Introducción a Sistemas Operativos

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Sistemas operativos

Alvaro Chavez Zubieta

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Concepto de sistemas operativos

Sistema Operativo

Puede definir como un conjunto de programas

que permiten una interacción simplificada

entre el usuario y la máquina

Dispositivos físicos

Sistema Operativo

Aplicaciones Usuario

Hardware

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El sistema operativo puede ser visto como

Máquina virtual

Dar al usuario la ilusion de disponer de una

máquina mucho mas fácil de utilizar e programar

del que la maquina fisica.

Gestor de recursos

Efectuar la gestion de los diversos componentes

de la arquitectura de un computador, imponiendo

orden en la atribucion de recursos a los programas.

Aprovechar el máximo tiempo de los recursos

disponíbles

Tiempo de CPU, memória, etc

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Procesador y Processos

Un proceso es basicamente un programa en

ejecucion

En un sistema multi-programado, vários procesos

pueden estar ejecutandose simultaneamente

Sin embargo, cuando existe un solo procesador,

apenas un proceso puede utilizarlo en cada instante

de tiempo.

Los procesos concurren por el procesador y cooperan

entre si para realizar tareas mas complejas


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Conceptos y revisiones

Procesador y Procesos

Procesador (CPU)

Elemento activo del sistema que ejecuta procesos

Modo usuario (User Mode)

Dispone un subconjunto de las instrucciones del

CPU. Es en este modo que corren las aplicaciones.

Modo núcleo (Kernel Mode)

Modo privilegiado del procesador, para el cual

todas las instrucciones estan disponíbles.

Solo el Sistema Operativo es que tiene acceso a

este modo

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Memória y Gestion de memória

Division estructurada de la memoria de modo a ser

posible el desplazamiento de diversos programas en

la memoria principal.

Colocacion e Proteccion

Existencia de mecanismos que permitan el

crecimiento de la memória de datos de um programa

Reserva de memória

Gestion del espacio de direccionamiento de modo a

que se pueda tener una capacidad de memória

superior a la de la memória principal (a RAM) –

Memória Virtual

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Jerarquia de la memória

Registos

Cache

Memória principal

Discos

Tapes

Maiorrapidez

Maiorcapacidade

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Sistemas mono-programados y

sistemas multi-programados

Sistema

Operativo

Programa Programa 1

Dados

Programa 2

Sistema

Operativo

Dados 1

Dados 2

Sistema

Mono-programado

Sistema

Multi-programado

Memória principal Memória principal

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Sistemas de ficheros

Gestion de la informacion no volatil

almacenada en memoria secundaria (discos,

tapes)

Provee de un nível de abstraccion para que el

usuario no se preocupe con los detalles de la

utilizacion de discos, disquetes,etc.

llamadas al sistema:

Creacion, borrar, cópiar, escritura y lectura de

ficheros

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Estructura jerarquica (en arbol) - directórios

directório raíz (root)

Trabajos Juegos

AC SO Quake Half-Life

trab1.txt prog.cpp trabf.doc

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Periféricos y I/O

Gestion de las operaciones de escrita y

lectura en los diversos periféricos

Teclado, impresora, terminales de texto y gráficos,

discos, etc.

Tratamiento de interrupciones y de errores

Device drivers

Programas para gestion de periféricos específicos

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Clasificacion de SOs

Multi-usuario

El tiempo de procesamiento del CPU de um

computador puede ser compartido por mas de

un usuario de forma interactiva.

Unix, Linux

Mono-usuario

El CPU solo puede estar dedicado de forma

interactiva a un conjunto de proceso del

mismo usuario.

MS-DOS, todos los Windows

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Multi-programacion

Capacidad de ejecutar vários programas

simultaneamente (en concurrencia)

Unix, Linux, todos os Windows

Mono-programacion / Procesamiento por

lotes

Cada programa monopoliza al procesador

hasta terminar

Spectrum

DOS (parte de los programas residentes)

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Dedicado Sistema Operativo diseñado para aplicaciones

específicas

Ejemplos: Control de una linea de montaje - SOs en tiempo real

Gestion de transacciones en una compania aérea - SOs para Mainframes

Interface para um telefono móvil – SO embedded

Uso general Diseñado para una fácil utilizacion.

Permiten la ejecucion de una gran variedad de programas

Reconocen uma gran diversidad de periféricos

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Centralizado

El Sistema Operativo crea una máquina virtual

sobre un único computador.

Distribuído

El Sistema Operativo que corre sobre un

conjunto de computadores, dando la ilusion de

que este conjunto es una entidad única

Sistemas distribuídos puros

Sistemas en redes

Sistemas multi-processador

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Modelo de un SO

Monolítico El ejemplo mas comun de sistema operativo, en el

cual aparentemente no existe estrutura...

cualquier funcion del sistema operativo puede

comunicar con cualquier una de las otras.

Procedimento principal

Procedimentos de serviço

Procedimentos auxiliares

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Modelo de un SO

Capas (Layers)

El SO se encuentra estruturado segun un

conjunto de capas funcionales

Cada capa utiliza servicios de capas que le

son interiores

En suma, cada capa es una máquina virtual

con una interface bien definida

La capa mas baja (gestion de procesos)

corresponde el núcleo del sistema operativo

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Modelo de un SO

Capas (Layers)

Gestão de processos

Gestão de memória

Comunicação e I/O

Sistema de ficheiros

Chamadas ao sistema

Hardware

Aplicações e utilizadores

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Modelo de un SO

Modular El SO se encuentra organizado segun modulos

alrededor del nucleo (kernel)

El nucleo es generalmente pequeño (Mikro-kernel),

comunicando con el hardware y estableciendo la

comunicacion entre los diversos modulos.

Puede introducirse el conceto de proceso cliente y de

proceso servido que corren en modo usuario.

Facilmente adaptable a sistemas distribuidos

Estructura mas estable (Teoricamente)

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Modelo de un SO

Modular

Micro-Kernel

Chamadas ao sistema

Hardware

Gestão

de

Processos

Gestão

de

Memória

I/O

Sistema

de

Ficheiros

Aplicações e utilizadores

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Modelo de un SO

Modular (Cliente-Servidor)

Servidor

de

Processos

Servidor

de

Memória

Servidor

de I/O

Servidor

de

Ficheiros

Processo

Cliente

Processo

Cliente

Micro-Kernel

Modo Utilizador

Modo Núcleo

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