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Kernel – O coração dos sistemas operacionais

Todo sistema operacional tem um kernel ( núcleo ou cerne em inglês ), que é a parte principal do sistema operacional é através do kernel que temos a ligação entre software e hardware.
Na definição do ‘núcleo’, Jochen Liedtke disse que a palavra é “tradicionalmente usada para definir a parte do sistema operacional que é obrigatória e comum a todo software no sistema.”
https://i0.wp.com/www.g3tech.com.pt/2009/images/stories/linux.jpgA maioria dos sistemas operacionais depende do conceito de núcleo. A existência de um núcleo é uma consequência natural de projetar um sistema de computador como séries de camadas de abstração, cada uma das funções dependendo das funções das camadas abaixo de si. O núcleo deste ponto de vista, é simplesmente o nome dado ao nível mais inferior de abstração que é implementado em software. Para evitar ter um núcleo, teria-se que projetar todo o software no sistema de modo a não utilizar abstração alguma; isto iria aumentar a complexidade e o projeto a tal ponto que apenas os sistemas mais simples seriam capazes de ser implementados.

https://i2.wp.com/img.vivaolinux.com.br/imagens/artigos/comunidade/kernel01.pngEnquanto isto hoje é chamado núcleo, originalmente a mesma parte do sistema também foi chamado o nucleus ou caroço (Nota, no entanto, este termo caroço também foi usado para se referir a memória primordial de um sistema de computador, por que alguns dos primeiros computadores usaram uma forma de memória chamada memória de caroços magnéticos), e foi concebido originalmente como contendo apenas os recursos de suporte essenciais do sistema operativo.

Na grande maioria dos casos, o processo de iniciação começa executando o núcleo no modo supervisor.O núcleo depois inicializa a si e depois o primeiro processo. Depois disto, tipicamente, o núcleo não executa diretamente, apenas em resposta para eventos externos (ex., através de chamadas de sistema usados pelos aplicativos para requisitar serviços do núcleo, ou via interrupções usadas pelo hardware para notificar o núcleo sobre eventos). Além disso, tipicamente o núcleo fornece um laço que é executado sempre que nenhum processo esta disponível para execução; geralmente chamado de processo desocupado.
https://i1.wp.com/www.royalpctech.com/assets/images/microsoft_logo.pngO desenvolvimento do núcleo é considerado uma das mais complexas e difíceis tarefas em programação.Sua posição central em um sistema operacional implica na necessidade de boa performance, que define o núcleo como peça de software crítica e torna seu desenvolvimento correto e implementação correta difícil. Devido a diversas razões, o núcleo pode até não ser capaz de utilizar mecanismos de abstração, que ele fornece a outro software. Tais razões incluem preocupações com o gerenciamento de memória (ex. uma função em modo de usuário pode depender de memória estando sujeita a paginação por demanda, mas como o próprio núcleo fornece esta facilidade, ele não pode utilizá-la, pois ele pode não permanecer na memória para fornecer esta facilidade) e a falta de reentrância, logo o seu desenvolvimento torna-se ainda mais difícil para engenheiros de software.
Por enquanto não vamos nos aprofundar no assunto, havendo interesse dos leitores estarei postando mais a respeito.

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