FUNCIONES DEL KERNEL/NUCLEO

El kernel ó núcleo de linux se puede definir como el corazón de este sistema operativo. Es el encargado de que el software y el hardware de tu ordenador puedan trabajar juntos.
Las funciones más importantes del mismo, aunque no las únicas, son:

• Administración de la memoria para todos los programas y procesos en ejecución.
• Administración del tiempo de procesador que los programas y procesos en ejecucion utilizan.
• Es el encargado de que podamos acceder a los periféricos/elementos de nuestro ordenador de una manera cómoda.

SISTEMA DE ARCHIVOS

(File System).Un sistema de archivos es un método para el almacenamiento y organización de archivos de computadora y los datos que estos contienen, para hacer más fácil la tarea encontrarlos y accederlos. Los sistemas de archivos son usados en dispositivos de almacenamiento como discos duros y CD-ROM e involucran el mantenimiento de la localización física de los archivos.

Más formalmente, un sistema de archivos es un conjunto de tipo de datos abstractos que son implementados para el almacenamiento, la organización jerárquica, la manipulación, el acceso, el direccionamiento y la recuperación de datos. Los sistemas de archivos comparten mucho en común con la tecnología de las bases de datos.

En general, los sistemas operativos tienen su propio sistema de archivos. En ellos, los sistemas de archivos pueden ser representados de forma textual (ej.: el shell de DOS) o gráficamente (ej.: Explorador de archivos en Windows) utilizando un gestor de archivos.

El software del sistema de archivos se encarga de organizar los archivos (que suelen estar segmentados físicamente en pequeños bloques de pocos bytes) y directorios, manteniendo un registro de qué bloques pertenecen a qué archivos, qué bloques no se han utilizado y las direcciones físicas de cada bloque.

Los sistemas de archivos pueden ser clasificados en tres categorías: sistemas de archivo de disco, sistemas de archivos de red y sistemas de archivos de propósito especial.                      Ejemplos de sistemas de archivos son: FAT, UMSDOS, NTFS, UDF, ext2, ext3, ext4, ReiserFS, XFS, etc.

CARGADORES DE ARRANQUE PARA GNU/LINUX

Existen 2 cargadores de arranque para GNU/LINUX
LILO  

(LInux LOader) es el sistema de arranque más extendido en el mundo Linux, aunque es un poco arcáico. Se instala en un sector de arranque - de una partición o de un disco flexible - o en el Master Boot Record (MBR) del disco duro y permite arrancar Linux y otros sistemas operativos instalados en el PC.

La configuración se encuentra generalmente en el archivo /etc/lilo.conf, aunque en realidad se almacena en el sector de arranque o en el MBR, por lo que cada vez que queramos aplicar los cambios hechos en el fichero será necesario ejecutar la orden /sbin/lilo para que reinstale el programa.

GRUB

(GRand Unified Bootloader) es un sistema de arranque más potente que el anterior. Una vez instalado en un sector de arranque (de una partición o un disco flexible) o en el Master Boot Record (MBR) del disco duro, ejecuta un interprete de comandos cada vez que iniciamos el sistema que nos permite arrancar prácticamente cualquier sistema operativo actual.

Este interprete se puede usar de modo interactivo o puede leer un fichero de configuración almacenado en el disco (que por defecto estará en /boot/grub/menu.lst). Una característica importante de GRUB es que es capaz de reconocer gran cantidad de sistemas de ficheros, de modo que no es necesario reinstalarlo cuando cambiamos ese fichero de configuración, que es simplemente un fichero de texto.

CONVENCIONES PARA NOMBRAR LOS DISOS

Nombramiento de discos:

1. Los discos del IDE primario se denominan /dev/hda y /dev/hdb (en el orden master y slave)
2. Los discos de la interfaz secundaria se se denominan /dev/hdc y /dev/hdd (en el orden master y slave)
3. Si posee otras interfaces IDE los dispositivos se denominarán /dev/hde, /dev/hdf, etc.
4. Los discos SCSI o SATA se denominan /dev/sda, /dev/sdb, etc.
5. Los CD-ROM SCSI se denominan /dev/scd0, /dev/scd1, etc.

Nombramiento de particiones:

*Las particiones se nombran en base al disco en el cual se encuentran.

·         * Las particiones primarias o extendidas se denominan desde /dev/hdX1 a  /dev/hdX4 o /dev/sdX1 a  /dev/sdX4 o

·         *Las particiones lógicas, si existen, se denominan /dev/hdX5, /dev/hdX6, etc. o  /dev/sdX5, /dev/sdX6, etc.

EL KERNEL

El núcleo (también conocido en español con el anglicismo kernel, de raíces germánicas como kern) es la parte fundamental de un sistema operativo. Es el software responsable de facilitar a los distintos programas acceso seguro al hardware de la computadora o en forma más básica, es el encargado de gestionar recursos, a través de servicios de llamada al sistema. Como hay muchos programas y el acceso al hardware es limitado, el núcleo también se encarga de decidir qué programa podrá hacer uso de un dispositivo de hardware y durante cuánto tiempo, lo que se conoce como multiplexado. Acceder al hardware directamente puede ser realmente complejo, por lo que los núcleos suelen implementar una serie de abstracciones del hardware. Esto permite esconder la complejidad, y proporciona una interfaz limpia y uniforme al hardware subyacente, lo que facilita su uso para el programador.

TIPOS DE NUCLEO

Hay 4 grandes tipos de núcleos:

* Los micronúcleos (en inglés microkernel): proporcionan un pequeño conjunto de abstracciones simples del hardware, y usan las aplicaciones llamadas servidores para ofrecer mayor funcionalidad.

