Arquitectura De Sistemas Monolítica

Arquitectura de sistemas Monolítica

En los sistemas monolíticos, todos los componentes de gestión y programas del sistema están escritos en un solo código o espacio lógico. Pueden decirse que el núcleo es el Sistema Operativo. La división más evidente que puede hacerse es entre procesos de aplicación o usuario y procesos del sistema.

Los sistemas monolíticos son los más comunes puesto que su implementación ydiseño son los menos complejos. La desventaja es que como todo el sistema se ejecuta en el mismo nivel de privilegio que el núcleo (el Sistema Operativo es el núcleo) es muy probable que haya problemas (el sistema se apague, se bloquee o se cuelguen procesos, por ejemplo) si ocurre algún fallo del hardware o existe algún error sin depurara en el código del sistema. GNU/Linux es monolítico, aunque con éste se introdujo una variante interesante. A pesar de ser monolítico, es modular, lo que significa que es posible quitar o añadir componentes al núcleo incluso en caliente (o sea, en pleno funcionamiento). Así, si un módulo tiene problemas se puede reemplazar, arreglar o eliminar sin afectar al resto de funcionalidades. Otra ventaja interesante de los sistemas monolíticos es su velocidad. Ya que todos los componentes del Sistema Operativo comparten los privilegios y direcciones y la separación funcional solo se hace entre procesos del sistema y los de aplicación, la demora para ejecutar las llamadas al sistema es mínima.

La arquitectura más simple para un SO es un núcleo compacto, que contiene todas las rutinas del SO.

Arquitectura Monolítica. Es un modelo en el cual el sistema operativo y todos los servicios fundamentales residen en un monitor monolítico que se accede a través de un mecanismo de llamada al núcleo

Ventajas

Con un monitor monolítico, los servicios fundamentales que requieran acceso a los recursos del núcleo deben residir en este. De esta forma, la complejidad del núcleo aumenta, aumentando la probabilidad de encontrar errores. Asimismo, el acceso a entrada-salida, al vector de interrupciones y a la memoria física se puede restringir al núcleo por razones de la seguridad, lo que significa que la mayoría de los drivers de dispositivos deben residir en el núcleo.

Cruzar la barrera kernel/aplicación es con frecuencia costoso, así en algunos casos, los drivers que de otro modo se podrían poner en ejecución modo usuario, tal como drivers de gráficos, se incorporan en el núcleo por razones de performance.

Mientras que las aplicaciones no pueden corromper el núcleo, cual esquiera de estos drivers de dispositivos pueden – aumentando la probabilidad de que ocurran errores fatales

Características

•Es un intento de paliar los problemas de la arquitectura plana.

•Su aportación estriba en que los procesos de usuario ejecutan en espacios de direccionamiento diferentes al del sistema operativo.

•Las implementaciones de UNIX han respondido tradicionalmente este diseño.

•Se aislan del sistema de los errores de los procesos de usuario, pero nuevos dispositivos aparecen en el mercado continuamente y es preciso escribir manejadores para soportarlos. De nuevo el sistema crece y la probabilidad del fallo aumenta.

•El programa de usuario lleva a cabo las llamadas al sistema mediante interrupciones software o traps.

•Sólo en modo supervisor se permite al procesador ejecutar instrucciones privilegiadas. Accesos a las posiciones de memoria asignadas a los adaptadores de dispositivo .

•Copia de datos entre espacios de direccionamiento diferentes.

Sistemas por capas o niveles de privilegio

En la medida que el hardware se desarrolló para incorporar mecanismos de protección para la gestión de procesos, memoria y entrada/salida, los Sistemas Operativos se adaptaron a este diseño. El objetivo de la arquitectura por capas o niveles de privilegio, es separar la acción del código de los procesos del sistema, del núcleo y de los procesos de usuario. Idealmente se separa en el nivel de máximo privilegios o protección, al código base del núcleo.

En el siguiente nivel de privilegios se ubica a los procesos del sistema para la gestión de procesos y memoria; en otro nivel a los procesos de gestión de entrada salida incluyendo los drivers y en el nivel de menos privilegio, se ejecutan el resto de los procesos de aplicación. Esto por supuesto, no siempre es así y pueden existir muchísimas variantes en la implementación. Una práctica común es ubicar los procesos y componentes de entrada/salida en los dos primeros niveles, para acelerar su ejecución. Lo relevante en estaarquitectura es que se necesitan realizar restricciones en cuanto a las llamadas al sistemaque puedan ejecutar los procesos de determinados niveles. Por ejemplo, se ha de evitar que un proceso pueda efectuar una llamada al sistema que requiera la atención de un componente de menor privilegio o tal vez evitar que los programas de aplicación hagan llamadas directamente sobre el núcleo. Así puede obligarse a utilizar como mediadores a otros niveles.

Sistemas por capas o niveles de privilegio. El objetivo de la arquitectura por capas o niveles de privilegio, radica en separar lo más posible la acción del código de los procesos del sistema, del núcleo y de los procesos que no son del sistema.

Características

En la medida que el hardware se desarrolló para incorporar mecanismos de protección para la Gestión de procesos, Memoria yEntrada/salida, los Sistemas Operativos se adaptaron a este diseño.

Idealmente se separa en el nivel de máximo privilegio o protección al código del Núcleo. En el siguiente nivel de privilegios se ubica a los procesos del sistema para la gestión de procesos y memoria; en otro nivel a los procesos de gestión de entrada salida incluyendo los Driversy en el nivel de menos privilegio, se ejecutan

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