kernel

El kernel consiste en la parte principal del código 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, este se divide en 5 capas o niveles:

·         Nivel 1. Gestión de memoria. Proporciona las facilidades de bajo nivel para la gestión de memoria secundaria necesaria para la ejecución de procesos.

·         Nivel 2. Procesador. Se encarga de activar los cuantums de tiempo para cada uno de los procesos, creando interrupciones de hardware cuando no son respetadas.

·         Nivel 3. Entrada/Salida. Proporciona las facilidades para poder utilizar los dispositivos de E/S requeridos por procesos.

·         Nivel 4. Aplicación o interprete de lenguajes. Facilita la comunicación con los lenguajes y el sistema operativo para aceptar las ordenes en cada una de las aplicaciones. Cuando se solicitan ejecutando un programa el software de este nivel crea el ambiente de trabajo e invoca a los procesos correspondientes.

·         Nivel 5. Control de archivos. Proporciona la facilidad para el almacenamiento a largo plazo y manipulación de archivos con nombre, va asignando espacio y acceso de datos en memoria.

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.

Tipos de núcleo

Existen  cuatro grandes tipos de núcleos:

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

• 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 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.Son los que reciben o dan salida a señales analógicas que son procesadas digitalmente.Esto puede realizarse gracias a los conversores analogicos/digitales que , como su nombre indica ,convierte señales analógicas a digitales

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

Nucleo y funcianes

Núcleo  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.

 Funciones

generalmente ejercidas por un núcleo

Los núcleos tienen como funciones básicas garantizar la carga y la ejecución de los procesos, las entradas/salidas y proponer una interfaz entre el espacio núcleo y los programas del espacio del usuario.

Aparte de las funcionalidades básicas, el conjunto de las funciones de los puntos siguientes (incluidos los pilotos materiales, las funciones de redes y sistemas de ficheros o los servicios) necesariamente no son proporcionados por un núcleo de sistema de explotación. Pueden establecerse estas funciones del sistema de explotación tanto en el espacio usuario como en el propio núcleo. Su implantación en el núcleo se hace en el único objetivo de mejorar los resultados. En efecto, según la concepción del núcleo, la misma función llamada desde el espacio usuario o el espacio núcleo tiene un coste temporal obviamente diferente. Si esta llamada de función es frecuente, puede resultar útil integrar estas funciones al núcleo para mejorar los resultados.

sector de arranque

         De todos los sectores de una unidad de disco, el primero de la primera cabeza del primer cilincro (CHS 0,0,1), tiene una importancia y significado especial. Es el sitio al que se dirige la BIOS cuando busca si existe en el sistema un dispositivo cargable . Por esta razón se denomina sector de arranque MBR ("Master boot record") o bloque maestro de carga ("Master boot block"). Sus 512 bytes contienen tres bloques con información sobre la arquitectura física y lógica del disco: el Código maestro de carga ; la Tabla de particiones y la Firma .

14.                        

Bootstrap

es generalmente un término utilizado para describir el arranque, o proceso de inicio de cualquier ordenador. Suele referirse al programa que arranca un sistema operativo como por ejemplo GRUB, LiLo o NTLDR. Se ejecuta tras el proceso POST del BIOS. También es llamado «Bootstrap Loader» (cargador de inicialización).
Una vez que el PC arranca, comienza a ejecutarse el código que se encuentra en la dirección F000:FFF0, que pertenece al ROM-BIOS y es el encargado de realizar una serie de pruebas e inicializaciones. Esta rutina se llama POST (Power On Self-Test). Una vez que el BIOS termina con sus tests e inicializaciones carga el primer sector (cilindro 0, cabeza 0, sector 1) en la dir. 0000:7C00 (7C00 lineal), comprueba que contenga código válido (comprueba que esté firmado con 0x55 y 0xAA en los bytes 511 y 512 respectivamente) y salta a esa dirección (CS:IP apuntan a esa dirección).

Compuesto el MBR

El master boot record esta compuesto de instrucciones de lenguaje máquina en modo real. Ese código pasa, normalmente, el control mediante chain loading al volume boot record de la partición (primaria) activa, aunque algunos gestores de arranque reemplazan ese código convencional por el suyo.
El código convencional del MBR espera que se use el esquema de la tabla de particiones del MBR, y escanea la lista de entradas de particiones (primarias) en la tabla de particiones buscando una que esté marcada con active flag. Luego carga y ejecuta el Volume Boot Record para esa partición (así que el master boot record, como otros sectores de arranque, es un blanco para los virus que infectan el sector de arranque).




El código del MBR, modificado por algunos gestores de arranque, puede realizar una serie de tareas que son distintas según el gestor de arranque. Por ejemplo, en algunos gestores, ese código carga el resto del código del gestor de arranque desde la primera pista del disco (que es espacio libre no asignado a ninguna partición de disco) y lo ejecuta. En otros, usa una tabla de posiciones de disco, que se encuentra en el mismo espacio que el código, para localizar el código del resto del gestor de arranque y poder cargarlo y ejecutarlo. Ambas formas tienen problemas. La primera confía en el comportamiento (que no es el mismo en todas) de las utilidades de particionado de disco y la segunda requiere que la tabla de posiciones de disco se actualice una vez se hayan hecho los cambios para localizar el resto del código.

Master boot

 un master boot record es el primer sector de un dispositivo de almacenamiento de datos como un disco duro. A veces, se emplea para el arranque del sistema operativo con bootstrap, otras veces es usado para almacenar una tabla de particiones y, en ocasiones, se usa sólo para identificar un dispositivo de disco individual, aunque en algunas máquinas esto último no se usa y es ignorado.

Almacenamiento de un master boot record estándar
Dirección	Descripción
0x0000	Área de código
0x01B8	4 bytes; firma del disco (opcional)
0x01BE	Para entradas en la tabla de particiones primarias de 16 bytes (esquema estándar de la tabla de particiones del MBR)
0x01FE	2 bytes; firma del MBR (0xAA55)