sistemas operativos tema: introducciÓn conceptos bÁsicos
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Sistemas Operativos
Tema:
INTRODUCCIÓN
CONCEPTOS BÁSICOS.
SISTEMA OPERATIVO
Los sistemas Operativos son ante todo administrado-res de recursos. H. M. Deitel
El programa más fundamentalde todo el sistema es el SistemaOperativo, el cual controla todoslos recursos del computador. Andrew Tanenbaum.
Un Sistema Operativo es un programa que actúa como in-termediario entre el usuario y el hardware del computa-dor.Silberschatz-Peterson-Galvin
El Sistema Operativo es un programa que controla la eje-cución de los programas deAplicación. W. Stallings.
SISTEMA OPERATIVO
Programa.Control de otros
programas (procesos)
Control de Recursos
Servicios.
FUNCIONES DE UN S.O.
INTERFAZ ENTRE EL USUARIO Y EL COMPUTADOR
HARDWARE
SISTEMA OPERATIVO
UTILITIES
APLICACIÓN
USUARIOFINAL
PROGRAMADOR
DISEÑADOR
SERVICIOS
Creación de Programas
Ejecución de Programas
Acceso a los dispositivos de E/S y a los archivos
Acceso al sistema.Detección de
erroresAccounting.
FUNCIONES DE UN S.O.
ADMINISTRADOR DE RECURSOS
SistemaOperativo
Programasy datos
MEMORIA
PROCESADOR
Controlador 1
Controlador n
Dispositivosde E/S.
Evolución de los Sistemas.
TARJETAS
LECTOR DETARJETA
CINTA MAGNETICA
IMPRESORA
LISTADOS
CINTA MAGNETICA
PROCESAMIENTO POR LOTES
Evolución de los Sistemas
SISTEMAS DE PROCESAMIENTO POR LOTES:
* Existe ausencia de interacción entre el usuario y el sistema.
* Los dispositivos de entrada y salida se operaban Fuera de línea.
* En la memoria principal se repartía entre el sistema operativo y un único programa de usuario.
Evolución de los Sistemas
TRABAJO N
TRABAJO 3
TRABAJO 2
TRABAJO 1
SISTEMA OPERATIVO
PARTICIONES DE LA MEMORIA PRINCIPAL
MULTIPROGRAMACIÓN
Evolución de los S.O.
APARECEN LOS SISTEMAS INTERACTIVOS
SISTEMAS DE TIEMPO COMPARTIDO:
* PERMITEN UNA COMUNICACIÓN EN LÍNEA ENTRE EL USUARIO Y EL SISTEMA.
* LOS TIEMPOS DE RESPUESTAS SON SIGNIFICATIVA- MENTE MENORES A LOS ESQUEMAS ANTERIORES. (RESPUESTA INMEDIATA)
* UN SISTEMA OPERATIVO DE TIEMPO COMPARTIDO USAN LA PLANIFICACIÓN DEL C.P.U. Y LA MULTIPRO- GRAMACIÓN
Evolución de los Sistemas.
SISTEMAS OPERATIVOS DISTRIBUIDOS
* SE TIENEN VARIOS PROCESADORES QUE COMPARTEN A TRAVÉS DE LÍNEAS DE COMUNICACIÓN.
* CARACTERÍSTICAS: - Compartimiento de Recursos. - Aceleración de los Cálculos. - Confiabilidad. - Comunicación.
Estructura Básica de un S.O.
KERNEL
OTRAS FUNCIONES
APLICACIÓN
Despachador.
Sincronizacióny Comunicaciónentre procesos.
Manejador de Interrupciones.
Sistema deArchivos.
MemoriaPrincipal.
MemoriaSecundaria
HARDWARE
ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
SISTEMA MONOLÍTICO
* PRESENTA UN TIPO DE ESTRUCTURA POCO FORMAL.
* EL SISTEMA OPERATIVO SE ENCUENTRA ESCRITO COMO UNA COLECCION DE PROCEDIMIENTOS, DONDE CADA UNO DE LOS CUALES PUEDE LLAMAR A CUALQUIERA DE LOS OTROS, SIEMPRE QUE LO NECESITE .
* NO HAY USO DE INFORMACION ESCONDIDA, CADA PROCEDIMIENTO ES VIS IBLE A LOS DEMAS.
Estructura de los Sistemas Operativos
SISTEMA MONOLÍTICO:
ESTA ORGANIZACION SUGIERE LOS SIGUIENTES ELEMENTOS: - UN PROGRAMA CENTRAL - UN CONJUNTO DE PROCEDIMIENTOS DE SERVICIOS Y, - UN GRUPO DE PROCEDIMIENTOS DE USO GENERAL.
