Estructuras Sistema Operativo 1.1

Estructuras del sistema operativo 1.1

78  Capitulo 2 Estructuras del sistema operativoCapitulo 2 Estructuras del sistema operativo2.7 Estructura del sistema operativo2.7 Estructura del sistema operativoUn sistema tan grande y complejo como un sistema operativo moderno debe diseñarse cuidadosamente para que funcione correctamente y se modifique fácilmente. Un enfoque común es dividir la tarea en pequeños componentes o módulos, en lugar de tener uno monolítico sistema. Cada dividir la tarea en pequeños componentes o módulos, en lugar de tener uno monolítico sistema. Cada dividir la tarea en pequeños componentes o módulos, en lugar de tener uno monolítico sistema. Cada uno de estos módulos debe ser una parte bien definida del sistema, con entradas, salidas y funciones cuidadosamente definidas. Ya hemos discutido brevemente en el Capítulo 1 los componentes comunes de los sistemas operativos. En esta sección, discutimos cómo estos componentes están interconectados y combinados en un núcleo.2.7.1 Estructura simpleMuchos sistemas operativos no tienen estructuras bien definidas. Con frecuencia, tales sistemas comenzaron como sistemas pequeños, simples y limitados y luego crecieron más allá de su alcance original. MS-DOS es un ejemplo de dicho sistema. Originalmente fue diseñado e implementado por algunas personas que no tenían idea de que se volvería tan popular. Fue escrito para proporcionar la mayor funcionalidad en el menor espacio, por lo que no se dividió cuidadosamente en módulos. La figura 2.11 muestra su estructura.En MS-DOS, las interfaces y los niveles de funcionalidad no están bien separados. Por ejemplo, los programas de aplicación pueden acceder a las rutinas básicas de E / S para escribir directamente en la pantalla y las unidades de disco. Dicha libertad deja a MS-DOS vulnerable a los programas errantes (o maliciosos), causando fallas en todo el sistema cuando fallan los programas del usuario. Por supuesto, MS-DOS también estaba limitado por el hardware de su época. Debido a que el Intel 8088 para el que fue escrito no proporciona modo dual ni protección de hardware, los diseñadores de MS-DOS no tuvieron más remedio que dejar el hardware base accesible.Otro ejemplo de estructuración limitada es el sistema operativo UNIX original. Al igual que MS-DOS, UNIX inicialmente estaba limitado por la funcionalidad del hardware. Se compone de dos partes separables: el núcleo y los programas del sistema. El núcleoPrograma de aplicación de controladores de dispositivo ROM BIOSPrograma de sistema residente de controladores de dispositivo MS-DOSFigura 2.11 Estructura de capas de MS-DOS.Figura 2.11 Estructura de capas de MS-DOS.

2.7 Estructura del sistema operativo 2.7 Estructura del sistema operativo  79(Los usuarios)shells y comandos compiladores e intérpretesbibliotecas del sistemainterfaz de llamada del sistema al núcleoterminal de señalesmanejo del sistema de E / S de caracterescontroladores de terminalE / S del bloque de intercambio del sistema de archivosdisco del sistema y controladores de cintaMemoria de paginación de demanda de reemplazo de página de programación de CPUinterfaz del kernel al hardwarecontroladores de terminalterminales controladores de dispositivos discos y cintas controladores de memoria memoria físicaFigura 2.12 Estructura tradicional del sistema UNIX.Figura 2.12 Estructura tradicional del sistema UNIX.se separa aún más en una serie de interfaces y controladores de dispositivos, que se han agregado y ampliado a lo largo de los años a medida que UNIX ha evolucionado. Podemos ver los sistemas operativos UNIX tradicionales en capas hasta cierto punto, como se muestra en la Figura 2.12. Todo lo que está debajo de la interfaz de llamada al sistema y encima del hardware físico es el núcleo. El kernel proporciona el sistema de archivos, la programación de la CPU, la administración de memoria y otras funciones del sistema operativo a través de llamadas al sistema. En suma, es una enorme cantidad de funcionalidad que se combina en un nivel. Esta estructura monolítica fue difícil de implementar y mantener. Sin embargo, tenía una clara ventaja de rendimiento: hay muy poca sobrecarga en la interfaz de llamada del sistema o en la comunicación dentro del núcleo. Todavía vemos evidencia de esta estructura simple y monolítica en UNIX, Linux,2.7.2 Enfoque en capasCon el soporte de hardware adecuado, los sistemas operativos se pueden dividir en partes más pequeñas y más apropiadas que las permitidas por los sistemas originales de MS-DOS y UNIX. El sistema operativo puede mantener un control mucho mayor sobre la computadora y sobre las aplicaciones que hacen uso de esa computadora. Los implementadores tienen más libertad para cambiar el funcionamiento interno del sistema y para crear sistemas operativos modulares. Bajo un enfoque de arriba hacia abajo, la funcionalidad y las características generales se determinan y se separan en componentes. La ocultación de información también es importante, ya que deja a los programadores libres para implementar las rutinas de bajo nivel como mejor les parezca, siempre que la interfaz externa de la rutina permanezca sin cambios y que la rutina misma realice la tarea anunciada.Un sistema puede hacerse modular de muchas maneras. Un método es el enfoque en capas , en Un sistema puede hacerse modular de muchas maneras. Un método es el enfoque en capas , en Un sistema puede hacerse modular de muchas maneras. Un método es el enfoque en capas , en Un sistema puede hacerse modular de muchas maneras. Un método es el enfoque en capas , en el que el sistema operativo se divide en varias capas (niveles). La capa inferior (capa 0) es el hardware; el más alto (capa NORTE) es la interfaz de usuario Esta estructura de capas se representa en la figura el más alto (capa NORTE) es la interfaz de usuario Esta estructura de capas se representa en la figura el más alto (capa NORTE) es la interfaz de usuario Esta estructura de capas se representa en la figura 2.13.núcleo

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