Todas las operaciones en las que participan procesos son controladas por la parte del sistema operativo denominada núcleo (nucleus, core o kernel, en inglés). El núcleo normalmente representa sólo una pequeña parte de lo que por lo general se piensa que es todo el sistema operativo, pero es tal vez el código que más se utiliza. Por esta razón, el núcleo reside por lo regular en la memoria principal, mientras que otras partes del sistema operativo son cargadas en la memoria principal sólo cuando se necesitan.
Los núcleos se diseñan para realizar "el mínimo" posible de procesamiento en cada interrupción y dejar que el resto lo realice el proceso apropiado del sistema, que puede operar mientras el núcleo se habilita para atender otras interrupciones.
El Kernel consiste en la parte principal del codigo del sistema operativo, el cual se encargan de controlar y administrar los servicios y peticiones de recursos y de hardware con respecto a uno o varios procesos, en otras palabras, el kernel es el corazon del sistema operativo.
Cada sistema operativo tiene un tipo distinto de kernel: asi los Unix mas tradicionales como FreeBSD usan un kernel " monolitico" en el que esta todo compilado dentro, otros usan los llamados "microkernels" como el Darwin, Hurd e incluso Windows (krnl32.dll). GNU/Linux usa un kernel "modular" (vmlinuz); un nucleo bastante grande comparado con un microkernel, pero que es capaz de delegar funciones en los llamados " modulos" , partes independientes del nucleo que pueden ser incorporadas dinamicamente si hacen falta y luego descargadas si molestan. Asi se pueden cargar "drivers" para hardware, firewall o funciones especiales de red (ppp, rdsi, etc) cuando se necesiten y cuando por ejemplo, se cierre la conexion a internet, liberar la memoria que usaba ese modulo.
El núcleo de un sistema operativo normalmente contiene el código necesario para realizar las siguientes funciones:
- Manejo de interrupciones.
- Creación y destrucción de procesos.
- Cambio de estado de los procesos.
- Despacho.
- Suspensión y reanudación de procesos.
- Sincronización de procesos.
- Comunicación entre procesos.
- Manipulación de los bloques de control de procesos.
- Apoyo para las actividades de entrada/salida.
- Apoyo para asignación y liberación de memoria.
- Apoyo para el sistema de archivos.
- Apoyo para el mecanismo de llamada y retorno de un procedimiento.
- Apoyo para ciertas funciones de contabilidad del sistema.
- Núcleo o Kernel y niveles de un Sistema Operativo.
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