Sistemas por capas

El primer sistema que tuvo esta estructura fue el sistema THE construido en la Technische Hogeschool Eindhoven de los Países Bajos por E. W. Dijkstra (1968) y sus estudiantes. El sistema THE era un sencillo sistema por lotes para una computadora holandesa, la Electrologica X8, que tenía 32K de palabras de 27  bits (los bits eran costosos en esos tiempos).Más arriba de la capa 0, el sistema consistía en procesos secuenciales, cada uno         de los cuales podía programarse sin tener que preocuparse por el hecho de que múltiples procesos se estuvieran ejecutando en un solo procesador. En otras palabras, la capa 0 se encargaba de la multiprogramación básica del CPU. La capa 1 administraba la memoria, repartiendo espacio para los procesos en la memoria principal y en un tambor de 512K palabras que servía para contener partes de los procesos (páginas) para las que no había espacio en la memoria principal. Más arriba de la capa 1, los procesos no tenían que preocuparse por si estaban en la memoria o en el tambor; el software de esa capa se encargaba de que se colocaran en la memoria las páginas en el momento en que se necesitaban.La capa 2 manejaba la comunicación entre cada proceso y la consola del operador. Por encima de esta capa cada proceso tenía efectivamente su propia consola de operador. La capa 3 se encargaba de administrar los dispositivos de E/S y de colocar en buffers las corrientes de información provenientes de y dirigidas a ellos. Más arriba de la capa 3 cada proceso podía tratar con dispositivos de E/S abstractos con propiedades  bonitas,  en  lugar de dispositivos reales con muchas  peculiaridades.  En  la  capa  4  se encontraban los programas de usuario, los cuales no tenían que preocuparse por la administración de procesos, memoria, consola o E/S. El proceso del operador del sistema estaba en la capa 5.Una  forma  más  generalizada del  concepto  de  capas  estuvo  presente  en  el  sistema  MULTICS. En vez de  estar  organizado  en capas,  MULTICS  estaba  organizado  como  una  serie  de anillos concéntricos, siendo los interiores más privilegiados que los exteriores.Aunque todo el sistema operativo formaba parte del espacio de direcciones de cada proceso de usuario en MULTICS, el hardware permitía designar  procedimientos  individuales  (en  realidad,  segmentos  de  memoria)  como  protegidos  contra lectura, escritura o ejecución.En tanto el esquema por capas del sistema THE era en realidad sólo una ayuda para el diseño, ya que todas las partes del programa en última instancia se vinculaban en un solo programa objeto, en MULTICS el mecanismo de anillo estaba muy presente en el momento de la ejecución y el hardware obligaba a ajustarse a él. La ventaja del mecanismo de anillo es que fácilmente puede extenderse para estructurar los subsistemas de usuario. Por ejemplo, un profesor podría escribir un programa para probar y calificar los programas de los estudiantes y ejecutar este programa en el anillo n, con los programas de los estudiantes ejecutándose en el anillo n + 1 para que los estudiantes no puedan modificar sus calificaciones.