Proceso de Arranque de Un Computador

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Proceso de Arranque de un computador 2. Entender el proceso de inicio de arranque de unequipo informático Conocer todos los elementos que intervienenen la secuencia de actuación de la BIOS. Comprender lo que hace el POST el MBR y BM.2Proceso de arranque de un sistemamicroinformático 3. Normalmente todos los dispositivos que trabajen conmicroprocesador, poseen su propio programa dearranque que establece las pautas de inicio yverificación de todos sus elementos conectados a él. De la misma forma también en un ordenador seestablece un programa de arranque que se ejecutacuando se enciende éste. En esta presentación veremos la secuencia dearranque de la BIOS y de todos sus elementos que laforman. La BIOS probablemente sea el mejor ejemplo defirmware ya que se trata de un elemento hardware(una memoria en definitiva) que contiene unprograma (el SETUP) implementado en él.Proceso de arranque de un sistemamicroinformático 3 4. 1. Suministro de corriente.2. La BIOS.3. EL POST (Power On Self Test).4. Búsqueda del sector de arranque oMaster Boot Record (MBR).5. Cargar el Boot Manager y ceder elcontrol al sistema operativo.6. Carga del sistema operativo.4Proceso de arranque de un sistemamicroinformático 5. Cuando pulsamos el botón de encendido situado enla parte frontal del ordenador lo que hacemos espermitir conectar la fuente de alimentación del PC yque la corriente llegue a la placa base y también almicroprocesador, ventiladores, lectoresópticos, discos duros y demás dispositivosconectados.5Proceso de arranque de un sistemamicroinformático 6. El microprocesador se inicia y carga la BIOS en memoria odirectamente lee la ROM (EEPROM) y la ejecuta desde ahí. La BIOS es un programa (un software) integrado en la EEPROMcuya principal finalidad es configurar y detectar losdispositivos conectados al ordenador para posteriormentecargar el sistema operativo en memoria.6Proceso de arranque de un sistemamicroinformático

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Proceso de Arranque de un computador2. Entender el proceso de inicio de arranque de unequipo informtico Conocer todos los elementos que intervienenen la secuencia de actuacin de la BIOS. Comprender lo que hace el POST el MBR y BM.2Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico3. Normalmente todos los dispositivos que trabajen conmicroprocesador, poseen su propio programa dearranque que establece las pautas de inicio yverificacin de todos sus elementos conectados a l. De la misma forma tambin en un ordenador seestablece un programa de arranque que se ejecutacuando se enciende ste. En esta presentacin veremos la secuencia dearranque de la BIOS y de todos sus elementos que laforman. La BIOS probablemente sea el mejor ejemplo defirmware ya que se trata de un elemento hardware(una memoria en definitiva) que contiene unprograma (el SETUP) implementado en l.Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico 34. 1. Suministro de corriente.2. La BIOS.3. EL POST (Power On Self Test).4. Bsqueda del sector de arranque oMaster Boot Record (MBR).5. Cargar el Boot Manager y ceder elcontrol al sistema operativo.6. Carga del sistema operativo.4Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico5. Cuando pulsamos el botn de encendido situado enla parte frontal del ordenador lo que hacemos espermitir conectar la fuente de alimentacin del PC yque la corriente llegue a la placa base y tambin almicroprocesador, ventiladores, lectorespticos, discos duros y dems dispositivosconectados.5Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico6. El microprocesador se inicia y carga la BIOS en memoria odirectamente lee la ROM (EEPROM) y la ejecuta desde ah. La BIOS es un programa (un software) integrado en la EEPROMcuya principal finalidad es configurar y detectar losdispositivos conectados al ordenador para posteriormentecargar el sistema operativo en memoria.6Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico7. Est claro que el PC ejecuta los comandos quehabitualmente se encuentran en memoria. Ahorabien, nada ms arrancar la mquina, la memoriano contiene an ningn tipo de software y es laBIOS quien asume las funciones de control en elPC. De esta forma, el microprocesador acudir auna direccin estandarizada por los fabricantesde BIOS (en el rango comprendido entre F000h FFFFh, los primeros 64 KB por encima del primermegabyte) para encontrar la direccin de iniciode la BIOS.Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico 78. La BIOS (Basic Input Output System) es la interfaz queacta entre el hardware y el sistema operativoimplementado a bajo nivel. Contiene un programa llamadoBIOS SETUP que es el encargado de configurar la mquina.En estas pantallas de configuracines posible ajustar aspectos comola velocidad de acceso a lamemoria RAM o el multiplicadorde la CPU, as comohabilitar, deshabilitar o configurarlos componentes integrados en laplaca base, gestin deenerga, comprobar valores detemperatura, voltajes, etc.8Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico9. La BIOS es quien controla la secuencia de arranque delordenador. Cada vez que se enciende la mquina serealizan una serie de operaciones. Esto es lo que seconoce como arranque en frio. Si el reinicio se hacemediante la pulsacin de Ctrl+Alt+Supr, se realiza unarranque en caliente, producindose el mismo procesodescrito a continuacin pero comenzando por el tercerpunto.Recuerda: No es igual un arranque del ordenador cuando estapagado, que un reseteo. Al resetear un equipo parte de laBIOS ya est cargada en la memoria RAM y obviamente hayfases que se pueden obviar puesto que ya han sidocomprobadas.9Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico10. Tras encender el PC, se produce laestabilizacin de la tensin, finalizando elproceso cuando la seal Power goodaparece. Durante este tiempo elmicroprocesador se encuentra en estado deespera gracias a una seal de reseteogenerada por el chipset. Una vez habilitado elmicro, accede a la direccin FFFFh donde seencuentra el inicio del programa de ejecucinde la ROM BIOS.10Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico11. Tomando el control por la BIOS, se ejecuta elPOST o Test de autochequeo Power On SelfTest, evalundose en primer lugar la tarjetagrfica (habitualmente situada en ladireccin C000h) y arrancando el sistema devdeo. En caso de producirse algn errordurante el POST, se detendr el proceso y segenerarn los mensajes acsticos y pticospertinentes. En caso de que el procesocontine, se evaluarn el resto de losdispositivos.11Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico12. El POST realiza la siguientes comprobaciones: Verificar la RAM y recuento de la memoria. Verificar la propia BIOS. Verificar dispositivos y buses de sistema. Ejecutar programas especficos como el SCSI-BIOS, Video BIOS, etc. Tendr que tener una interfaz accesible al usuariopara poder configurar los diferentes parmetros. Seleccionar el dispositivos desde el cual va a arrancarel sistema operativo. Asignar canales DMA e IRQ.12Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico13. Pasadas estas comprobaciones se habilitar elmonitor, mostrando el conteo de memoriadel sistema y se realizar un inventario delos componentes del PC, para habilitar unchequeo por cada uno de los dispositivosinstalados. Es ahora cuando se inicia elproceso de Plug&Play mostrando en pantallatodos los elementos encontrados.13Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico14. Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico 1415. Llega el momento de buscar una unidad dearranque de sistema operativo, segn lasecuencia definida en la propia BIOS. Por defectoesta bsqueda comenzar en la unidadA:, pasar al disco duro y, posteriormente, alresto de las unidades del sistema. Esta secuencia es fcilmente modificable por elusuario pudiendo conseguir el acceso al sistemaoperativo desde una unidad de CD-ROM, una rede, incluso, desde una memoria, por ejemplodesde el boot ROM de una tarjeta de red.15Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico16. Cuando encuentra una unidad se accede a unaubicacin fsica concreta donde se encuentra elsector de arranque Master Boot Record (MBR): cilindro0, cabeza 0, sector 1 (siempre es el primer sector dela unidad en cuestin). Si este sector est preparadocon las rutinas del sistema operativo oportunas, elsistema arrancar, en caso contrario se continuar labsqueda con el resto de las unidades. El sector de arranque es el primer sector de tododisco. Cada sector contiene 512 bytes y el primersector o sector 1 es el sector de arranque del disco. Es aqu donde buscar la BIOS para arrancar elsistema