El trmino runlevel o nivel de ejecucin se refiere al modo de operacin en los sistemas operativos que implementan el estilo de sistema de arranque de iniciacin tipo UNIX System V.

En trminos prcticos, cuando el computador entra al runlevel 0, est apagado, y cuando entra al runlevel 6, se reinicia. Los runlevels intermedios (1 a 5) difieren en relacin a qu unidades de disco se montan, y qu servicios de red son iniciados. Los niveles ms bajos se utilizan para el mantenimiento o la recuperacin de emergencia, ya que por lo general no ofrecen ningn servicio de red. Los detalles particulares de configuracin del runlevel varan bastante entre sistemas operativos, y ligeramente entre los administradores de sistema.

El sistema de runlevel reemplaz al script tradicional /etc/rc en UNIX, versin 7.

Niveles de ejecucin estndarNivel de ejecucin Nombre o denominacin Descripcin0 Alto Alto o cierre del sistema (apagado).1 Modo Monousuario No configura la interfaz de red o los demonios de inicio. Solamente est activo el usuario root, sin contrasea. Este nivel de ejecucin permite reparar problemas, o hacer pruebas en el sistema.6 Reinicio Se reinicia el sistema.En Linux

El sistema operativo GNU/Linux puede aprovechar los niveles de ejecucin a travs de los programas del proyecto sysvinit. Despus de que el ncleo Linux ha arrancado, el programa init lee el archivo /etc/inittab para determinar el comportamiento para cada nivel de ejecucin. A no ser que el usuario especifique otro valor como un parmetro de autoarranque del ncleo, el sistema intentar entrar (iniciar) al nivel de ejecucin por defecto.

La mayor parte de usuarios de sistemas puede comprobar el nivel de ejecucin actual con cualquiera de los comandos siguientes:

# runlevel # como usuario root

$ who -r # como cualquier usuario

Los 7 niveles de ejecucin (runlevels) estndars Nivel de ejecucin Nombre o denominacin Descripcin0 Alto Alto o cierre del sistema (Apagado).1 Modo de usuario nico (Monousuario) No configura la interfaz de red o los demonios de inicio, ni permite que ingresen otro usuarios que no sean el usuario root, sin contrasea. Este nivel de ejecucin permite reparar problemas, o hacer pruebas en el sistema.2 Multiusuario Multiusuario sin soporte de red.3 Multiusuario con soporte de red. Inicia el sistema normalmente.4 Multiusuario con soporte de red. Igual que el 3.5 Multiusuario grfico (X11) Similar al nivel de ejecucin 3 + display manager.6 Reinicio Se reinicia el sistema.

La organizacin bsica de un computador se compone de una unidad de procesamiento (CPU), memoria principal y dispositivos de entrada salida. Estas tres unidades estn presentes en cualquier organizacin de computador y el modelo bsico de la funcionalidad y organizacin fue propuesto por Von Neumann. Un ejemplo sencillo se muestra en el siguiente esquema en una topologa de bus nico.Figura: Organizacin de bus nico CPU: Esta arquitectura est centrada en la unidad de procesamiento, que ejecuta programas almacenados en la memoria principal (concepto de programa almacenado), por medio de los cuales: extrae, modifica y almacena datos de memoria.

I/O: Los dispositivos de entrada salida son la interfaz del computador con el medio externo distinguindose: unidades de salida (impresoras, monitor o display, etc), unidades de entrada (teclado, mouse, etc.), unidades de entrada y salida (discos duros). BUS: El medio fsico de comunicacin entre la CPU, la memoria y los dispositivos de I/O es el bus. ste corresponde a un conjunto de lneas conductoras paralelas donde se transfiere la informacin binaria entre los dispositivos. Se compone de tres partes: Bus de direcciones: permite identificar dispositivos y la unidad o celda direccionable dentro de l (el caso de la memoria principal), Bus de datos: transfiere la informacin entre los distintos dispositivos Bus de control: provee la sealizacin del tipo de acceso (principalmente lectura y escritura).De esta manera la CPU puede hacer ciclos de lectura y escritura sobre la memoria principal y al mismo tiempo interactuar con los dispositivos de entrada salida. Para lo ltimo la CPU escribe o lee sobre una posicin de memoria asociados a estos dispositivos (concepto de dispositivos mapeados en memoria memory mapped).

