Estructura de un Sistema Operativo

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Kernel: Definición
Parte fundamental de un programa, por lo general de un sistema operativo, que reside
en memoria todo el tiempo y que provee los servicios básicos. Es la parte del sistema
operativo que está más cerca de la máquina y puede activar el hardware directamente o
unirse a otra capa de software que maneja el hardware.
La tarea del Kernel es ejecutar procesos (Software, aplicaciones oprogramas) y
facilitarles a los mismos la tarea de interacción con el Hardware, mediante la
comunicación entre procesos y llamadas al sistema (system calls).
Sistemas monolíticos
En este diseño, que hasta ahora se considera como la organización más común, todo el
sistema operativo se ejecuta como un solo programa en modo kernel. El sistema
operativo se escribe como una colección de procedimientos,enlazados entre sí en un
solo programa binario ejecutable extenso.
Cuando se utiliza esta técnica, cada procedimiento en el sistema tiene la libertad de
llamar a cualquier otro, si éste proporciona cierto cómputo útil que el primero necesita. Al
tener miles de procedimientos que se pueden llamar entre sí sin restricción, con
frecuencia se produce un sistema poco manejable y difícil de comprender.Esta organización sugiere una estructura básica para el sistema operativo:
1. Un programa principal que invoca el procedimiento de servicio solicitado.
2. Un conjunto de procedimientos de servicio que llevan a cabo las llamadas al sistema.
3. Un conjunto de procedimientos utilitarios que ayudan a los procedimientos de servicio.
Sistemas de capas
Organizar el sistema operativo como una jerarquía decapas, cada una construida
encima de la que tiene abajo. El primer sistema construido de esta forma fue el sistema
THE, construido en Technische Hogeschool Eindhoven en Holanda por E. W. Dijkstra
(1968) y sus estudiantes. El sistema THE era un sistema simple de procesamiento por
lotes para una computadora holandesa, la Electrologica X8, que tenía 32K de palabras
de 27 bits (los bits eran costososen aquel entonces).
El sistema tenía seis capas:
El nivel 0 se encargaba de la asignación del procesador, de cambiar entre un proceso y
otro cuando ocurrían interrupciones o expiraban los temporizadores. Por encima del nivel
0, el sistema consistía en procesos secuenciales, cada uno de los cuales e podía
programar sin necesidad de preocuparse por el hecho de que había varios procesos en
ejecuciónen un solo procesador. En otras palabras, el nivel 0 proporcionaba la
multiprogramación básica de la CPU.
La capa 1 se encargaba de la administración de la memoria. Asignaba espacio para los
procesos en la memoria principal y en un tambor de palabras de 512 K que se utilizaba
para contener partes de procesos (páginas), para los que no había espacio en la memoria

principal. Por encima de la capa1, los procesos no tenían que preocuparse acerca de si
estaban en memoria o en el tambor; el software de la capa 1 se encargaba de asegurar
que las páginas se llevaran a memoria cuando se requerían.
La capa 2 se encargaba de la comunicación entre cada proceso y la consola del operador
(es decir, el usuario). Encima de esta capa, cada proceso tenía en efecto su propia
consola de operador.
La capa3 se encargaba de administrar los dispositivos de E/S y de guardar en búferes
los flujos de información dirigidos para y desde ellos. Encima de la capa 3, cada proceso
podía trabajar con los dispositivos abstractos de E/S con excelentes propiedades, en vez
de los dispositivos reales con muchas peculiaridades.
La capa 4 era en donde se encontraban los programas de usuario. No tenían que
preocuparsepor la administración de los procesos, la memoria, la consola o la E/S.
El proceso operador del sistema se encontraba en el nivel 5.
Microkernels
La idea básica detrás del diseño de microkernel es lograr una alta confiabilidad al dividir
el sistema operativo en módulos pequeños y bien definidos, sólo uno de los cuales (el
microkernel) se ejecuta en modo kernel y el resto se ejecuta como...
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