14. En informatica, ¿qué es el núcleo y cual es la función?

El núcleo

·         Facilita el acceso al hardware

·      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

·          

El núcleo reside siempre en la memoria principal

·         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

Las versiones del núcleo se numeran hoy en dia con 4 digitos, de la siguiente forma: AA.BB.CC.DD.

·         AA: Indica la serie/versión principal del núcleo.

·         BB: Indica la revision principal del núcleo. Numeros pares e impares no tienen ningun significado hoy en dia.

·         CC: Indica nuevas revisiones menores del núcleo. Cambia cuando nuevas caracteristicas y drivers som soportados.

·         DD: Este digito cambia cuando se corrigen fallos de programación o fallos de seguridad dentro de una revisión.

Linux 2.6.25.11

En informática, 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.

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

• La comunicación entre los programas informáticos 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 los sistemas operativos se construyen en torno al concepto del 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.

Funciones generalmente ejercidas por un núcleo

Los núcleos tienen como funciones básicas de garantizar el cargamento y la ejecución de los procesos, las entradas/salidas y proponer un 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 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 aumentar 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 aumentar los resultados.

Hay que señalar que estas técnicas se utilizan para atenuar defectos de los núcleos como los elevados estados. En la medida de lo posible, es preferible escribir un programa informático fuera del núcleo, en el espacio usuario. En efecto, el espacio del núcleo, supone la ausencia de mecanismos como la protección de la memoria. Es pues más complejo escribir un programa informático que funciona en el espacio del núcleo, que en el espacio usuario; los errores y faltas de seguridad pueden ser elevados.

13. Cómo se encuentran distribuidos los 512 bytes del sector de arranque en un disco duro

En los ordenadores compatibles IBM IA-32 que usan el esquema de la Tabla de Particiones del MBR, el firmware para el arranque (bootstrapping) que se encuentra en la memoria de solo lectura del BIOS (actualmente usan memorias flash) carga y ejecuta el master boot record. Como los procesadores del modo real, el código del MBR está 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.

12. ¿Que es bootstrap?

(bootstrap). En informática, el bootstrapping hace referencia al proceso donde un sistema simple activa otro sistema más complejo para servir al mismo propósito. Es una solución al "problema del huevo y la gallina", de comenzar un cierto sistema sin tener el sistema todavía funcionado.

El término suele aplicarse especialmente al proceso de inicio de una computadora (buteo), en donde un mecanismo es necesario para ejecutar el programa que es responsable de ejecutar los programas de software (el sistema operativo).

11. ¿De que esta compuesto el MBR?

En la práctica, el MBR casi siempre se refiere al sector de arranque de 512 bytes, o el partition sector de una partición para ordenadores compatibles con IBM PC. Debido a la amplia implementación de ordenadores PC clónicos, este tipo de MBR se usa mucho, hasta el punto de ser incorporado en otros tipos de ordenador y en nuevos estándares multiplataforma para el particionado y el arranque.

Cuando un dispositivo de almacenamiento de datos se ha particionado con un esquema de tabla de particiones del MBR (por ejemplo el esquema convencional de particionado de IBM PC), el MBR contiene las entradas primarias en la tabla de particiones. Las entradas de particiones secundarias se almacenan en registros de particiones extendidas, etiquetas de disco BSD, y particiones de metadatos del Logical Disk Manager que son descritas por esas entradas de particiones primarias.

Por convención, hay exactamente cuatro entradas de particiones primarias en el esquema de la Tabla de Particiones, aunque en algunos sistemas (pocos) se ha extendido ese número a cinco u ocho.


Cuando un dispositivo de almacenamiento de datos se ha particionado con Tabla de Particiones GUID, el Master Boot Record no contiene la tabla de particiones (aunque contiene modelos de estructuras de datos, una protección del MBR frente a programas que sólo entienden el esquema de la Tabla de Particiones del MBR para que no creen particiones en el disco) y se usa poco debido a lo que puede afectar al particionado de disco

10. ¿Que es el master boot record (MBR)?

Un master boot record (MBR) es el primer sector ("sector cero") 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.

9. Explique los estados de proceso: Ejecución, listo, Espera, nuevo y terminado. De un ejemplo para cada estado

Estados de un proceso.

El principal trabajo del procesador es ejecutar las instrucciones de máquina que se encuentran en memoria principal. Estas instrucciones se encuentran en forma de programas. Para que un programa pueda ser ejecutado, el sistema operativo crea un nuevo proceso, y el procesador ejecuta una tras otra las instrucciones del mismo.

