カーネル（kernel）は、コンピュータシステムの中核となるソフトウェアの一部であり、オペレーティングシステム（OS）の中心的な機能を担当しています。カーネルは、ユーザーが直接操作するアプリケーションソフトウェアとハードウェアの間に位置し、リソースの管理やタスクの実行を効率的に行います。
カーネルの主な役割は、以下の4つに分類できます。
1. メモリ管理: カーネルは、システムのメモリリソースを管理します。これには、プログラムやデータへのアクセスを制御する仮想メモリの割り当て、解放、保護、スワッピングなどが含まれます。また、カーネルはメモリの最適化を行い、複数のプロセスが同時に実行される場合でも、メモリの使用効率を最大化します。
2. ファイルシステム: カーネルは、ディスク上のファイルシステムへのアクセスを管理します。これには、ファイルの作成、削除、読み書きなどの操作が含まれます。また、カーネルは複数のプロセスが同時にファイルにアクセスする場合の排他制御を行い、データの整合性を保ちます。
3. デバイスドライバ: カーネルは、ハードウェアデバイス（例えば、キーボード、マウス、ディスプレイ）とのやり取りを担当するデバイスドライバを提供します。これにより、ユーザーがハードウェアデバイスに直接アクセスする必要がなくなり、アプリケーションソフトウェアはカーネルを介してデバイスと対話します。
4. スケジューリング: カーネルは、複数のプロセスが同時に実行される場合のスケジューリングを管理します。つまり、プロセスの実行順序を制御し、リソースの効率的な使用と公平な割り当てを実現します。さまざまなスケジューリングアルゴリズムがありますが、主な目的は、プロセスの実行を適切に優先度付けすることです。
カーネルは、このような機能を提供するだけでなく、セキュリティやエラーハンドリングなど、ソフトウェアやハードウェアの異常な状況に対処する役割も果たしています。また、カーネルはユーザーから直接呼び出されることなく、バックグラウンドで実行されることがほとんどであり、システムの安定性やパフォーマンスに直接影響を与えます。
カーネルは、OSの中心であり、ユーザーが操作する際には目に見えない存在ですが、システムの基盤となる重要な役割を果たしています。そのため、カーネルの設計や実装の品質が、システム全体の効率や安定性に大きな影響を与えることがあります。