Administracion De Memoria

7. Nucleos de sistemas operativos

Los núcleos (kernels) de los sistemas operativos se pueden ubicar en dos categorias: monolíticos o micronúcleos (microkernels). El primer tipo de núcleo es el más tradicionalmente usado, mientras que los micronúcleos forman parte delas tendencias modernas en el diseño de sistemas operativos.

Para comprender mejor qué diferencias existen entre ambascategorías, se necesita revisar algunos conceptos.

Trabajos, Procesos y Thread
Estos tres conceptos van definiendo el grado de granularidad en que el sistema operativo trata a las masas de operaciones que se tienen que realizar. Un trabajo se conceptualiza como un conjunto de uno o más procesos. Por ejemplo, si se tiene que hacer el trabajo de correr el inventario, tal vez se subdivida ese trabajo envarios procesos: obtener la lista de artículos, número en existencia, artículos vendidos, artículos extraviados, etc. Un proceso se define como la imagen de un programa en ejecución, es decir, en memoria y usando el CPU. A este nivel de granularidad, un proceso tiene un espacio de direcciones de memoria, una pila, sus registros y su 'program counter'. Un thread es un trozo o sección de un procesoque tiene sus propios registros, pila y 'program counter' y puede compartir la memoria con todos aquellos threads que forman parte del mismo proceso.

Objetos
Un objeto es una entidad que contiene dos partes principales: una colección de atributos y un conjunto de métodos (también llamados servicios). Generalmente los atributos del objeto no pueden ser cambiados por el usuario, sino solamente através de los métodos. Los métodos sí son accesibles al usuario y de hecho es lo único que él observa: los métodos conforman lo que se llama la 'interfaz' del objeto. Por ejemplo, para el objeto 'archivo' los métodos son abrir, cerrar, escribir, borrar, etc. El cómo se abre, se cierra, se borra, etc; está escondido para el usuario, es decir, los atributos y el código están 'encapsulados'. La únicaforma de activar un método es a través del envío de mensajes entre los objetos, o hacia un objeto.

Cliente - Servidor
Un cliente es un proceso que necesita de algún valor o de alguna operación externa para poder trabajar. A la entidad que prove ese valor o realiza esa operación se le llama servidor. Por ejemplo, un servidor de archivos debe correr en el núcleo (kernel) o por medio de unproceso 'guardián' al servidor de archivos que escucha peticiones de apertura, lectura, escritura, etc; sobre los archivos. Un cliente es otro proceso guardián que escucha esas peticiones en las máquinas clientes y se comunica con el proceso servidor a través de la red, dando la apariencia de que se tienen los archivos en forma local en la máquina cliente.

Núcleo Monolítico
Los núcleos monolíticosgeneralmente están divididos en dos partes estructuradas: el núcleo dependiente del hardware y el núcleo independiente del hardware. El núcleo dependiente se encarga de manejar las interrupciones del hardware, hacer el manejo de bajo nivel de memoria y discos y trabajar con los manejadores de dispositivos de bajo nivel, principalmente. El núcleo independiente del hardware se encarga de ofrecer lasllamadas al sistema, manejar los sistemas de archivos y la planificación de procesos. Para el usuario esta división generalmente pasa desapercibida. Para un mismo sistema operativo corriendo en diferentes plataformas, el núcleo independiente es exactamente el mismo, mientras que el dependiente debe re-escribirse.

Microkernel
Un núcleo con 'arquitectura' micronúcleo es aquél que contieneúnicamente el manejo de procesos y threads, el de manejo bajo de memoria, da soporte a las comunicaciones y maneja las interrupciones y operaciones de bajo nivel de entrada-salida. [Tan92]. En los sistemas oprativos que cuentan con este tipo de núcleo se usan procesos 'servidores' que se encargan de ofrecer el resto de servicios (por ejemplo el de sistema de archivos) y que utilizan al núcleo a...