En un entorno de multiprogramación, el procesador intercalará la ejecución de instrucciones de varios programas que se encuentran en memoria. El sistema operativo es el responsable de determinar las pautas de intercalado y asignación de recursos a cada proceso.

Modelo de dos estados.

El modelo de estados más simple es el de dos estados. En este modelo, un proceso puede estar ejecutándose o no. Cuando se crea un nuevo proceso, se pone en estado de No ejecución. En algún momento el proceso que se está ejecutando pasará al estado No ejecución y otro proceso se elegirá de la lista de procesos listos para ejecutar para ponerlo en estado Ejecución.

De esta explicación se desprende que es necesario que el sistema operativo pueda seguirle la pista a los procesos, conociendo su estado y el lugar que ocupa en memoria. Además los procesos que no se están ejecutando deben guardarse en algún tipo de cola mientras esperan su turno para ejecutar.

Modelo de cinco estados

El modelo anterior de dos estados funcionaría bien con una cola FIFO y planificación por turno rotatorio para los procesos que no están en ejecución, si los procesos estuvieran siempre listos para ejecutar. En la realidad, los procesos utilizan datos para operar con ellos, y puede suceder que no se encuentren listos, o que se deba esperar algún suceso antes de continuar, como una operación de Entrada/Salida. Es por esto que se necesita un estado donde los procesos permanezcan bloqueados esperando hasta que puedan proseguir. Se divide entonces al estado No ejecución en dos estados: Listo y Bloqueado. Se agregan además un estado Nuevo y otro Terminado.

Los cinco estados de este diagrama son los siguientes:

• Ejecución: el proceso está actualmente en ejecución.
• Listo: el proceso está listo para ser ejecutado, sólo está esperando que el planificador así lo disponga.
• Bloqueado: el proceso no puede ejecutar hasta que no se produzca cierto suceso, como una operación de Entrada/Salida.
• Nuevo: El proceso recién fue creado y todavía no fue admitido por el sistema operativo. En general los procesos que se encuentran en este estado todavía no fueron cargados en la memoria principal.
• Terminado: El proceso fue expulsado del grupo de procesos ejecutables, ya sea porque terminó o por algún fallo, como un error de protección, aritmético, etc.

Los nuevos estados Nuevo y Terminado son útiles para la gestión de procesos. En este modelo los estados Bloqueado y Listo tienen ambos una cola de espera. Cuando un nuevo proceso es admitido por el sistema operativo, se sitúa en la cola de listos. A falta de un esquema de prioridades ésta puede ser una cola FIFO. Los procesos suspendidos son mantenidos en una cola de bloqueados. Cuando se da un suceso se pasan a la cola de listos los procesos que esperaban por ese suceso.

Si existe un esquema con diferentes niveles de prioridad de procesos es conveniente mantener varias colas de procesos listos, una para cada nivel de prioridad, lo que ayuda a determinar cuál es el proceso que más conviene ejecutar a continuación.

8. En informatica que es un proceso.

Un proceso es un programa en ejecución. Los procesos son gestionados por el sistema operativo y están formados por:

• Las instrucciones de un programa destinadas a ser ejecutadas por el microprocesador.
• Su estado de ejecución en un momento dado, esto es, los valores de los registros de la CPU para dicho programa.
• Su memoria de trabajo, es decir, la memoria que ha reservado y sus contenidos.
• Otra información que permite al sistema operativo su planificación.

Esta definición varía ligeramente en el caso de sistemas operativos multihilo, donde un proceso consta de uno o más hilos, la memoria de trabajo (compartida por todos los hilos) y la información de planificación. Cada hilo consta de instrucciones y estado de ejecución.

Los procesos son creados y destruidos por el sistema operativo, así como también este se debe hacer cargo de la comunicación entre procesos, pero lo hace a petición de otros procesos. El mecanismo por el cual un proceso crea otro proceso se denomina bifurcación (fork). Los nuevos procesos pueden ser independientes y no compartir el espacio de memoria con el proceso que los ha creado o ser creados en el mismo espacio de memoria.

En los sistemas operativos multihilo es posible crear tanto hilos como procesos. La diferencia estriba en que un proceso solamente puede crear hilos para sí mismo y en que dichos hilos comparten toda la memoria reservada para el proceso.