Elementos y tipos de sistemas operativos

Conceptos Fundamentales

Qué hace un sistema operativo? Sistema informático

Hardware CPU, dispositivos E/S

Sistema operativo Programas de aplicación

Procesadores de texto, exploradores web, etc Los usuarios

Sistema de computación

Programa de arranque: necesario para que una computadora comience a funcionar. Asignará valores iniciales a los registros de la CPU,

a los controladores de dispositivos y al contenido de la memoria.

Sabrá cómo cargar el SO y comenzar a ejecutarlo: Localiza y carga en memoria el núcleo del SO. Ejecuta el primer proceso “init”. Espera la ocurrencia de algún suceso.

Interrupción: indica la ocurrencia de un suceso. El hardware envía una señal a la CPU. El software ejecuta una llamada al sistema.

Qué hace un S.O.?

Punto de vista Usuario sistema

Punto de vista del usuario Minimiza el trabajo que el usuario hace Rendimiento Utilización de recursos

Punto de vista del sistema Asignador de recursos

Tiempo de CPU Espacio de memoria Espacio de almacenamiento Dispositivos de E/S

Actúa como el administrador de esos recursos

Sistema Operativo

“El programa que oculta la verdad sobre el hardware y presenta al programador una vista sencilla y bonita de archivos con nombre que pueden leerse y escribirse es, por supuesto, el sistema operativo”

Qué esconde un S.O?

Interrupciones Temporizadores Administración de memoria Etc, etc…..

Preguntas por resolver….

Qué significa “pantalla azul de la muerte”? Por qué sucede?

Por qué la máquina es taaaaaaaaan lentaaaa?

Por qué mi máquina “se quedó trabada”? Qué signfica “el recurso esta siendo

ocupado por otro usuario”?

Definición S.O. (formal)

El programa fundamental de todos los programas de sistemas es el sistema operativo, que controla todos los recursos de la computadora y proporciona la base sobre la cual pueden escribirse los programas de aplicación

A. Tanenbaum

Los sistemas operativos (resumen)

Colección de programas que se encarga de administrar los recursos

Tiene básicamente 4 funciones Llevar el estatus de los procesos que se están

utilizando Definir políticas de asignación/reclamación de

recursos Asignar recursos Reclamar recursos

instrucción proceso recursos asignados recursos necesarios

Clase de hoy Elementos de los sistemas operativos Estructuras de los sistemas

operativos Tipos de sistemas operativos Caso práctico

ELEMENTOS DEL UN S.O.

Componentes del sistema operativo

Sistema Operativo

Manejo decomunicaciones

Manejo archivosy directorios

Manejo de procesos

Manejo memoriaexterna

Manejo memoriainterna

Dispositivosde entrada/salida

Elementos de un S.O.

Cargador inicial Núcleo o Kernel Administrador de memoria Interprete de comandos Planificador de trabajos

Elementos de un S.O. (resumen) Cargador inicial.

Se trata de un conjunto de instrucciones que permite el paso de los programas del sistema operativo desde el disco a la memoria RAM.

Núcleo o kernel. Es la parte del sistema operativo encargada de asignar la CPU, del

control de interrupciones y de la concatenación de procesos. Administrador de memoria.

Se encarga de la compactación, segmentación, paginación, swapping y gestión de memoria virtual.

Intérprete de órdenes. Ejecuta las instrucciones correspondientes a las órdenes solicitadas por

los usuarios. Planificador de trabajos.

Asigna tiempo de CPU a cada uno de los programas cargados en memoria para su ejecución. Debe atender a las diversas interrupciones que se generan.

Funciones de un S.O.

Funciones útiles al usuario Interfaz del usuario Ejecución de programas Operaciones de E/S Manipulación de los Sistemas de archivo Comunicaciones Detección de errores

Funciones que deben garantizar la eficiencia del propio S.O. Asignación de recursos Responsabilidad Protección y seguridad

ESTRUCTURA DE UN S.O.

Estructura de los S.O.

Sistemas monolíticos. Sistemas en niveles. Microkernels Kernels modulares Máquinas virtuales. Modelo cliente-servidor. Estructura orientada al objeto.

Sistema monolítico

Sin estructura definida. Se componen de un conjunto de procedimientos, donde

cada uno de ellos puede llamar a todos los demás. Proceso para requerir un servicio del S. O.:

el programa de usuario coloca los parámetros necesarios en los lugares previamente definidos,

Después se ejecuta una llamada al supervisor (se cambia de modo usuario a modo supervisor),

Se transfiriere el control al S. O. que examina dichos parámetros y determina el procedimiento que debe invocar.

Cuando se complete la llamada devuelve el control al programa de usuario.

Sistemas por niveles

Se organiza en una jerarquía de niveles, estando construido cada uno de ellos sobre el otro que tiene menor jerarquía que él.

Ejemplo

Máquinas virtuales

Crea ilusiones (máquinas virtuales) de la máquina real, permitiendo que en cada máquina virtual se ejecute un S. O. distinto.

El programa de control es el que se ejecuta directamente sobre el propio hardware y ofrece al nivel inmediatamente superior varias máquinas virtuales.

Modelo Cliente-Servidor.

Su objetivo es minimizar el kernel desplazando el código de todos sus servicios a niveles lo más superiores posibles. Para ello, la mayoría de sus funciones se implementan

como procesos de servicio, denominados procesos servidores,

de forma que cuando un proceso de usuario llamado proceso cliente, necesita un servicio del S.O. lo que hace es enviar un mensaje al proceso servidor correspondiente, que realiza el trabajo y devuelve la respuesta.

El kernel lo único que hace es implementar la comunicación entre clientes y servidores y entre servidores y el hardware.

Estructura orientada a objetos Se basan en una colección de objetos, donde las

funciones del sistema son un tipo de objeto (ficheros, dispositivos, etc). La interacción entre dichos objetos viene determinada por

las capacidades que cada uno tenga para actuar con el otro. El kernel es el responsable del mantenimiento de las

definiciones de los tipos de objetos soportados y del control de los privilegios de acceso a los mismos.

TIPOS DE S.O.

Tipos de S.O.

multiusuario (multi-user): permite que dos o más usuarios ejecuten programas al

mismo tiempo multiprocesamiento (multiprocessing)

soporta el poder ejecutar un programa en más de un CPU multitareas (multitasking)

permite que más de un programa corra concurrentemente multihilos (multithreading)

permite que diferentes partes de un solo programa se ejecuten concurrentemente

tiempo real (real time) responde a la entrada de forma instantánea

LLAMADA AL SISTEMA

Ejercicio

Llamada al sistema

Llamadas al sistema

Control de procesos Manipulación de archivos Manipulación de dispositivos Mantenimiento de información Mantenimiento de comunicación