Sistemas Operativos

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					Sistemas Operativos
          Tema:

     INTRODUCCIÓN
   CONCEPTOS BÁSICOS.
 SISTEMA OPERATIVO

 Los sistemas Operativos       El programa más fundamental
 son ante todo administrado-   de todo el sistema es el Sistema
 res de recursos.              Operativo, el cual controla todos
               H. M. Deitel    los recursos del computador.
                                            Andrew Tanenbaum.

Un Sistema Operativo es un     El Sistema Operativo es un
programa que actúa como in-    programa que controla la eje-
termediario entre el usuario   cución de los programas de
y el hardware del computa-     Aplicación.
dor.                                           W. Stallings.
Silberschatz-Peterson-Galvin
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          DISEÑADOR
               UTILITIES
         SISTEMA OPERATIVO
              HARDWARE
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      Controlador 1
 Operativo

 Programas
 y datos
              Controlador n

 PROCESADOR                   Dispositivos
                              de E/S.
Evolución de los Sistemas.

   PROCESAMIENTO POR LOTES


       TARJETAS         CINTA
                       MAGNETICA




                   
       LECTOR DE
                       IMPRESORA
       TARJETA


        CINTA          LISTADOS
       MAGNETICA
  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
                          PARTICIONES
        TRABAJO 3             DE
        TRABAJO 2             LA
        TRABAJO 1          MEMORIA
      SISTEMA OPERATIVO
                           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 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.

Sistema de   APLICACIÓN
Archivos.                 Despachador.

Memoria                   Sincronización
Principal.    OTRAS       y Comunicación
                          entre procesos.
Memoria      FUNCIONES
Secundaria   KERNE        Manejador de
             L            Interrupciones.

             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


                                    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     9 PROGRAMAS DE APLICACION
OPERATIVOS   8 INTERPRETADOR DE COMANDOS
POR
NIVELES      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   SERVIDOR SERVIDOR . . . . . .   SERVIDOR SERVIDOR
  CLIENTE CLIENTE   PROCESO TERMINAL                ARCHIVO MEMORIA




               K     E     R     N    E     L
    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 :
                                    SISTEMA OPERATIVO
 * PROGRAMA O MÓDULO QUE PUEDEN
   SER UTILIZADO SIMULTANEAMENTE
   POR VARIOS USUARIOS AL MISMO
   TIEMPO.
                                   Programa Reentrante

 * CONSISTE EN DOS PARTES:         Información Usuario 1
   - UN CÓDIGO PURO (PARTE NO
     MODIFICABLE).
   - UN AREA DE MEMORIA PARA       Información Usuario 2
     CADA UNO DE LOS PROCESOS DE
     USUARIO.
                                   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:
                                5- SE PROCESA LA
  1- EL S.O. TOMA EL CONTROL        INTERRUPCION. (RUTINA
  DEL                               MANEJADORA).
     COMPUTADOR.                6- SE REESTABLECE EL ESTADO
  2- EL S.O. GUARDA EL ESTADO       DEL PROCESO INTERRUMP IDO.
  DEL                           7- SE HABILITAN LAS
     PROCESO INTERRUMP IDO          INTERRUPCIONES.
  3- SE INHABILITAN LAS         8- EL PROCESADOR CONTINUA LA
     INTERRUPCIONES.                EJECUCION DEL PROCESO.
  4- EL S.O. ANALIZA LA
     INTERRUPCION.
   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       DISPOSITIVO   DISPOSITIVO
                                               E/S               E/S           E/S
                           1
                                                          2
                     START I/O

            C.P.U
   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   CPU
               Operations on Line).
                                      Programa
- CONSISTE EN INTERPONER UN                             Disco
   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.                           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.                             * CONJUNTO DE INSTRUCCIONES
  - STACK.                                    PERMISIBLES EN LENGUAJE DE
  - REGISTROS GENERALES.                      MÁQUINA.
* REGISTROS DE USO ESPECIFICO:
    ( I) CONTADOR DE PROGRAMAS (PC)
    ( II) APUNTADOR AL STACK (SP)
                                            * MICROINSTRUCCIONES
    ( III) REGISTRO DE INSTRUCCIONES (IR)     (MICROOPERACIONES).
    ( IV) REGISTRO DE DIRECCIONES DE
            MEMORIA (MAR)                   * CICLO DE CADA INSTRUCCIÓN:
    ( V) REGISTRO DE DATOS DE MEMORIA        ( I) CICLO DE BÚSQUEDA (FETCH)
           (MBR)                             ( II) CICLO DE EJECUCIÓN
    ( VI) REGISTRO DE CONDICION (FLAGS)         (EXECUTE)
           (SIGNO, ACARREO, OVERFLOW, PA-
            RIDAD, CERO)

				
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