Sistemas Operativos

NÚCLEOS

El núcleo (kernel) del sistema operativo constituye el nivel más bajo de éste y proporciona un interface entre el hardware y el resto de niveles del sistema operativo. Su finalidad principal es constituir un entorno adecuado en el que se puedan ejecutar los procesos. Esto implica gestionar los recursos básicos del sistema y proporcionar servicios esenciales para los programas deaplicación y usuarios:
* Gestión de recursos básicos:
- Gestión de memoria.
- Creación de procesos y planificación de los mismos.
- Mecanismos para la intercomunicación entre procesos.
- Mecanismos básicos de entrada/salida.
* Servicios para las aplicaciones y usuarios:
- Autentificación de usuarios y control de los accesos a los recursos por parte de los procesos.
- Gestión deficheros.

El núcleo está constituido directamente sobre el hardware, por lo que es la parte del sistema operativo más dependiente de la máquina y constituye, normalmente, la parte del sistema operativo que obligatoriamente debe de contener código en ensamblador. El resto del sistema puede ser escrito en un lenguaje de más alto nivel, lo que facilita el desarrollo y mantenimiento del mismo. Desde laaparición del sistema operativo UNIX, el lenguaje C suele ser el lenguaje en el que desarrollan los sistemas operativos.

El núcleo necesita unos requisitos mínimos de hardware para poder llevar a cabo sus funciones. Estos requisitos incluyen:

· Mecanismo de interrupciones.
· Protección de memoria.
· Repertorio de instrucciones reservadas.
· Reloj de tiempo real.

Las funciones concretasdel núcleo van a depender en gran medida de la arquitectura del sistema operativo. Tradicionalmente, los sistemas operativos poseen un núcleo monolítico que suministra la mayoría de los servicios directamente, a través de las llamadas al sistema. El término monolítico implica,
no tanto que el núcleo del sistema operativo sea de gran tamaño, sino que esté codificado de forma no modular. Comoconsecuencia, la alteración de cualquier componente del mismo para modificar o añadir nuevos servicios es difícil.

La principal ventaja de los núcleos monolíticos reside en la eficiencia, ya que todas las funciones se llevan a cabo dentro del espacio de direcciones del núcleo. Por el contrario, una llamada al sistema en un micronúcleo suele consistir en el paso de un mensaje entre un procesocliente y un proceso servidor, que se ejecutan en espacios de direcciones diferentes (y, posiblemente, en máquinas diferentes).

En la actualidad, se tiende hacia arquitecturas basadas en el concepto de micronúcleo (microkernel), que consiste en un núcleo que proporciona, básicamente, un conjunto de servicios esenciales. El resto de los servicios se implementan como procesos servidores a nivel deusuario. Estos servidores presentan una interfaz bien definido y son accedidos por el resto de los procesos mediante paso de mensajes.

La filosofía de los sistemas operativos basados en micronúcleo es mantener el núcleo lo más pequeño posible. Las ventajas de este esquema son que el sistema operativo es muy modular y que es fácil implementar, instalar y depurar nuevos servicios, ya que añadir omodificar un servicio no requiere parar el sistema y arrancarlo de nuevo. Como consecuencia, estos sistemas son muy flexibles, hasta el punto de que los usuarios que no estén satisfechos con un servicio aportado por el sistema pueden crearse el suyo propio.

Los componentes principales de un micronucleo son los siguientes:

* Gestor de Procesos: Gestiona todas las operaciones relativas aprocesos, como creación, eliminación y planificación. Los servicios que ofrece suelen estar mejorados o aumentados mediante aplicaciones que se sitúan en un nivel superior, tales como emuladores de sistemas operativos.

* Gestor de hebras: Crea, planifica y sincroniza hebras. Una hebra es una actividad planificable que se asigna a un proceso. La política de planificación se puede...