PROCEDIMIENTO GENERAL
PROCEDIMIENTO DE SERVICIO
PROCEDIMIENTODE USO GENERAL
Estructura de los Sistemas Operativos.
PROGRAMAS DE APLICACION
PROGRAMAS DE L SISTEMA RESIDENTES
MANEJADORES DE DISPOSITIVOS MS - DOS
MANEJADORES DE DISPOSITIVOS DEL ROM - BIOS
* UN EJEMPLO: MS-DOS
9 PROGRAMAS DE APLICACION
8 INTERPRETADOR DE COMANDOS
7 PLANIFICADOR A LARGO PLAZO
6 ADMINISTRADOR DE RECURSOS
5 PLANIFICADOR A CORTO PLAZO
4 ADMINISTRADOR DE ARCHIVOS
3 SISTEMAS DE ENTRADA SALIDA
2 ADMINISTRADOR DE MEMORIA
1 KERNEL
0 HARDWARE
SISTEMASOPERATIVOSPOR NIVELES
Estructura de los Sistemas Operativos
Estructura de los Sistemas Operativos
EL SISTEMA OPERATIVO SE ENCUENTRA DIVIDIDO EN UN CONJUNTO DE NIVELES, CADA UNO CONSTRUIDO SOBRE LOS NIVELES MAS BAJOS. EL NIVEL MÁS BAJO TIENE CONTACTO DIRECTO CON EL HARDWARE Y EL MÁS ALTO ES LA INTERFAZ CON EL USUARIO.
SU DISEÑO PRESENTA EL ENCAPSULAMIENTO DE LOS DATOS Y LAS OPERACIONES. ES MODULAR: UN NIVEL USA LAS FUNCIONES Y SERVICIO DE LOS NIVELES MÁS BAJOS.
LA DEPURACIÓN Y VERIFICACIÓN DEL SISTEMA ES SENCILLA. ES POSIBLE CAMBIAR EL SOFTWARE DE UN NIVEL SIN AFECTAR A LOS DEMÁS.
Estructura de los Sistemas Operativos
PROCESOCLIENTE
PROCESOCLIENTE
SERVIDORPROCESO
SERVIDORTERMINAL
SERVIDORARCHIVO
SERVIDORMEMORIA
. . . . . .
K E R N E L
MODELO CLIENTE-SERVIDOR
Estructura de los Sistemas Operativos.
MODELO CLIENTE - SERVIDOR
* ESTE ENFOQUE BUSCA IMPLEMENTAR LA MAYORIA DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA OPERATIVO EN PROCESOS “SERVIDORES", DEJANDO UN KERNEL MÍNIMO.
* PARA SOLICITAR UN SERVICIO, UN PROCESO DEL USUARIO (“CLIENTE”) ENVIA LA SOLICITUD A UN PROCESO “SERVIDOR” , QUE REALIZA EL TRABAJO Y DEVUELVE LA RESPUESTA .
* EN ESTE MODELO, EL KERNEL BASICAMENTE SE ENCARGA DE LA COMUNICACIÓN ENTRE CLIENTES Y SERVIDORES.
* SON ADAPTABLES A SISTEMAS DISTRIBUIDOS.
Aspectos que afectan el diseño de un Sistema Operativo.1. REENTRANCIA :
* PROGRAMA O MÓDULO QUE PUEDEN SER UTILIZADO SIMULTANEAMENTE POR VARIOS USUARIOS AL MISMO TIEMPO.
* CONSISTE EN DOS PARTES: - UN CÓDIGO PURO (PARTE NO MODIFICABLE). - UN AREA DE MEMORIA PARA CADA UNO DE LOS PROCESOS DE USUARIO.
SISTEMA OPERATIVO
Programa Reentrante
Información Usuario 1
Información Usuario 2
Información Usuario n
mem. ppal.
Aspectos que afectan el diseño de un Sistema Operativo.
2. INTERRUPCIONES: * ES UN EVENTO QUE ALTERA LA
SERCUENCIA NORMAL DE FUNCIONAMIENTO DEL PROCESADOR.
ACTIVIDADES:
1- EL S.O. TOMA EL CONTROL DEL
COMPUTADOR.
2- EL S.O. GUARDA EL ESTADO DEL
PROCESO INTERRUMPIDO
3- SE INHABILITAN LAS
INTERRUPCIONES.
