Sistemas Operativos

1.5 ESTRUCTURA DEL SISTEMA OPERATIVO
1.5.1 Sistemas monolíticos
La estructura consiste en que no hay estructura. El sistema operativo se escribe como una colección de procedimientos, cada uno de los cuales puede invocar a cualquiera de los otros cuando necesita hacerlo. Cuando se usa esta técnica, cada procedimiento del sistema tiene una interfaz bien definida en términos de parámetros yresultados, y cada uno está en libertad de invocar a cualquier otro, si este último realiza algún cálculo útil que el primero necesita.
Para construir el programa objeto real del sistema operativo cuando se adopta este enfoque, lo primero que se hace es compilar todos los procedimientos individuales, o archivos que contienen los procedimientos, y luego se vinculan en un solo archivo objeto usandoel vinculador (linker) del sistema. En términos de ocultación de la información, prácticamente no hay tal; todos los procedimientos son visibles para todos los demás (en contraposición a una estructura que contiene módulos o paquetes, en la que gran parte de la información se oculta dentro de los módulos, y sólo se pueden invocar desde fuera del módulo los puntos de entrada designadosoficialmente).
No obstante, incluso en los sistemas monolíticos es posible tener al menos un poco de estructura. Los servicios (llamadas al sistema) proporcionados por el sistema operativo se solicitan colocando los parámetros en lugares bien definidos, como en registros o en la pila, y ejecutando después una instrucción de trampa especial conocida como llamada al kernel o llamada al supervisor.
Estainstrucción conmuta la máquina del modo de usuario al modo de kernel y transfiere el control al sistema operativo, lo cual se muestra como evento (1) en la Fig. 1-16. (La mayor parte de las CPU tienen dos modos: modo de kernel, para el sistema operativo, en el que se permite todas las instrucciones; y modo de usuario, para programas de usuario, en el que no se permiten instrucciones de E/S y de ciertosotros tipos.)
A continuación, el sistema operativo examina los parámetros de la llamada para determinar cuál llamada al sistema se ejecutará; esto se muestra como (2) en la Fig. 1-16. Acto seguido, el sistema operativo consulta una tabla que contiene en la ranura k un apuntador al procedimiento que lleva a cabo la llamada al sistema k. Esta operación, marcada con (3) en la Fig. 1-16,identifica el procedimiento de servicio, mismo que entonces se invoca. Una vez que se ha completado el trabajo y la llamada al sistema ha terminado, se devuelve el control al programa de
usuario (paso 4) a fin de que pueda continuar su ejecución con la instrucción que sigue a la llamada al sistema.
Esta organización sugiere una estructura básica para el sistema operativo:
1. Un programa principal queinvoca 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 de utilería que ayudan a los procedimientos de servicio.
En este modelo, para cada llamada al sistema hay un procedimiento de servicio que se ocupa de ella. Los procedimientos de utilería hacen cosas que variosprocedimientos de servicio necesitan, como obtener datos de los programas de usuario. Esta división de los procedimientos en tres capas se muestra en la Fig. 1-17.

1.5.2 Sistemas por capas
Una generalización del enfoque de la Fig. 1-17 consiste en organizar el sistema operativo como una jerarquía de capas, cada una construida sobre la que está abajo de ella. El primer sistema que tuvo esta estructurafue el sistema THE construido en la Technische Hogeschool Eindhoven de los Países Bajos por E. W. Dijkstra (1968) y sus estudiantes. El sistema THE era un sencillo sistema por lotes para una computadora holandesa, la Electrologica X8, que tenía 32K de palabras de 27 bits (los bits eran costosos en esos tiempos).
El sistema tenía sE/S capas, como se muestra en la Fig. 1-18. La capa Ose ocupaba...