operativo. Normalmente en esos 512 bytesse encuentra un pequeo programa denominado BootManager que realiza la carga del sistema operativo.16Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico17. El Boot Manager es un pequeo programa quepermite cargar el sistema operativo. Su funcin es cargar el sistema operativo elegido porel usuario en el caso de que haya varios sistemasoperativos instalados en dicha mquina. Gracias a este programa nos permite tener variossistemas operativos en una misma mquina. Existen mltiples programas de este tipodependiendo del sistema operativo, los msconocidos son: Sistema operativo Linux: LILO GRUB Sistema operativo Windows: NTLDR17Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico18. 18Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico19. Una vez que el gestor de arranque o Boot Managertoma el control:1. En el caso de que tengamos varios sistemas operativosinstalados en nuestro equipo este programa nospreguntar cual sistema operativo deseamos cargar.2. En caso de que solamente tenemos un sistema operativoinstalado en el equipo lo ejecutar sin ms.3. Una vez que se empieza a cargar el sistema operativo loprimero que se carga es el ncleo o Kernel del mismo.Es la parte que realiza las operaciones ms bsicas delsistema operativo. Una vez cargado el ncleo secomienza a activar los dems procesos que realizan lasoperaciones de nuestro sistema como las funciones dered, funciones del sonido, funciones devisualizacin, escritorio, etc.19Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico20. 20Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico21. En caso de evaluar todas las unidades y no encontrarel arranque del sistema operativo, aparecer un erroren pantalla indicativo del problema del tipo No bootdevice available (ningn dispositivo de arranquedisponible) y se solicitar la insercin de un disco dearranque. Este mensaje variar segn la BIOS.EsperandoPower GoodEjecucin delPOSTP&P y otrascomprobacionesBsqueda del S.OArranque delSistema.21Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico22. Al pulsar el botn de encendido del ordenador, la fuente dealimentacin empieza a proporcionar electricidad a todos loscomponentes del sistema. En primer lugar, se observa que losventiladores, tanto de la propia fuente como todos los que estnrepartidos por el interior del sistema, se ponen en funcionamiento.Las unidades de almacenamiento tambin reciben la alimentacinelctrica y se percibe el sonido del motor del disco duro. Duranteeste periodo, la fuente de alimentacin es capaz de realizar unaautocomprobacin de sus voltajes y niveles de corriente y cuandolos valores son aceptados, manda a la placa base la seal POWERGOOD, lo que provoca que el procesador empiece a operar. Laprimera labor que realiza el procesador es limpiar todos losregistros internos para poder recibir las primeras instrucciones.Sin embargo y debido a que en este momento la memoria RAMtodava no contiene cdigo que ejecutar, el procesador en primerainstancia lee y ejecuta las instrucciones que se encuentran en unpequeo chip situado en la placa base y que contiene la BIOS. Estecdigo est de forma permanente a disposicin del sistema debidoa que se almacena en un tipo de memoria no volatilnormalmente de tipo Flash.22Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico23. Al ejecutarse, el cdigo del programa almacenado en laBIOS, busca en el sistema adaptadores que tambin incluyansu propia BIOS, como la tarjeta grfica, el disco duro, yejecute las instrucciones contenidas en ellas. Otro de loscometidos de la BIOS es la realizacin de una serie decomprobaciones de los principales elementos del sistema.Este proceso se conoce como POST (Power On Self Test). Otra funcin importante de este proceso de arranque es leerel contenido de la memoria CMOS, que es donde se encuentralos valores de configuracin que guarda la BIOS y en donde sealmacenan aspectos tan importantes como el orden dearranque de las unidades de almacenamiento. Con estainformacin ya se puede proceder a cargar el sistemaoperativo.23Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico24. SuministrodecorrienteLa BIOS El POSTBsquedadel sectorde arranqueo MasterBoot Record(MBR)Cargar elBootManager yceder elcontrol alsistemaoperativoCarga delsistemaoperativo1 2 345624Proceso de arranque de un sistemamicroinformtico

