Explorando las Estructuras Fundamentales de los Sistemas Informáticos y Operativos

Estructuras Fundamentales de Sistemas Informáticos y Operativos

Definición de Estructura de Sistema Informático

Es un conjunto determinado de reglas, normas y procedimientos que especifican las interrelaciones que deben existir entre los componentes de un sistema informático y las características que tiene que cumplir cada uno de ellos.

Estructura Monolítica

Es la estructura de los primeros sistemas operativos, constituidos por un único programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas. Sus características son:

• Tiene una estructura interna indefinida y sus niveles de funcionalidad no están bien separados.
• Presenta difícil configuración y actualización, así como falta de protecciones y privilegios al entrar en rutinas que manejan diferentes aspectos de los recursos de la computadora (memoria, disco, etc.).
• Dispone de una buena definición de los parámetros de enlace entre las distintas rutinas existentes.
• Suelen estar hechos a medida, por lo que son eficientes y rápidos en su ejecución y gestión, pero carecen de flexibilidad para soportar diferentes ambientes de trabajo o tipos de aplicaciones.

Estructura Jerárquica

Esta estructura organiza el sistema en niveles, donde una parte del sistema contiene subpartes. El sistema se divide en pequeños módulos.

• El módulo de cada nivel funciona utilizando los servicios del nivel inferior.
• De esta forma se facilita la protección y el acceso al sistema.
• En esta estructura se basan la mayoría de los sistemas operativos actuales.

Estructura en Anillos (Rings)

Esta estructura es una evolución de la jerárquica. El sistema está organizado en anillos concéntricos o rings. Cada anillo tiene una apertura conocida como puerta o trampa (trap) por donde pueden entrar las llamadas de las capas inferiores.

Máquina Virtual (VM)

Es una estructura que presenta una interfaz que muestra una máquina que parece idéntica a una máquina real subyacente. Se relaciona con dos conceptos clave:

• Multiprogramación: Técnica que permite que dos o más procesos ocupen la misma unidad de memoria principal simultáneamente.
• Máquina extendida: Concepto que se detalla a continuación.

Máquinas Abstractas

En toda computadora se pueden definir dos máquinas abstractas:

• Máquina desnuda o simple: Definida por el hardware. En ella, todas las operaciones son las instrucciones del lenguaje máquina.
• Máquina extendida: Definida por el hardware y el núcleo (kernel) del sistema operativo. Es la que utiliza el usuario final.

Monitor Virtual (Hypervisor)

Su misión es llevar a cabo la multiprogramación, presentando a los niveles superiores tantas máquinas virtuales como se necesiten. Actúa como el núcleo de los sistemas operativos que soportan virtualización.