредоносного кода . Он имеет полный контроль над машиной, и его очень трудно обнаружить и удалить. Как вы, наверное, уже поняли, вы не хотите, чтобы вредоносное ПО когда-либо достигало ядра ОС. Но как мы его защищаем?
Лучший способ защитить компьютер от вредоносных программ на уровне ядра — постоянно обновлять операционную систему . Часто эти типы вредоносных программ используют уязвимости, которые уже были исправлены производителем.
Используйте антивирусную программу, потому что она использует эвристику и анализ сигнатур для обнаружения подозрительной активности и даже предотвращения некоторых атак нулевого дня. Кроме того, хороший брандмауэр блокирует все входящие соединения из неизвестных источников.
Заключение
Короче говоря, ядро — это бьющееся сердце операционной системы вашего компьютера . Хотя это может быть не так гламурно, как другие аспекты ОС, его важность не следует недооценивать.
Он отвечает за управление всеми ресурсами на вашем устройстве и обеспечение бесперебойной работы.
Хотя вам может и не понадобиться знать все подробности о том, как он работает, важно иметь общее представление о том, что делает этот ключевой компонент. Если вы не пользователь Linux, вам вообще не придется с этим сталкиваться. Просто следите за тем, чтобы ваше устройство было в безопасности, а все драйверы и компоненты ОС регулярно обновлялись, и все будет в порядке.
Что такое ядро в операционной системе и какие существуют типы ядра?
Ядро — это компьютерная программа, которая является сердцем и ядром операционной системы. Поскольку операционная система контролирует систему, ядро также контролирует все в системе. Это самая важная часть операционной системы. Всякий раз, когда система запускается, ядро является первой программой, которая загружается после загрузчика, потому что ядро должно обрабатывать остальную часть системы для операционной системы. Ядро остается в памяти до завершения работы операционной системы.
Ядро отвечает за низкоуровневые задачи, такие как управление дисками, управление памятью, управление задачами и т. д. Оно обеспечивает интерфейс между пользователем и аппаратными компонентами системы. Когда процесс делает запрос к ядру, он называется системным вызовом.
Ядро снабжено защищенным пространством ядра, которое представляет собой отдельную область памяти, и эта область недоступна для других прикладных программ.
Таким образом, код ядра загружается в это защищенное пространство ядра. Помимо этого, память, используемая другими приложениями, называется пользовательским пространством. Поскольку это два разных пространства в памяти, связь между ними немного медленнее.
Функции ядра
Ниже приведены функции ядра:
- Доступ к компьютерному ресурсу: Ядро может получить доступ к различным ресурсам компьютера, таким как ЦП, устройства ввода-вывода и другие ресурсы. Он действует как мост между пользователем и ресурсами системы.
- Управление ресурсами: Ядро обязано распределять ресурсы между различными процессами таким образом, чтобы каждый процесс имел одинаковый доступ к ресурсам.
- Управление памятью: Каждому процессу требуется некоторое пространство памяти. Таким образом, память должна быть выделена и освобождена для его выполнения. Все это управление памятью осуществляется ядром.
- Управление устройствами: Подключенные в системе периферийные устройства используются процессами. Таким образом, распределением этих устройств управляет ядро.
Режим ядра и пользовательский режим
Есть определенные инструкции, которые должны выполняться только ядром. Таким образом, ЦП выполняет эти инструкции только в режиме ядра. Например, управление памятью должно выполняться только в режиме ядра.
В пользовательском режиме ЦП выполняет процессы, заданные пользователем в пользовательском пространстве.
Типы ядра
В целом существует пять типов ядра. Они есть:
1. Монолитные ядра
Монолитные ядра — это те ядра, в которых пользовательские службы и службы ядра реализованы в одном и том же пространстве памяти, т. е. в этом случае не используется разная память для пользовательских служб и служб ядра. При этом размер ядра увеличивается, а это, в свою очередь, увеличивает размер операционной системы. Поскольку нет отдельного пространства пользователя и пространства ядра, выполнение процесса будет быстрее в монолитных ядрах.
Преимущества:
- Он обеспечивает планирование ЦП, планирование памяти, управление файлами только через системные вызовы.
- Процесс выполняется быстро, потому что нет отдельного пространства памяти для пользователя и ядра.
Недостатки:
- Если какая-либо служба дает сбой, то это приводит к сбою системы.
- Если необходимо добавить новые службы, необходимо изменить всю операционную систему.
2. Микроядро
Микроядро отличается от монолитного ядра тем, что в микроядре пользовательские службы и службы ядра реализованы в разных пространствах, то есть мы используем пространство пользователя и пространство ядра в случае микроядер. Поскольку мы используем пространство пользователя и пространство ядра отдельно, это уменьшает размер ядра, а это, в свою очередь, уменьшает размер операционной системы.
Поскольку мы используем разные пространства для пользовательских служб и службы ядра, связь между приложением и службами осуществляется с помощью разбора сообщений, что, в свою очередь, снижает скорость выполнения.
Преимущества:
- Если необходимо добавить новые услуги, их можно легко добавить.
Недостатки:
- Поскольку мы используем пространство пользователя и пространство ядра отдельно, связь между ними может сократить общее время выполнения.
3. Гибридное ядро
Гибридное ядро представляет собой комбинацию монолитного ядра и микроядра. Он использует скорость монолитного ядра и модульность микроядра.
Гибридные ядра — это микроядра, которые имеют некоторый «несущественный» код в пространстве ядра, чтобы код выполнялся быстрее, чем в пользовательском пространстве. Таким образом, некоторые службы, такие как сетевой стек или файловая система, запускаются в пространстве ядра, чтобы снизить нагрузку на производительность, но, тем не менее, он запускает код ядра как серверы в пользовательском пространстве.
4. Наноядро
В Nanokrnel, как следует из названия, весь код ядра очень мал, т. е. код, выполняющийся в привилегированном режиме оборудования, очень мал. Термин «наноядро» используется для описания ядра, которое поддерживает разрешение часов в наносекундах.
5. Экзоядро
Exokernel — это ядро операционной системы, разработанное параллельно MIT и группой распределенных операционных систем.
Здесь, в этом типе ядра, защита ресурсов отделена от управления, и это, в свою очередь, позволяет нам выполнять настройку для конкретного приложения.
В Exokernel идея не в том, чтобы реализовать все абстракции. Но идея состоит в том, чтобы наложить как можно меньше абстракций, и при этом абстракция должна использоваться только тогда, когда это необходимо. Таким образом, в Exokernel не будет силовой абстракции, и это особенность, которая отличает его от монолитного ядра и микроядра. Но недостатком этого является сложная конструкция. Конструкция Exokernel очень сложна.
Вот и все для этого блога. Надеюсь, вам понравился этот блог.
Поделитесь этим блогом со своими друзьями, чтобы распространять знания. Посетите наш
YouTube канал
для большего количества контента. Вы можете прочитать больше блогов от
здесь
.
Leave A Comment