SISTEMAS MONOLÍTICOS Evelyn Flores, Carmen Loor, Alexis Carvajal y Leonardo Tomalo. [email protected], carm
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SISTEMAS MONOLÍTICOS Evelyn Flores, Carmen Loor, Alexis Carvajal y Leonardo Tomalo.
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected].
Facultad de Sistemas y Telecomunicaciones Universidad Estatal Península de Santa Elena La Libertad – Ecuador [email protected]
Sistemas Operativos Resumen Para introducirnos en los Sistemas Monolíticos se debe conocer, que los Sistemas Operativos tienen clasificaciones y una de ellas es por su Estructura, en la cual vamos a encontrar dos datos importantes que son: Sistemas Monolíticos y Estructura con capas. Sistema monolítico es la estructura que se usó para diseñar los primeros S. O. que a su vez son componentes que interactúan entre sí de manera desordenada y que nos permite escribir en la pantalla y en la memoria de los discos. Se podría decir que esta estructura no posee una estructura propia, porque son rutinas o acciones entrelazadas en un único programa que cumplen la función de llamarse a sí mismos o algún modulo entre sí. Este tipo de sistema tiene una característica singular, y es que son hechas a una sola medida por la que obtiene más flexibilidad y pueden ser más rápidas a su tipo de entorno, pero si se les cambia de medida o entorno no tendrían la misma flexibilidad y se volvería lenta.
parámetros y en resultados. Al
I. Introducción. Los sistemas Monolíticos son la estructura más simple para un
Un sistema monolítico es aquel que está compuesto por un núcleo grande y complejo, el mismo que comprende todos los servicios del
Dentro del núcleo se encuentran todas
las
interiormente
funcionalidades en
un
programa,
todos los componentes funcionales acceso
a
todas
sus
estructuras de datos internas y rutinas (instrucciones que se dan a un ordenador para controlar una función o realizar una operación
una
recopilación de procedimientos la estructura básica que deben tener
central (Kernel), un conjunto de procedimientos de servicios y un conjunto de procedimientos de uso general.
Las operaciones que realizan este de
objetivo de facilitar una mayor funcionalidad en el menor espacio posible, por lo que son eficientes y rápidos en su ejecución y gestión. Sin embargo, es poco confiable, ya que al no tener una estructura definida, se ejecuta todo en el mismo nivel del núcleo (Kernel) lo que lo hace altamente vulnerable, por esta razón si uno de sus
frecuente).
sistema
operativo,
se
realiza con un solo programa el mismo que se ejecuta en modo
programas tiene un error o una vulnerabilidad de seguridad, esto puede expandirse, alterar a todo el núcleo y a su vez todo el sistema se ve afectado.
Kernel. [1] En estos sistemas no existe una estructura,
es
un
conjunto
de
procesos los mismos que están entrelazados
de
manera
que
pueden llamarse entre sí cada vez que se considere necesario, estos procedimientos deben tener una interfaz
sistema
Este sistema fue creado con el
sistema.
tipo
este
estos sistemas contiene: programa
Sistema Operativo
tienen
ser
bien
definida
en
Además cada vez que se desee agregar alguna realizar
característica o
cualquier
cambio
necesitará reiniciar el
se
sistema,
situación que dura varias horas y al mismo tiempo consume una gran cantidad de memoria. Un
claro
ejemplo
del
sistema
monolítico es UNIX.
Esto
implica
que
tendré
algo
Este sistema operativo tiene un
práctico dentro de unos meses..."
núcleo grande y complejo, que abarca todos los servicios del sistema. Está programado de forma
Versiones de Linux con Sistemas
no modular, y tiene un rendimiento
monolíticos
mayor que un micro-núcleo. Sin
embargo, si se realiza un cambio en cualquier servicio, el sistema se
lanzó Linux 1.0.0
detendrá y también se recompilará
En marzo de 1995 se lanzó Linux 1.2.0,
el núcleo.
El 14 de marzo de 1994, se
Mayo de 1996: decidió
Torvalds
adoptar
pingüino Tux como
II. Desarrollo.
al mascota
para Linux.
