Estruturas de Sistemas Operacionais Sistema Monolítico

Estruturas de Sistemas Operacionais  - Sistema Monolítico

Sistemas Operacionais podem ser estruturados de diferentes formas, entre todas trataremos dos sistemas monolíticos.[1]

Nesse tipo de estrutura o sistema é dito como uma coleção de rotinas, onde cada rotina pode chamar qualquer outra sempre que necessário.

O sistema é estruturado de forma que as rotinas podem interagir livremente umas com as outras.

Quando esta técnica é utilizada, cada rotina de sistema possui uma interface bem definida em termos de parâmetros e resultados. Essa é a forma de como o computador se comunica com o sistema.

As rotinas podem ser executadas em modo usuário ou modo núcleo (modo Kernel).

O modo usuário limita as ações para garantir as seguranças e não comprometer nenhuma parte do sistema, deste modo é mais difícil um aplicativo violar a privacidade de outro.

Já o modo núcleo conhecido como privilegiado por ter acesso completo ao computador.

Os serviços do sistema operacional que podem ser executado em modo núcleo são:

Gerenciamento de processos;

Gerenciamento de memória;

Gerenciamento de sistemas de arquivos;

O computador executa todas as aplicações em modo Kernel, mas para isso é necessário que as rotinas enviadas em modo usuário sejam carregadas, validadas e consideradas seguras. Se um dos passos falhar, o sistema envia uma exceção e nega a execução da operação.

Desta forma se for enviado um comando do modo usuário para o modo Kernel e este se nega a executar, ele responde a linguagem que deve tratar o erro. Esse é o conceito de system call.

O conceito de realizar chamadas no sistema para que ele avalie se a execução de um processo é segura ou não. Erros e intenções maliciosas devem ser barradas.

Desvantagens

Como todos os módulos e rotinas executam no mesmo espaço de endereçamento, um bug em um dos módulos pode derrubar o sistema inteiro.

• O sistema pode parar em função de um erro;
• As interfaces e os níveis de funcionalidade não são bem separados, nem estão unificados. O excesso de liberdade torna o sistema vulnerável;
• Dificuldade em executar alterações no próprio núcleo, pois as dependências e pontos de interação dos componentes podem não ser evidentes.
• É difícil identificar a origem de um problema ou erro, pois seus componentes estão todos no mesmo lugar.
• Se um componente do núcleo apresentar um erro, esse problema pode se alastrar rapidamente e levar o sistema ao colapso.
• Pequenas alterações na estrutura de dados de um componente, se acessados diretamente, podem ter um impacto inesperado em outros componentes.

Vantagens

Se a implementação do sistema está completa e confiável, a forte integração interna dos componentes permite que detalhes de baixo nível do hardware sejam efetivamente explorados, resultando em alta eficiência.

• A grande vantagem de sistemas operacionais monolíticos é o desempenho, já que a forte integração interna de seus componentes lhe permite que detalhes de baixo nível do hardware sejam efetivamente explorados.

• A arquitetura possui intercomunicação direta e isso favorece no tempo de resposta do sistema operacional.
• A interação direta entre os componentes torna o sistema mais compacto.
• Os componentes do núcleo pode acessar os demais sem qualquer tipo impedimento.