Procesos e hilosEn cualquier sistema de multiprogramacin, la CPU conmuta de un proceso a otro con rapidez,ejecutando cada uno durante dcimas o centsimas de milisegundos:la apariencia de un paralelismo (o pseudoparalelismo, paradistinguirlo del verdadero paralelismo de hardware de los sistemas multiprocesadores con dos oms CPUs que comparten la misma memoria fsica). (procesos secuenciales)2.1.1 El modelo del procesoSe organiza en varios procesos secuenciales (procesos, para abreviar). Un procesono es ms que una instancia de un programa en ejecucin,

un proceso ejecuta sus clculos no es uniformeun proceso es una actividad de cierto tipo: tiene un programa, una entrada,una salida y un estado.Hay cuatro eventos principales que provocan la creacin de procesos:1. El arranque del sistema.2. La ejecucin, desde un proceso, de una llamada al sistema para creacin de procesos.3. Una peticin de usuario para crear un proceso.4. El inicio de un trabajo por lotes.Generalmente, cuando se arranca un sistema operativo se crean varios procesos. Algunos de ellosson procesos en primer plano; es decir, procesos que interactan con los usuarios (humanos) y realizantrabajo para ellos. Otros son procesos en segundo plano, que no estn asociados con usuariosespecficos sino con una funcin especfica.Los procesos que permanecen en segundo plano para manejarciertas actividades como correo electrnico, pginas Web, noticias, impresiones, etctera, se conocencomo demonios (daemons). Los sistemas grandes tienen comnmente docenas de ellos. EnUNIX podemos utilizar el programa ps para listar los procesos en ejecucin. En Windows podemosusar el administrador de tareas.En UNIX slo hay una llamada al sistema para crear un proceso: fork. Esta llamada crea unclon exacto del proceso que hizo la llamada.Windows una sola llamada a una funcin de Win32 (CreateProcess)

Hilos

Ensistemas operativos, unhilo de ejecucin,hebraosubprocesoes la unidad de procesamiento ms pequea que puede ser planificada por un sistema operativo.La creacin de un nuevo hilo es una caracterstica que permite a unaaplicacinrealizar varias tareas a la vez (concurrentemente). Los distintos hilos de ejecucin comparten una serie de recursos tales como el espacio de memoria, los archivos abiertos, situacin de autenticacin, etc. Esta tcnica permite simplificar el diseo de una aplicacin que debe llevar a cabo distintas funciones simultneamente.Un hilo es simplemente una tarea que puede ser ejecutada al mismo tiempo con otra tarea.Los hilos de ejecucin que comparten los mismos recursos, sumados a estos recursos, son en conjunto conocidos como unproceso. El hecho de que los hilos de ejecucin de un mismo proceso compartan los recursos hace que cualquiera de estos hilos pueda modificar stos. Cuando un hilo modifica un dato en la memoria, los otros hilos acceden a ese dato modificado inmediatamente.Lo que es propio de cada hilo es elcontador de programa, lapila de ejecuciny el estado de laCPU(incluyendo el valor de losregistros).El proceso sigue en ejecucin mientras al menos uno de sus hilos de ejecucin siga activo. Cuando el proceso finaliza, todos sus hilos de ejecucin tambin han terminado. Asimismo en el momento en el que todos los hilos de ejecucin finalizan, el proceso no existe ms y todos sus recursos son liberados.Los hilos se distinguen de los tradicionales procesos en que los procesos son generalmente independientes, llevan bastante informacin de estados, e interactan slo a travs demecanismos de comunicacindados por el sistema. Por otra parte, muchos hilos generalmente comparten otros recursos de forma directa. Creacin:Cuando se crea un proceso se crea un hilo para ese proceso. Luego, este hilo puede crear otros hilos dentro del mismo proceso, proporcionando un puntero de instruccin y los argumentos del nuevo hilo. El hilo tendr su propio contexto y su propio espacio de la columna, y pasar al final de los Listos. Bloqueo:Cuando un hilo necesita esperar por un suceso, se bloquea (salvando sus registros de usuario, contador de programa y punteros de pila). Ahora el procesador podr pasar a ejecutar otro hilo que est en la final de los Listos mientras el anterior permanece bloqueado. Desbloqueo:Cuando el suceso por el que el hilo se bloque se produce, el mismo pasa a la final de los Listos. Terminacin:Cuando un hilo finaliza se liberan tanto su contexto como sus columnas.