En abril de 1991, Linux Torvalds,
9 de junio de 1996: Se lanzó la
de 21 años, empezó a trabajar en
versión 2 de Linux, con una
unas simples ideas para un núcleo
recepción positiva.
de un sistema operativo. Comenzó
Linux 2.2.0
con un intento por obtener un núcleo
de
gratuito
sistema
similar
operativo
a
Unix
25 de enero de 1999: Se lanzó
18 de diciembre de 1999: se publicaron
que
parches
funcionara
de IBM Mainframe para 2.2.13,
con microprocesadores Intel 80386.
permitiendo de esta forma que
Luego, el 26 de agosto de 1991,
Linux
Torvalds escribió en el grupo de
ordenadores corporativos.
noticiascomp.os.minix:9 "Estoy
haciendo
un
GNU)
para
clones
AT
4 de enero de 2001: se lanzó
17 de diciembre de 2003: se
24 de diciembre de 2008: se lanzó Linux 2.6.28
386(486). Llevo en ello desde abril y está empezando a estar listo.
en
lanzó Linux 2.6.0
no será nada grande ni profesional como
usado
Linux 2.4.0
sistema
operativo (gratuito, sólo un hobby,
fuera
20
de
octubre de 2010:
lanzó Linux 2.6.36
se
30
de
mayo de 2011: Linux
al mismo, como es el núcleo
Torvalds anunció que la versión
(Kernel).
del núcleo dará el salto a la 3.0
Núcleo.-Es la parte fundamental
en la siguiente publicación.
del sistema operativo. La cual se
21 de julio de 2011: Torvalds
encarga de gestionar los recursos
publicó en su perfil en la red
de la máquina a través de servicios
social Google+ que el núcleo
de llamada al sistema.
versión 3.0 estaba listo con la
Entre los tipos de núcleos tenemos
frase "3.0 Pushed Out".13
los siguientes: Fue
Sistemas monolíticos.
lanzada la versión 3.0 del
Sistemas monolíticos híbridos.
núcleo en http://www.kernel.org
Sistemas de exonúcleo.
22
de
julio de 2011:
12 de mayo y 13 de mayo de 2012 fueron lanzadas
Los núcleos Monolíticos
las versiones 3.3.6 y 3.4-rc7 del
Podemos
núcleo en
estructura de los primeros sistemas
http://www.kernel.org respectiv
operativos,
amente.
constituidos fundamentalmente por
2
de
febrero de 2015 Fue
agregar
que
es
que
la
estaban
un único programa compuesto de
lanzada la versión 3.19
un conjunto de rutinas entrelazadas
12
de tal forma que cada una podía
de
Abril de 2015 Fue
lanzada la versión 4.0
llamar
a
cualquier
otra.
Las
Wikipedia enciclopedia libre(s, f)
características fundamentales de
Linux.
este tipo de estructura son: - Construcción del programa final a
Existen
muchos
sistemas
base de módulos compilados por
comerciales que no cuentan con
separado y que se unen a través
una estructura bien definida, y para
de un enlazador (linker).
el
-
funcionamiento
del
sistema
Buena
definición
de
los
operativo se necesita un gestor
parámetros de enlace entre las
para que este pueda realizar los
distintas rutinas existentes, lo que
procesos que el usuario requiera.
provoca un buen acoplamiento.
Para esto se expondrá un pequeño
-
fragmento de lo que hace funcionar
privilegios
Carecen
de en
protecciones las
rutinas
y
que
manejan diferentes aspectos de los
de dispositivos de bajo nivel,
recursos
principalmente.
del
equipo,
como
la
El
memoria, los discos, etc.
núcleo
independiente
- Están hechos a medida, por lo
hardware:
que son eficientes y rápidos pero,
independiente del hardware se
por el mismo motivo, carecen de
encarga de ofrecer las llamadas
flexibilidad para soportar diferentes
al sistema, manejar los sistemas
entornos de trabajo o tipos de
de archivos y la planificación de
aplicaciones. (Luis, 2006)
procesos. Para el usuario esta división
Dentro
de
las
especificaciones
el
del
núcleo
generalmente
pasa
desapercibida.
dadas por estos autores podemos
MODELO MONOLÍTICO DE UN
decir que un sistema operativo no
SISTEMA OPERATIVO
trabaja solo, es decir, hay un conjunto numeroso de procesos que deben de llevarse a cabo y en conjunto para su funcionamiento, pero
cada
quien
independientemente puede sufrir alguna
vulnerabilidad
programas
errantes
por
que
hace
Figura 1. Modelo monolítico.
imposible su correcta forma de procesar la información.
