¿Cuál es la arquitectura de Windows y de Linux?...

Linux es un núcleo monolítico híbrido, donde sus controladores de dispositivos y las extensiones del núcleo normalmente se ejecutan en un espacio privilegiado conocido como anillo, con acceso irrestricto al hardware, aunque algunos se ejecutan en espacio de usuario. 
A diferencia de los núcleos monolíticos tradicionales, los controladores de dispositivos y las extensiones al sistema operativo se pueden cargar y descargar fácilmente como módulos, mientras el sistema continúa funcionando sin interrupciones. 
Así mismo, a diferencia de los núcleos monolíticos tradicionales, los controladores pueden detenidos momentáneamente por actividades más importantes bajo ciertas condiciones. 
Esta habilidad fue agregada para manejar correctamente interrupciones de hardware, y para mejorar el soporte de multiprocesamiento Simétrico. 
A diferencia de los núcleos monolíticos tradicionales, los controladores de dispositivos son fácilmente configurables como Loadable Kernel Modules, y se pueden cargar o descargar mientras se está corriendo el sistema

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Arquitectura de Windows.

Un Sistema Operativo serio, capaz de competir en el mercado con otros como Unix que ya tienen una posición privilegiada, en cuanto a resultados, debe tener una serie de características que le permitan ganarse ese lugar. Algunas de estas son:

·  Que corra sobre múltiples arquitecturas de hardware y plataformas.

·  Que sea compatible con aplicaciones hechas en plataformas anteriores, es decir que corrieran la mayoría de las aplicaciones existentes hechas sobre versiones anteriores a la actual, nos referimos en este caso particular a las de 16-bit de MS-DOS y Microsoft Windows 3.1.

·  Reúna los requisitos gubernamentales para POSIX (Portable Operating System Interface for Unix).

·  Reúna los requisitos de la industria y del gobierno para la seguridad del Sistema Operativo.

·  Sea fácilmente adaptable al mercado global soportando código Unicode.

·  Sea un sistema que corra y balancee los procesos de forma paralela en varios procesadores a la vez.

·  Sea un Sistema Operativo de memoria virtual.

Uno de los pasos más importantes que revolucionó los Sistemas Operativos de la Microsoft fue el diseño y creación de un Sistema Operativo extensible, portable, fiable, adaptable, robusto, seguro y compatible con sus versiones anteriores (Windows NT).

Y para ello crearon la siguiente arquitectura modular:

La cual está compuesta por una serie de componentes separados donde cada cual es responsable de sus funciones y brindan servicios a otros componentes. Esta arquitectura es del tipo cliente – servidor ya que los programas de aplicación son contemplados por el sistema operativo como si fueran clientes a los que hay que servir, y para lo cual viene equipado con distintas entidades servidoras.

Ya creado este diseño las demás versiones que le sucedieron a Windows NT fueron tomando esta arquitectura como base y le fueron adicionando nuevos componentes.

Uno de las características que Windows comparte con el resto de los Sistemas Operativos avanzados es la división de tareas del Sistema Operativo en múltiples categorías, las cuales están asociadas a los modos actuales soportados por los microprocesadores. Estos modos proporcionan a los programas que corren dentro de ellos diferentes niveles de privilegios para acceder al hardware o a otros programas que están corriendo en el sistema. Windows usa un modo privilegiado (Kernel) y un modo no privilegiado (Usuario).

Uno de los objetivos fundamentales del diseño fue el tener un núcleo tan pequeño como fuera posible, en el que estuvieran integrados módulos que dieran respuesta a aquellas llamadas al sistema que necesariamente se tuvieran que ejecutar en modo privilegiado (modo kernel). El resto de las llamadas se expulsarían del núcleo hacia otras entidades que se ejecutarían en modo no privilegiado (modo usuario), y de esta manera el núcleo resultaría una base compacta, robusta y estable.

El Modo Usuario es un modo menos privilegiado de funcionamiento, sin el acceso directo al hardware. El código que corre en este modo sólo actúa en su propio espacio de dirección. Este usa las APIs (System Application Program Interfaces) para pedir los servicios del sistema.

El Modo Kernel es un modo muy privilegiado de funcionamiento, donde el código tiene el acceso directo a todo el hardware y toda la memoria, incluso a los espacios de dirección de todos los procesos del modo usuario. La parte de WINDOWS que corre en el modo Kernel se llama Ejecutor de Windows, que no es más que un conjunto de servicios disponibles a todos los componentes del Sistema Operativo, donde cada grupo de servicios es manipulado por componentes que son totalmente independientes (entre ellos el Núcleo) entre sí y se comunican a través de interfaces bien definidas.

Todos los programas que no corren en Modo Kernel corren en Modo Usuario. La mayoría del código del Sistema Operativo corre en Modo Usuario, así como los subsistemas de ambiente (Win32 y POSIX que serán explicados en capítulos posteriores) y aplicaciones de usuario. Estos programas solamente acceden a su propio espacio de direcciones e interactúan con el resto del sistema a través de mensajes Cliente/Servidor.