Sistemas Operativos
Tema:
INTRODUCCIÓN
CONCEPTOS BÁSICOS.
SISTEMA OPERATIVO
Los sistemas Operativos
son ante todo administradores de recursos.
H. M. Deitel
Un Sistema Operativo es un
programa que actúa como intermediario entre el usuario
y el hardware del computador.
Silberschatz-Peterson-Galvin
El programa más fundamental
de todo el sistema es el Sistema
Operativo, el cual controla todos
los recursos del computador.
Andrew Tanenbaum.
El Sistema Operativo es un
programa que controla la ejecución de los programas de
Aplicación.
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
USUARIO
FINAL
PROGRAMADOR
APLICACIÓN
UTILITIES
SISTEMA OPERATIVO
HARDWARE
DISEÑADOR
SERVICIOS
 Creación de
 Acceso al sistema.
Programas
 Detección de
 Ejecución de
errores
Programas
 Accounting.
 Acceso a los
dispositivos de E/S
y a los archivos
FUNCIONES DE UN S.O.
ADMINISTRADOR DE RECURSOS
MEMORIA
Sistema
Operativo
Programas
y datos
PROCESADOR
Controlador 1
Controlador n
Dispositivos
de E/S.
Evolución de los Sistemas.
PROCESAMIENTO POR LOTES
TARJETAS
LECTOR DE
TARJETA
CINTA
MAGNETICA

CINTA
MAGNETICA
IMPRESORA
LISTADOS
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
MULTIPROGRAMACIÓN
TRABAJO N
TRABAJO 3
TRABAJO 2
TRABAJO 1
SISTEMA OPERATIVO
PARTICIONES
DE
LA
MEMORIA
PRINCIPAL
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 SIGNIFICATIVAMENTE MENORES A LOS ESQUEMAS ANTERIORES.
(RESPUESTA INMEDIATA)
* UN SISTEMA OPERATIVO DE TIEMPO COMPARTIDO
USAN LA PLANIFICACIÓN DEL C.P.U. Y LA MULTIPROGRAMACIÓN
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.
Sistema de
Archivos.
Memoria
Principal.
Memoria
Secundaria
APLICACIÓN
Despachador.
OTRAS
FUNCIONES
KERNE
L
HARDWARE
Sincronización
y Comunicación
entre procesos.
Manejador de
Interrupciones.
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
PROCEDIMIENTO
DE USO GENERAL
Estructura de los Sistemas
Operativos.
* UN EJEMPLO: MS-DOS
PROGRAMAS DE APLICACION
PROGRAMAS DE L SISTEMA RESIDENTES
MANEJADORES DE DISPOSITIVOS
MS - DOS
MANEJADORES DE DISPOSITIVOS DEL ROM - BIOS
Estructura de los Sistemas Operativos
SISTEMAS
OPERATIVOS
POR
NIVELES
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
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
MODELO CLIENTE-SERVIDOR
PROCESO PROCESO
CLIENTE CLIENTE
K
SERVIDOR SERVIDOR . . . . . .
PROCESO TERMINAL
E
R
N
E
L
SERVIDOR SERVIDOR
ARCHIVO MEMORIA
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" .
MEMORIA
PRINCIPAL
3
END I/O
PROCESADOR
E/S
DISPOSITIVO
E/S
1
START I/O
C.P.U
2
DISPOSITIVO
E/S
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 VELOCIDAD ENTRE UN PROGRAMA EN
EJECUCION Y UN DISPO-SITIVO
DE BAJA VELOCIDAD
RELACIONADO CON LA
ENTRADA/SALIDA DEL
PROGRAMA
EJEMPLO: IMPRESORA.
CPU
Programa
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.
* 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.
Microprogramación
ASPECTOS 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, PARIDAD, 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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