Los
núcleos
monolíticos
generalmente están divididos en dos partes estructuradas: El
núcleo
hardware:
dependiente el
del
núcleo
dependiente se encarga de
Figura
manejar las interrupciones del
sistema monolítico.
hardware, hacer el manejo de bajo nivel de memoria y discos y trabajar con los manejadores
2.
Procedimientos
del
Cada
Descripción del proceso
procedimiento
tiene
una interfaz bien definida en términos de parámetros y resultados para ejecutar los servicios
del
sistema
operativo
(llamadas
al
sistema). No posee estructura. Interactúan entre sí. Figura 3. Sistemas monolíticos
Permiten escribir en pantalla y en memoria de disco.
Llamada al supervisor. Este consta
Hechas a una sola medida o
de los siguientes pasos:
entorno.
1. El programa del usuario es atraído hacia el núcleo. 2. El
sistema
operativo
EJEMPLOS SISTEMAS
determina el número del
MONOLÍTICOS:
servicio: solicitado.
Los ejemplos típicos de este
3. El sistema operativo localiza y
llama
al proceso
correspondiente al servicio. 4. Regresa
el
control
al
programa del usuario.
Características: Colección de procedimientos sin estructura. Interfaz
de
hay
OS hasta Mac OS 8.6. Otros ejemplos son:
Linux
Núcleos tipo DOS
DR-DOS
MS-DOS
Unix
Familia Microsoft Windows 9x (95, 98, 98 SE, Me)
procedimiento
bien definida. No
sistema son Unix, MS-DOS y Mac
ocultamiento
de
Núcleos del Mac OS hasta Mac OS 8.6
información. Llamadas al sistema para
MS-DOS es un sistema operativo
solicitar servicios al S. O.
de línea de comandos no gráfico
derivado de 86-DOS que se creó
se
para las computadoras compatibles
escrito para proporcionar la mayor
con IBM. MS-DOS originalmente
funcionalidad en el menor espacio,
escrito
por lo que no fue dividido con
por Tim
Paterson y
presentado por Microsoft en agosto
volverían
tan
popular.
Fue
cuidado en módulos.
1 de 1981. En MS-DOS, las interfaces y los
DR-DOS
niveles de funcionalidad no están
compatible con el MS-DOS para
bien separados.
computadoras
Por ejemplo, los programas de
compatibles con el IBM PC.
es un sistema operativo
personales
aplicación pueden acceder a las rutinas básicas de E/S para escribir
Unix es
directamente en la pantalla y en las
portable, multitarea y multiusuario;
unidades de disco. Tal libertad deja
desarrollado, en principio, en 1969,
MS-DOS
por un grupo de empleados de los
vulnerable
ante
programas errantes, provocando
un
sistema
operativo
laboratorios Bell de AT&T.
caídas de todo el sistema cuando fallan los programas del usuario.
Actualmente Linux es un núcleo
Por supuesto, MS-DOS también
monolítico híbrido,
estaba limitado por el hardware, los
irrestricto
diseñadores
no
algunos se ejecutan en espacio de
tuvieron más opción que dejar
usuario. A diferencia de los núcleos
accesible el hardware básico.
monolíticos
(Candela,
controladores de dispositivos y las
de
MS-DOS
García,
Quesada,
con
acceso
al hardware,
aunque
tradicionales,
los
Santana, & Santos, 2007)
extensiones al núcleo se pueden
Tales
cargar
sistemas
comenzaron
operativos
como
sistemas
y
descargar
como módulos, mientras el sistema
pequeños, sencillos y limitados, y
continúa
luego crecieron más allá de su
interrupciones.
alcance original. MS-DOS es un ejemplo de tales sistemas. Originalmente,
fue
diseñado
e
implementado por unas cuantas personas que no tenían idea que
fácilmente
funcionando
sin
Núcleos híbridos
Exonúcleos
Figura 5. Estructura de los Figura 4. Estructura del núcleo de
exonúcleos.
Linux.
