Kernel es una palabra inglesa que se utiliza en informática para designar núcleo del sistema operativo, que es la parte principal de una computadora.
Un simple cambio de la versión del Kernel a una más antigua o más actual puede ser suficiente para resolver problemas de hardware y también compatibilidad con computadoras.
Con control total de todo lo relacionado con el sistema, el Kernel es uno de los primeros programas que se cargan en el momento del arranque. Tan pronto como comienza a ejecutarse, el kernel inicia un proceso que detecta todo el hardware necesario para que la computadora funcione correctamente.
Además, un kernel maneja las solicitudes de entrada y salida de softwarey gestiona, por ejemplo, la memoria y los dispositivos periféricos utilizados.
Rol del kernel
El Kernel, el núcleo del sistema, es responsable de conecta el software hacia hardware. De esta forma, establece una comunicación efectiva entre los recursos del sistema operativo y gestiona sus funciones.
Vea a continuación las principales funciones de un sistema operativo, administrado por el Kernel.
gestión de proceso
En un sistema operativo, el proceso es un programa en ejecución. La gestión de procesos realizada por el Kernel decide qué procesos se ejecutarán.
Cada uno de los procesos en ejecución puede entrar y salir del procesador varias veces en el mismo segundo, dando paso a otro proceso. El núcleo es responsable de decidir qué procesos se asignarán en el procesador.
Dado que el cambio entre procesos se produce muy rápidamente, un programa puede continuar ejecutándose incluso si no está en el procesador.
Modos de acceso
La ejecución de un proceso se puede realizar de dos formas distintas.
- modo de usuario: consta de varios subsistemas. Uno de ellos, incluido el subsistema ambiental, ejecuta aplicaciones diseñadas para diferentes tipos de sistemas operativos. El modo de usuario se considera un modo sin privilegios. Todos los softwares de esta forma deben realizar peticiones al Kernel para ejecutar instrucciones privilegiadas, como la creación de procesos.
- Modo kernel: se considera privilegiado porque tiene acceso a todo el equipo. Cuando la CPU está en modo Kernel, indica que está ejecutando un software confiable y capaz de llevar a cabo cualquier instrucción.
Véase también el significado de UPC.
gestión de la memoria
En el administrador de tareas, una parte de la memoria RAM (memoria total) se asigna al Kernel.
Durante la gestión de procesos, el Kernel envía programas a un espacio de direcciones. La parte de la memoria total asignada al Kernel asegura que siempre haya memoria disponible para que los principales procesos se envíen a ese espacio.
El Kernel también tiene la función de definir la porción de memoria a la que cada proceso puede acceder durante su operación.
Gestión de dispositivos
el kernel controla los periféricos conectados a la computadora.
Siempre que un usuario conecta un dispositivo (por ejemplo, pendrive, impresora, auriculares, teclado, mouse, etc.), el Kernel administra la memoria de ese dispositivo y su comunicación con los programas y con el hardware de la computadora.
Cada dispositivo tiene una unidad que está diseñada para funcionar en un sistema operativo en particular. Por lo tanto, un conductor diseñado para Windows no funciona, por ejemplo, en un MAC.
O conductor La función de cada dispositivo es realizar una especie de traducción de comandos ejecutados entre un determinado dispositivo electrónico y el sistema operativo de la computadora.
Se accede a los servicios de un sistema operativo a través de una interfaz de usuario designada como cáscara, que en inglés significa "shell". El nombre se debe al hecho de que el cáscara ser la capa más externa, alrededor del núcleo.
Ver el significado de interfaz.
llamadas al sistema
Las llamadas al sistema son funciones específicas disponibles para los programas de computadora utilizados en el modo de usuario. Se utilizan para invocar el núcleo del sistema operativo de una computadora para que realizar cierta acción.
Estas funciones suelen ser complejas y utilizan características a las que el usuario medio no tiene acceso.
A continuación se muestran algunos ejemplos de llamadas al sistema de Windows y su correspondiente Kernel de Linux.
| Ventanas | Linux | Descripción |
|---|---|---|
manosear |
cerca |
cerrar el archivo |
| Crea un archivo | abierto | crea un archivo |
| Borrar archivo | desconectar | borrar archivo |
| ExitProcess | Salida | Finalizar un proceso y todos sus segmentos |
| GetLocalTime | equipo | Recuperar ubicación, fecha y hora actuales |
conocer más sobre Ventanas.
Tipos de kernel
En lo que respecta a su arquitectura, el núcleo de un sistema operativo puede ser monolítico, híbrido o ser un micronúcleo.
Monolítico
Los controladores de dispositivo y las extensiones del núcleo se ejecutan en el espacio del núcleo, con acceso completo al hardware.
Como todos los módulos se ejecutan en el mismo espacio de direcciones, si se produce un error en uno de estos espacios, todo el sistema puede verse afectado.
Ejemplos de monolítico: Linux, BSD, MS-DOS y Solaris.
Linux es uno de los núcleos monolíticos más conocidos. Como software gratuito y portátil como es, Linux tiene la ventaja de ejecutarse en docenas de plataformas, desde computadoras IBM hasta dispositivos móviles, smartphones o iPods.
conocer más sobre software yhardware.
Micronúcleo o micronúcleo
El microkernel, como su nombre lo indica, es un kernel muy pequeño y, por esta razón, ejecuta la menor cantidad de procesos posible en el espacio del Kernel. Algunos de estos procesos se ejecutan en el espacio del usuario.
Con el tipo de micro-kernel Kernel, si ocurre un error, simplemente reinicie el servicio que presentó el problema. Esto evita que todo el sistema se caiga (como sucede con el núcleo monolítico).
Ejemplos de micronúcleos: AIX, BeOS, L4, Mach, Minix, MorphOS, QNX, RADIOS, VSTa y GNU Hurd.
Híbrido
Los sistemas híbridos se consideran sistemas que funcionan con un término medio en comparación con los sistemas monolíticos y de micronúcleos. El híbrido combina la estabilidad y seguridad del microkernel con un rendimiento monolítico.
El núcleo híbrido es similar a un microkernel, pero tiene código ("no esencial") en el espacio del núcleo para que las operaciones realizadas sean más rápidas.
Ejemplos de híbridos: AmigaOS, Android, Chrome, Macintosh, webOS, Windows, OSX y Xinu.
el núcleo de Androide está construido a partir de Linux. Sin embargo, no todo el mundo califica Androide como Linux, ya que consideran que se basa solo en Linux, pero no en Linux en sí.
conocer más sobre Androide.