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El núcleo de un sistema GNU/Linux consta de varias partes importantes: gestión de procesos, gestión de memoria, controladores para dispositivos de hardware, controladores para sistemas de archivos, gestión de la red, y otras partes varias.

Probablemente las partes más importantes del núcleo (nada funcionaría sin ellas) son la gestión de memoria y la gestión de procesos. El gestor de memoria se encarga de asignar áreas de memoria y de espacio de intercambio a los procesos, partes del núcleo, y también al buffer caché. El gestor de procesos crea nuevos procesos e implementa la multitarea (intercambiando los procesos activos en el procesador).

A más bajo nivel, el núcleo contiene un controlador de dispositivo de hardware para cada tipo de hardware que soporta. Debido a que el mundo se encuentra lleno de diferentes tipos de hardware, el número de controladores es grande. Existen frecuentemente, muchas piezas similares de hardware que difieren en cómo son controladas por el software. Esta singularidad hace posible tener clases generales de controladores que soportan operaciones similares; cada miembro de la clase tiene la misma interfaz de cara al resto del núcleo pero difiere de los demás miembros en la forma de implementar las operaciones. Por ejemplo, todos los controladores de disco son parecidos para el resto del núcleo, P.ej., todos tienen operaciones como "iniciar la unidad", "leer el sector n", y "escribir en el sector n".

Algunos servicios de software provistos por el núcleo tienen propiedades similares, y pueden de esta manera englobarse dentro de clases. Por ejemplo, los diferentes protocolos de red fueron englobados dentro de una interfaz de programación, la librería de socket BSD. Otro ejemplo es la capa del sistema de archivos virtual (VFS) que abstrae las operaciones de los sistemas de archivos de sus implementaciones. Cada tipo de sistema de archivos provee una implementación de cada operación. Cuando alguna entidad intenta utilizar un sistema de archivos, la petición se realiza a través del VFS, el cual la encamina al controlador del sistema de archivos correcto.