Los núcleos híbridos son micro núcleos modificados a los que se les ha añadido código que estaría en el espacio de usuario en el caso de ser micro núcleos puros para realizar ciertos servicios de manera más rápida. Estos Suelen confundidos monolíticos,
con
los pero
ser
núcleos como
anteriormente se señaló son micro núcleos que pueden ejecutar sus procesos de una manera similar a las de los núcleos monolíticos. Ejemplos de sistemas operativos que empleen núcleos híbridos son Microsoft Windows XP, Windows Vista y MAC OS X.
En computación,
el
término exonúcleo (exokernel) se refiere a un sistema creado con fines de investigación en el Instituto Tecnológico
de
Massachusetts sobre OpenBSD y otros sistemas operativos similares. Su propósito es crear una especie de capa de software para otros sistemas virtuales. Este tipo de investigación consiste en abstraer al programador del hardware hasta el punto que considere necesario, pudiendo el programador realizar operaciones de muy bajo nivel como pedir direcciones específicas de memoria, bloques de disco y demás,
a
través
de
aportadas por el sistema. SCRIBD. (s.f.).
librerías
EJEMPLOS DE COMANDOS
encuentran
LINUX PARA GESTIONAR
guardado esperando que estos
MÓDULOS:
mismos procesos se comuniquen
•lsmod: Muestra todos los módulos
entre
que están cargados en el Kernel
convenientes, todos estos módulos
sí
en
forma
cuando
se
aleatoria
los
crea
o rutinas se unifican en un archivo
Linux. •modprobe: Se
utiliza
para
tareas, haciendo que estas se
agregar, ver y eliminar módulos. •rmmod: Utilizado para descargar módulos
del
Kernel,
con
cuando terminan sus respectivas
la
restricción de que no estén siendo utilizados y que no sean llamados
ejecuten con mayor rapidez y flexibilidad por su capacidad de ejecutarse por separados. Este tipo de sistema suele ser mucho más vulnerable por la misma razón; ya
por otros módulos.
que el control de los dispositivos de E/S son controladas también por el
III. Conclusión. En los sistemas monolíticos la
mismo.
corrección de errores que este tipo de sistema posee es mucho más fácil; los cuales se realizan a través de los comandos anteriormente expuestos, este proceso se pueden operar en los sistemas operativos tales como Linux, Unix y MacOS, pero con más frecuencia se da en Figura 6. Funcionamiento del
el sistema operativo Linux. Puesto que los procesos que se encuentran
ejecutándose
sistema monolítico.
se
IV. Referencias.
realizan por módulos separados; como anteriormente se establece
Candela, S., García, C. R.,
que este sistema es un conjunto de
Quesada, A., Santana, F. J.,
rutinas entrelazadas entre sí; los
& Santos, J. M. (2007).
mismos que no se encuentran en una forma ordenada, sino que se
Fundamentos de Sistemas Operativos.
Madrid, España: Thomson Editores
Spain
Paraninfo,
Luis, D. R. (2006). Ampliar,
trabajos/mpc0809RubenMar
configurar y reparar su PC.
rero_SO_RTOS.pdf
España:
Wikipedia
Enciclopedia
Libre(s,f):
G, P. (s.f.). Estructura de los
https://es.wikipedia.org/wiki/
sistemas
N%C3%BAcleo_Linux
operativos.
n/docenci a/manuales/SO/TemasSOuJ aen/INT RODUCCION/5Estructuradel ossistem asoperativos.htm Pablo.
(s.f.).
Sistemas
operativos 1. Obtenido de Blogspot.com: http://pablopaniaguaoperativos1.blogspot.com/20 08/08/
sistemas-
monoliticos.html SCRIBD.
(s.f.).
Obtenido
dehttps://www.scribd.com/do c/87473
14/Sistema-
Operativo Estructura#scribd
Marcombo S.A.
dehttp://lsi.vc.ehu.es/pablog
unez/clases-micros-paracom/mpc0809-
Obtenido
http://www.iuma.ulpgc.es/~n
S.A.
Barcelona,
Estructura operativos(s,
de
sistemas f).
http://lsi.vc.ehu.es/pablogn/d ocencia/manuales/SO/Tema sSOuJaen/INTRODUCCION /5Estructuradelossistemasop erativos.htm