Sistemas Operativos Tema: INTRODUCCIÓN CONCEPTOS BÁSICOS.

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



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.


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.


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


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.


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


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.


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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