Enfoque arquitectónico para construir un Sistema Operarivo

CENTRO DE ENSEÑANZA TÉCNICA INDUSTRIAL

Ingeniería en Desarrollo de Software

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Arquitectura de Sistema Operativos

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Enfoque arquitectónico para construir un SO

Enfoque de SO con núcleo único y monolítico

Los primeros SO se escribieron como un programa único. Este enfoque para construir el SO se denomina enfoque del núcleo o del núcleo monolítico, y se ilustra en la figura 1. Ya que el SO con nucleo monolitico incluida mas funcionalidad, su tamaño aumento, en algunos casos desde unos cuantos miles de bytes hasta muchos millones de bytes. Con memoria limitada y costosa, el size overhead del SO (el porcentaje de memoria principal ocupada por el SO) se consideraba demasiado grande. Esto hinchaba no solo la memoria ocupada del SO, sino que, como la mayoria de los programas grandes, el SO era menos eficiente que un sistema mas minimo, tenia mas errores y era dificl de mantener, ya sea para agregar caracteristicas o para reparar errores. Esto condujo a los diseñadores de SO a desarrollar SO basados en un diseño mas modular, por capas

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Figura 1. Modelo de Núcleo Monolítico de un Sistema Operativo

Enfoque de SO por capas

El enfoque modular que se estaba desarrollando era una arquitectura por capas. El SO debía dividirse en módulos que estuvieran limitados a una función específica, como planificación del procesador o gestión de la memoria. Los módulos estaban agrupados en capas de abstracción creciente (cada capa proporciona una vista más abstracta del sistema y depende de los servicios de la capa que está abajo). Este enfoque por capas oculta las peculiaridades y los detalles que surgen al manipular dispositivos de hardware, y proporciona una vista común abstracta al resto del SO. Así, cuando nuevos dispositivos ingresaron al mercado, fue posible agregar nuevos controladores de dispositivos al núcleo sin afectar drásticamente los otros módulos del SO, que proporcionan gestión de la memoria, planificación del procesador e interfaz del sistema de archivos. Esto se ilustra en la figura 2.

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Figura 2. Modelo por capas de un Sistema Operativo

Este enfoque puede extenderse para implementar un SO con varias capas. Una variante podría permitir que los módulos en la capa n, solo llamaran a los módulos de la siguiente capa inferior n-1. Otra variante permitiría que los módulos en la capa n llamaran a módulos ubicados en cualquiera de las capas inferiores (n-1, n-2, etc.). Una variante adicional permitiría la interacción de los módulos en el nivel n con otros módulos en el nivel n, además de hacerlo con módulos de nivel inferior. Debido a la dificultad de separar en varias capas la funcionalidad complicada del SO, en la práctica, generalmente sólo se usan dos o tres capas. Los SO más modernos están construidos con base en una arquitectura por capas. No obstante, algunos programadores de SO sentían que el enfoque por capas no era suficiente, y que el diseño del SO debía volver a una cantidad mínima de código en el núcleo y al concepto de micronúcleo

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