¿Qué es un núcleo?

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Programas como juegos, navegadores y blocs de notas no manipulan directamente la CPU, la memoria y el disco. La parte central del sistema operativo que administra los recursos entre los programas y el hardware se llama kernel.

El kernel es un administrador de recursos.

Hay muchos programas en una computadora que desean ejecutarse simultáneamente, pero los núcleos de CPU y la memoria son limitados. El kernel decide a quién darle tiempo de CPU, qué memoria está disponible y cómo acceder a archivos y dispositivos.

solicitud
Juego/Navegador/Bloc de notas
↓ Solicitar
núcleo
Gestión de procesos/memoria/archivos/dispositivos
↓Controlar
CPU/RAM/SSD/teclado/tarjeta de red

Las funciones representativas del núcleo son las siguientes.

• Gestiona el orden de ejecución de procesos y subprocesos.
• Crea un espacio de memoria virtual para ser utilizado por cada programa.
• Administre archivos y directorios a través del sistema de archivos.
• Se comunica con el hardware a través de controladores de dispositivos.
• Procesa paquetes de red.
• Evita que un programa altere la memoria de otro programa.

El programa realiza una solicitud al kernel.

El hecho de que una aplicación quiera leer un archivo no crea comandos de control SSD directamente. Cuando llama a una función proporcionada por el sistema operativo, el kernel verifica los permisos y argumentos y luego realiza la tarea real.

std::ifstream file("save.dat");

En el código C++, parece un objeto de archivo simple, pero más adelante utiliza las funciones de apertura y lectura de archivos del sistema operativo. De esta manera, el canal a través del cual una aplicación solicita funciones del kernel se llama llamada al sistema.

Si el kernel falla, toda la computadora se ve afectada.

Si un programa general falla, normalmente sólo se finaliza ese programa. Sin embargo, dado que los controladores kernel y en modo kernel administran todo el sistema, si se produce un acceso incorrecto a la memoria aquí, todo el sistema operativo puede detenerse.

Por lo tanto, dado que el código del kernel tiene altos privilegios, la verificación y la estabilidad son muy importantes. El kernel no es simplemente uno de los programas del sistema operativo, sino la capa central que controla el intercambio seguro de hardware.