* Los núcleos monolíticos: facilitan abstracciones del hardware subyacente realmente potentes y variadas.

* Los núcleos híbridos (micronúcleos modificados): son muy parecidos a los micronúcleos puros, excepto porque incluyen código adicional en el espacio de núcleo para que se ejecute más rápidamente.

* Los exonúcleos: no facilitan ninguna abstracción, pero permiten el uso de bibliotecas que proporcionan mayor funcionalidad gracias al acceso directo o casi directo al hardware.

Micronúcleos

Esquema del funcionamiento de un micronúcleo.

El enfoque micronúcleo consiste en definir una abstracción muy simple sobre el hardware, con un conjunto de primitivas o llamadas al sistema que implementan servicios del sistema operativo mínimos, como la gestión de hilos, el espacio de direccionamiento y la comunicación entre procesos.

El objetivo principal es la separación de la implementación de los servicios básicos y de la política de funcionamiento del sistema. Por ejemplo, el proceso de bloqueo de E/S se puede implementar con un servidor en espacio de usuario ejecutándose encima del micronúcleo. Estos servidores de usuario, utilizados para gestionar las partes de alto nivel del sistema, son muy modulares y simplifican la estructura y diseño del núcleo. Si falla uno de estos servidores, no se colgará el sistema entero, y se podrá reiniciar este módulo independientemente del resto. 

 Núcleos monolíticos en contraposición a micronúcleo

Frecuentemente se prefieren los núcleos monolíticos frente a los micronúcleos debido al menor nivel de complejidad que comporta el tratar con todo el código de control del sistema en un solo espacio de direccionamiento. Por ejemplo, XNU, el núcleo de Mac OS X, está basado en el núcleo Mach 3.0 y en FreeBSD, en el mismo espacio de direccionamiento para disminuir la latencia que comporta el diseño de micronúcleo convencional.

Los núcleos monolíticos suelen ser más fáciles de diseñar correctamente, y por lo tanto pueden crecer más rápidamente que un sistema basado en micronúcleo, pero hay casos de éxito en ambos bandos. Los micronúcleos suelen usarse en robótica embebida o computadoras médicas, ya que la mayoría de los componentes del sistema operativo residen en su propio espacio de memoria privado y protegido. Esto no sería posible con los núcleos monolíticos, ni siquiera con los modernos que permiten cargar módulos del núcleo.

Núcleos híbridos (micronúcleos modificados)

Los núcleos híbridos fundamentalmente son micronúcleos que tienen algo de código «no esencial» en espacio de núcleo para que éste se ejecute más rápido de lo que lo haría si estuviera en espacio de usuario. Éste fue un compromiso que muchos desarrolladores de los primeros sistemas operativos con arquitectura basada en micronúcleo adoptaron antes que se demostrara que los micronúcleos pueden tener muy buen rendimiento. La mayoría de sistemas operativos modernos pertenecen a esta categoría, siendo el más popular Microsoft Windows. XNU, el núcleo de Mac OS X, también es un micronúcleo modificado, debido a la inclusión de código del núcleo de FreeBSD en el núcleo basado en Mach. DragonFlyBSD es el primer sistema BSD que adopta una arquitectura de núcleo híbrido sin basarse en Mach.

Exonúcleos

Esquema básico de la interacción entre un Exonúcleo (Exokernel) con el Software a través de bibliotecas.

Los exonúcleos, también conocidos como sistemas operativos verticalmente estructurados, representan una aproximación radicalmente nueva al diseño de sistemas operativos.

La finalidad de un exonúcleo es permitir a una aplicación que solicite una región específica de la memoria, un bloque de disco concreto, etc., y simplemente asegurarse que los recursos pedidos están disponibles, y que el programa tiene derecho a acceder a ellos.

NUCLEO Y FUNCION

En informática, un núcleo o kernel  es un software que actúa de sistema operativo.^[Es el principal responsable de facilitar a los distintos programas acceso seguro al hardware de la computadora o en forma más básica, es el encargado de gestionar recursos, a través de servicios de llamada al sistema. Como hay muchos programas y el acceso al hardware es limitado, también se encarga de decidir qué programa podrá hacer uso de un dispositivo de hardware y durante cuánto tiempo, lo que se conoce como multiplexado. Acceder al hardware directamente puede ser realmente complejo, por lo que los núcleos suelen implementar una serie de abstracciones del hardware. Esto permite esconder la complejidad, y proporciona una interfaz limpia y uniforme al hardware subyacente, lo que facilita su uso al programador.

En informática, el núcleo es el programa informático que se asegura de:

• La comunicación entre los programas que solicitan recursos y el hardware.
• Gestión de los distintos programas informáticos (tareas) de una máquina.
• Gestión del hardware (memoria, procesador, periférico, forma de almacenamiento, etc.)

La mayoría de las interfaces de usuario se construyen en torno al concepto de núcleo. La existencia de un núcleo, es decir, de un único programa responsable de la comunicación entre el hardware y el programa informático, resulta de compromisos complejos referentes a cuestiones de resultados, seguridad y arquitectura de los procesadores. El núcleo tiene grandes poderes sobre la utilización de los recursos materiales (hardware), en particular, de la memoria.

 su funcion es:

*Se encarga de decidir qué programa puede hacer uso de un dispositivo y durante cuánto tiempo

*garantiza la carga y la ejecución de los procesos, las entradas/salidas y propone una interfaz entre el espacio núcleo y los programas del espacio del usuario

*asigna recursos para el proceso que lo necesite

*Facilita el acceso al hardware  

*Administración de la memoria para todos los programas y procesos en ejecución 

*Administración del tiempo de procesador que los programas y procesos en ejecución utilizan

      *El núcleo reside siempre en la memoria principal