ESTRUCTURA DE SISTEMA OPERATIVO

ESTRUCTURA MONOLÍTICA Es la estructura de los primeros sistemas operativos. 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. CARACTERISTICAS:  Buena definición de parámetros de enlace entre la rutinas existentes.  Carecen de protección y privilegios al entrar y manejan diferentes aspectos de la computadora.  Buena definición de parámetros de enlace entre la rutinas existentes.

EJEMPLOS LINUX SYLLABLE SOLARIS

ESTRUCTURA JERARQUICA Consiste en organizar el sistema operativo con una jerarquía de capas cada una construida sobre la que esta bajo ella. CARACTERISTICAS:  Las zonas mas intensas o nucleo están mas protegidas de posibles accesos -indeseados desde las capas mas externas.  Un contacto mas próximo con el hardware  Núcleo mínimo, mas seguro y ágil.

EJEMPLOS MULTICS UNIX

CAPAS CAPA 1 - NUCLEO El núcleo o kernel gestiona todos los procesos, es el encargado de llevar la cuenta de todos los procesos activos y de la planificación de los mismos. Esta capa es muy importante, dado que define el rendimiento del sistema. CAPA 2 - ENTRADA Y SALIDA BÁSICA Proporciona funciones primitivas para la gestión de la memoria secundaria, es decir, se encarga de proveer las primitivas necesarias para la localización, escritura y lectura de bloques de datos en el disco duro.

CAPA 3 - GESTIÓN DE MEMORIA Este nivel administra la memoria principal o memoria RAM, se encarga de asignar los bloques de memoria a los procesos y de liberarlos cuando los procesos han terminado. Se encarga de retirar algunos procesos de la memoria y almacenar una imagen de ellos en el disco duro, con la finalidad de simular que existe más memoria de la que realmente existe de forma física.

CAPA 4 - SISTEMA DE ARCHIVOS Esta capa proporciona las funciones necesarias para almacenar la información en archivos, se apoya en las primitivas de la capa 2 y la decisión de que procesos hacen uso de memoria se ubican en esta capa. CAPA 5 - INTERPRETE DE COMANDO En esta ultima capa se ubica la interfaz visible para el usuario, ya sea como una línea de comando o como una GUI (Interfaz Gráfica de Usuario).

ESTRUCTURA CLIENTE-SERVIDOR CLIENTE Programa ejecutable que participa activamente en el establecimiento de las conexiones. Envía una petición al servidor y se queda esperando por una respuesta. Su tiempo de vida es finito una vez que son servidas sussolicitudes, termina el trabajo. SERVIDOR Es un programa que ofrece un servicio que se puede obtener en una red. Acepta la petición desde la red, realiza el servicio y devuelve el resultado al solicitante. Su tiempo de vida o de interacción es “interminable”.

CARACTERÍSTICAS  Las funciones de Cliente y Servidor pueden estar en plataformas separadas, o en la misma plataforma.  Los cambios realizados en las plataformas de los Clientes o de los Servidores, ya sean por actualización o por reemplazo tecnológico, se realizan de una manera transparente para el usuario final.  Un servidor da servicio a múltiples clientes en forma concurrente. La comunicación entre clientes y servidores se lleva a cabo comúnmente mediante el paso de mensajes. Para obtener un servicio, un proceso cliente construye un mensaje indicando lo que desea y lo envía al servicio apropiado. Después el servicio hace el trabajo y envía de vuelta la respuesta.

EJEMPLOS La acción de visitar un sitio web requiere una arquitectura cliente-servidor, ya que el servidor web sirve las páginas web al navegador (al cliente). Al leer un artículo en Wikipedia, la computadora y el navegador web del usuario serían considerados un cliente; y las computadoras, las bases de datos, y los usos que componen Wikipedia serían considerados el servidor. ¿CÓMO LO HACE? El navegador web del usuario solicita un artículo particular de Wikipedia El servidor de Wikipedia recopila toda la información a mostrar en la base de datos de Wikipedia La articula en una página web La envía de nuevo al navegador web del cliente.

ESTRUCTURA MICROKERNEL  Mueve tanta funcionalidad como sea posible en el espacio de “usuario”.  Dispone de solo algunas funciones esenciales en el kernel: Administración de memoria primitiva (espacio de direcciones). I / O y gestión de interrupciones. Comunicación entre procesos (IPC). Programación Básica (Basic Scheduling).  Otros servicios del sistema operativo son proporcionados por procesos ejecutándose en el modo usuario. Controladores de dispositivo, sistema de archivos, memoria virtual. Etc.

ESTRUCTURA EN CAPAS VS. UNA ESTRUCTURA MICROKERNEL

 La comunicación se lleva a cabo entre los módulos de usuario mediante el envío de mensajes.  Hay una mayor flexibilidad, extensibilidad, portabilidad y confiabilidad.  Pero hay una sobrecarga de rendimiento a causa de la sustitución de las llamadas de servicio por intercambios de mensajes entre procesos ESTRUCTURA MICROKERNEL

TÍPICA ARQUITECTURA MICROKERNEL

BENEFICIOS DE UNA ORGANIZACIÓN MICROKERNEL  Extensibilidad / Confiabilidad Es más fácil extender un microkernel Es más fácil transportar el sistema operativo a nuevas arquitecturas Es más confiable (menos código se ejecuta en modo kernel) Es más seguro Un microkernel pequeño puede ser rigurosamente probado  Portabilidad Los cambios necesarios para portar el sistema a un nuevo procesador se realizan en el microkernel, no en los otros servicios. Soporte de sistema distribuido,se envían mensajes sin saber cuál es la máquina objetivo. Sistema operativo orientado a objetos. Los componentes son objetos con interfaces claramente definidas que se pueden interconectar para formar software.

ARQUITECTURA DE WINDOWS XP

ESTRUCTURA MAQUINA VIRTUAL  Una maquina virtual toma el diseño por capas y el enfoque microkernel a su conclusión lógica.  Trata a el hardware y el kernel del sistema operativo como si todo fueran hardware.  Una maquina virtual provee una interfaz idéntica al hardware subyacente.  El sistema operativo anfitrión(host) crea la ilusión de que un proceso tiene su propio procesador y memoria virtual.  Cada huésped (Guest) provisto con una copia (virtual) de la computadora subyacente.  Los recursos de la computadora física se comparten para crear las maquinas virtuales: La programación de la CPU puede crear la apariencia de que cada usuario tiene su procesador. Gestores de impresión y un sistema de archivos puede proveer lector de tarjetas virtuales y impresoras de línea virtual.

IMPLEMENTACIÓN V.M. EN UNA MÁQUINA DESNUDA (SIN OS INSTALADO) Non-virtual Machine Virtual Machine

IMPLEMENTACIÓN DE UNA V.M. EN UN SISTEMA OPERATIVO ANFITRIÓN (HOST)

VENTAJAS Y DESVENTAJAS  El concepto de maquinas virtuales provee completa protección de los recursos del sistema ya que cada máquina virtual esta aislada de todas las demás. Este aislamiento no permite el intercambio directo de recursos.  Una máquina virtual es un perfecto vehículo para la investigación y desarrollo de sistemas operativos. El desarrollo del sistemas se realiza en la máquina virtual, en lugar de en una máquina física y por lo tanto no interrumpe el funcionamiento normal del sistema.  El concepto de máquinas virtuales es difícil de implementar debido al esfuerzo requerido para proporcionar un duplicado exacto de la máquina subyacente.