Dentro de las funcionalidades de un computador se reconoce cuatro tipos bsicos: Procesamiento de datos: Funcionalidad asociada a la unidad aritmtica y lgica (ALU) dentro de la organizacin de la CPU. El procesamiento est estrictamente vinculado a la forma en que la informacin es codificada. Almacenamiento de datos: Existe una jerarqua de niveles de almacenamiento en la organizacin, cada uno con atributos especficos (Jerarqua de Memoria). Transferencia de datos: Funcionalidad que permite la interaccin del sistema con el medio externo. Control: Lo relacionado a la capacidad de gobernar las unidades dentro de la organizacin de un computador. La informacin del control est implcita en las instrucciones y es la CPU la encargada de interpretarlas y llevarlas a cabo.Por ser la unidad central de procesos (CPU) el centro funcional de esta organizacin, nos centraremos en explicar en detalle su funcionamiento y de qu manera interacta con el resto de las unidades, principalmente la memoria.Corresponde a la unidad principal dentro de la arquitectura de un computador (dispositivo maestro por excelencia) cuya funcionalidad es la ejecucin de programas almacenados en memoria central. En palabras generales esta unidad extrae cada instruccin, la examina, ejecuta y gobierna el flujo de ejecucin de dicho proceso, i.e. determina la secuencia de micro-eventos

Sus partes fundamentales son:Unidad de Control: Extrae la instruccin en curso de memoria principal (nivel de lenguaje de mquina), hace el proceso de decodificacin para interpretar su tipo y la naturaleza de sus argumentos. Con esto provee la sealizacin de control para las restantes etapas de la ejecucin de dicha instruccin.Unidad Aritmtica Lgica (ALU): Dispositivo que realiza las operaciones aritmticas (sumas, multiplicaciones) o lgicas (OR, AND, NOT), determinadas por la unidad de control, sobre los argumentos tambin determinados en el proceso de decodificacin. Como se ver, esta unidad se disea utilizando dispositivos combinacionales y secuenciales (compuertas lgicas) Registros: Pequea memoria de alta velocidad integrada dentro de la CPU, que permite almacenar resultados intermedios, informacin de control y estado en dicho proceso. Dentro de los registros ms emblemticos presentes en prcticamente todas las organizaciones de procesadores se encuentran: PC (Program Counter): Almacena la informacin de la posicin de memoria de la instruccin a ejecutar por la CPU, su modificacin a lo largo del tiempo est relacionado con el flujo lgico de ejecucin de un programa. IR (Instruction Register): Almacena la informacin de la codificacin en lenguaje de maquina (nivel 2) de la instruccin en curso. Corresponde al contenido de la posicin de memoria direccionada por el registro PC al comienzo de la ejecucin de una nueva instruccin. STATUS: Este registro almacena las celdas de estados de la CPU (o flags) despus de haber ejecutado cierta instruccin. Esta informacin es indispensable para implementar instrucciones de control de flujo (branch) al nivel de lenguaje de mquina. ACUMULADORES: Registros temporales disponibles para programadores de nivel 2 (lenguaje de mquina) para almacenar variables intermedias en un proceso. Estos pueden ser de propsito general o exclusivamente de datos o direcciones, estos ltimos para acceder a argumentos en memoria principal. El tamao de estos registros (nmero de bits) y el nmero de stos depende del diseo arquitectnico de la CPU. SP: Almacena la direccin de memoria del comienzo de un pila (stack), para almacenar variables locales de los procedimientos. Este espacio memoria temporal se maneja con este registro.La siguiente figura muestra un esquema ms detallado de la organizacin de una CPU. La figura muestra los buses internos los cuales permiten la transferencia entre las unidades involucradas y la sealizacin de control que gobierna dichas transferencias, en la cual la Unidad de Control acta como dispositivo maestro. Adicionalmente estos buses permiten la transferencia entre los registros (memoria interna de la CPU) y la ALU. De este esquema se hace evidente que la ALU solo interacta directamente con su memoria interna (banco de registros).

Como se ver ms adelante, los registros son el primer eslabn de una jerarqua de memoria en la arquitectura de un computador, correspondiente al nivel de memoria fsicamente ms prximo a la ALU y el que provee las mejores presentaciones del punto de vista de tiempo de acceso1. Los registros de la CPU se pueden clasificar en dos grupos: Registros visibles para el programador nivel 2: Son los registros accesibles al programador de lenguaje de mquina, los cuales son utilizados con el objeto de minimizar los accesos a memoria principal, tpicamente registros de entrada salida de la ALU. Estos registros pueden ser de uso general o especfico. Por ejemplo hay registros que slo son utilizados como registros de direcciones, otros que slo son registros de datos (argumentos de entrada o salida de la ALU). Tambin pueden existir registros de propsito general los cuales son utilizados tanto como datos como para el clculo de direcciones. Dado que estos registros son visibles para el programador de nivel 2, estas restricciones estn estipuladas en la sintaxis de dicholenguaje2. De aqu se ve que el lenguaje de mquina (repertorio de instrucciones interpretado por la CPU) est condicionado a las restricciones de diseo de su CPU. Registros de Control y estado: son utilizados por la unidad de control para controlar el funcionamiento de la CPU, ejemplo PC, IR, STATUS. Este ltimo almacena los bits de cdigo de condicin, informacin del estado de ejecucin del proceso que permite implementar los saltos condicionales en el flujo de un proceso. Estos bits son fijados por el hardware de la CPU a consecuencia de la ltima operacin de la ALU.Los ms emblemticos son:Signo: contiene el bit de signo de la ltima operacinCero: indica cuando la operacin fue ceroAcarreo: indica acarreo de bit en la suma.