¿Qué es el Kernel y su importancia?

Qué es el kernel de linux

Se discute la exactitud de este artículo. La discusión pertinente puede encontrarse en la página de discusión. Por favor, ayuda a asegurar que las afirmaciones controvertidas tengan una fuente fiable. (Enero 2024) (Aprende cómo y cuándo eliminar este mensaje de la plantilla)

El kernel es un programa informático que se encuentra en el núcleo del sistema operativo de un ordenador y que, por lo general, tiene un control completo sobre todo lo que hay en el sistema[1]. Es la parte del código del sistema operativo que siempre reside en la memoria,[2] y facilita las interacciones entre los componentes de hardware y software. Un núcleo completo controla todos los recursos de hardware (por ejemplo, E/S, memoria, criptografía) a través de los controladores de dispositivos, arbitra los conflictos entre los procesos relativos a dichos recursos y optimiza la utilización de los recursos comunes, por ejemplo, el uso de la CPU y la caché, los sistemas de archivos y los sockets de red. En la mayoría de los sistemas, el kernel es uno de los primeros programas que se cargan al arrancar (después del gestor de arranque). Se encarga del resto del arranque, así como de la memoria, los periféricos y las peticiones de entrada/salida (E/S) del software, traduciéndolas en instrucciones de procesamiento de datos para la unidad central de procesamiento.

Núcleo monolítico

Cualquiera que utilice tecnologías con un sistema operativo está trabajando con un núcleo, aunque a menudo sin darse cuenta. El núcleo organiza los procesos y los datos en todos los ordenadores. Sirve de núcleo de un sistema operativo y de interfaz entre el software y el hardware. Esto significa que el kernel está en constante uso y es un componente clave de un sistema operativo.El kernel no sólo sirve como núcleo del sistema, sino que también es un programa que controla todos los accesos al procesador y a la memoria. Es responsable de los controladores más importantes y tiene acceso directo al hardware. Es la base de las interacciones entre el hardware y el software y gestiona sus recursos de la forma más eficiente posible.ContenidoNombres de dominio a 1$Registra grandes TLDs por menos de 1$ durante el primer año. ¿Por qué esperar? Consigue tu nombre de dominio favorito hoy mismo. Correo electrónico coincidenteCertificado SSLSoporte 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año

La virtualización es cada vez más importante: su concepto básico es que se impone un sistema virtual y abstracto a un sistema real. Tanto el software como el hardware pueden representarse de este modo. Para crear una conexión entre el sistema real y el virtual, se necesita una capa adicional: el hipervisor.

Modo Kernel

En este post, vamos a desarrollar una comprensión de los Kernels en el aprendizaje automático. Enmarcamos el problema que los kernels intentan resolver, seguido de una explicación detallada de cómo funcionan los kernels. Para profundizar en nuestra comprensión de los kernels, aplicamos un kernel gaussiano a un problema no lineal. Por último, discutimos brevemente la construcción de los núcleos.

En el aprendizaje automático, un kernel se refiere a un método que nos permite aplicar clasificadores lineales a problemas no lineales mapeando los datos no lineales en un espacio de mayor dimensión sin necesidad de visitar o entender ese espacio de mayor dimensión.

Supongamos que tenemos un conjunto de datos bidimensional que contiene dos clases de observaciones y necesitamos encontrar una función que separe las dos clases. Los datos no son linealmente separables en un espacio bidimensional.

Tendríamos que ajustar una función polinómica para separar los datos, lo que complica nuestro problema de clasificación. ¿Pero qué pasaría si pudiéramos transformar estos datos en un espacio de mayor dimensión (3D) en el que los datos fueran separables por un clasificador lineal?

Función del núcleo

Antes de explicar qué es un kernel, es importante entender los términos modo usuario y modo kernel. El modo de usuario es cuando el código que se ejecuta no tiene la capacidad de acceder directamente al hardware o a la memoria de referencia. Para acceder al hardware y a la memoria, el código que se ejecuta en modo usuario debe delegar instrucciones en las interfaces de programación de aplicaciones del sistema.  El modo kernel es cuando el código que se ejecuta tiene acceso sin restricciones a todo el hardware -está reservado para las funciones más confiables de un sistema operativo.

Todos los sistemas operativos tienen un kernel. Windows, macOS, iOS, Android, Chrome OS y Linux tienen cada uno un sistema de bajo nivel que es responsable de interconectar todas las aplicaciones con el hardware físico del ordenador. Sin el kernel, ninguna de tus aplicaciones podría hacer uso del ordenador físico; aplicaciones como Firefox, Chrome, LibreOffice o Outlook no funcionarían. El núcleo también es responsable de permitir que los procesos intercambien información mediante lo que se denomina comunicación entre procesos.

Linux utiliza un núcleo monolítico de código abierto, mientras que macOS y Windows utilizan núcleos híbridos. El núcleo de Linux fue concebido en 1991 por Linus Torvalds. A día de hoy, Torvalds sigue siendo el principal desarrollador del núcleo de Linux, mientras que desarrolladores de todo el mundo contribuyen al núcleo de Linux. De hecho, se calcula que casi 10.000 desarrolladores, de más de 1.000 empresas, han contribuido al núcleo Linux desde que se empezó a hacer el seguimiento en 2024.

Santiago Paez