4- EL S.O. ANALIZA LA
INTERRUPCION.
5- SE PROCESA LA INTERRUPCION. (RUTINA MANEJADORA).
6- SE REESTABLECE EL ESTADO DEL PROCESO INTERRUMPIDO.
7- SE HABILITAN LAS INTERRUPCIONES.
8- EL PROCESADOR CONTINUA LA EJECUCION DEL PROCESO.
Aspectos que afectan el diseño de un Sistema Operativo.
3.- PROCESADORES DE E /S
* PROCESADOR DE PROPÓSITO ESPECIAL DEDICADO AL CONTROL DE LAS OPERACIONES DE E /S, INDEPENDIENTEMENTE DEL C.P.U. * EJECUTAN INSTRUCCIONES (COMANDOS) AGRUPADOS EN PROGRAMAS DENOMINADOS “ PROGRAMAS DE CANAL" .
MEMORIAPRINCIPAL
C.P.U
PROCESADOR E/S
DISPOSITIVO E/S
DISPOSITIVO E/S
END I/O
START I/O
1
3
2
Aspectos que afectan el diseño de un Sistema Operativo.
4.- RELOJES:
* INTERVAL TIME (Cronómetro de intervalos): - DESPUÉS DE UN CIERTO INTERVALO DE TIEMPO, EL RELOJ GENERA UNA INTERRUPCIÓN COMO SEÑAL DE AVISO AL PROCESADOR. - ES ÚTIL EN SISTEMAS MULTIUSUARIOS PARA EVITAR QUE UN TRABAJO MONOPOLICE EL CPU.
* TIEMPO Y HORA:
- MANTIENE LA HORA Y EL CALENDARIO EN EL SISTEMA.
Aspectos que afectan el diseño de un Sistema Operativo.
5.- SPOOL: (Simultaneous Peripheral
Operations on Line).
- CONSISTE EN INTERPONER UN DISPOSITIVO DE ALTA VELO-CIDAD ENTRE UN PROGRAMA EN EJECUCION Y UN DISPO-SITIVO DE BAJA VELOCIDAD RELACIONADO CON LA ENTRADA/SALIDA DEL PROGRAMA
EJEMPLO: IMPRESORA.
Programa
CPU
Disco
Impresora
Aspectos que afectan el diseño de un Sistema Operativo.
6.- EMULACIÓN: * TÉCNICA QUE PERMITE QUE UN COMPUTADOR SE COMPORTE
COMO SI FUERA OTRO. * LOS PROGRAMAS EN LENGUAJE DE MÁQUINA DE LA MÁQUINA
¨EMULADA¨ PUEDEN EJECUTARSE EN FORMA DIRECTA EN LA MAQUINA ANFITRIONA.
* LOS FABRICANTES DE EQUIPOS, USAN ESTA TÉCNICA CUANDO PRESENTAN NUEVOS SISTEMAS.
Aspectos que afectan el diseño de un Sistema Operativo.
MICROPROGRAMACION.MICROPROGRAMACION.
* PROGRAMAS FORMADOS POR MICROINSTRUCCIONES (PRIMITIVAS).
* CADA INSTRUCCION EN LENGUAJE DE MAQUINA QUE PUEDE SE EJECUTADA POR EL PROCESADOR, TIENE SU CORRESPONDIENTE MICROPROGRAMA.
* IMPLEMENTADA EN MEMORIA ROM.
MicroprogramaciónASPECTOS A CONSIDERAR:
* ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR:
- ACUMULADOR.
- STACK.
- REGISTROS GENERALES.
* REGISTROS DE USO ESPECIFICO:
( I) CONTADOR DE PROGRAMAS (PC)
( II) APUNTADOR AL STACK (SP)
( III) REGISTRO DE INSTRUCCIONES (IR)
( IV) REGISTRO DE DIRECCIONES DE
MEMORIA (MAR)
( V) REGISTRO DE DATOS DE MEMORIA
(MBR)
( VI) REGISTRO DE CONDICION (FLAGS)
(SIGNO, ACARREO, OVERFLOW, PA-
RIDAD, CERO)
* CONJUNTO DE INSTRUCCIONES
PERMISIBLES EN LENGUAJE DE
MÁQUINA.
* MICROINSTRUCCIONES
(MICROOPERACIONES).
* CICLO DE CADA INSTRUCCIÓN:
( I) CICLO DE BÚSQUEDA (FETCH)
( II) CICLO DE EJECUCIÓN (EXECUTE)
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