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Arquitectura de Computadoras
Clase 19
SOPORTE DEL
SISTEMA OPERATIVO
Definición
�Es una programa (o conjunto de programas que administran los recursos del Computador, proporciona servicios a los programadores y planifica la ejecución de los otros programas
�Es un programa o conjunto de programas) que controla la ejecución de los programas de aplicación y actúa como interfaz entre el usuario y el hardware del computador
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Objetivos y Funciones
�Comodidad
�Hace que el computador sea facil de usar
�Eficiencia
�Permite que los recursos del computador se utilicen en forma eficiente
Capas y puntos de vista de un computador
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Servicios de Sistema Operativo
�Creación de programas
�Ejecución de programas
�Acceso a los dispositivos de E/S
�Acceso controlado de archivos
�Acceso al Sistema
�Detección y respuesta de errores
�Contabilidad – estadisticas de uso de recursos
Sistemas operativos
�Funciona de la misma manera que el software normal de un computador.
�Es un programa ejecutado por el procesador.
�El sistema operativo abandona el control del procesador para ejecutar otros programas.
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Sistema Operativo como adminstrador de recursos
�Un computador es un conjunto de recursos para transferir, almacenar y para procesar datos y para controlar estas funciones.
�El S.O. es el encargado de administrar dichos recursos.
�El S.O. toma el control de las funciones básicas del computador
�El S.O. cede el control para que el CPU realice el trabajo util y recupera el control para preparar el siguiente trabajo.
Sistema Operativo como administrador de recursos
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Núcleo
� Parte del sistema operativo que se encuentra en la memoria principal.
� Incluye las funciones utilizadas con más frecuencia.
� También denominado kernel.
Tipos de Sistemas Opertivos
�Primera dimensión
�Interactivo
�Sistema de colas (Batch)
�Segunda dimensión�Uni-programación
�Multi-programación (Multi-tasking)
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Tipos de Sistemas Operativos
Sistema de Colas Interactivo
Una Tarea en Cada Instante
Simple Sistema dedicado
Multi-programado Sofisticado Tiempo compartido
Un solo programa
Antes de continuar, el procesador debe esperar hasta que la instrucción de E/S termine.
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Multi programacón con dos programas
Cuando un trabajo necesite esperar una E/S, el procesador puede cambiar al otro trabajo.
Planificación
�Es la clave de la multiprogramación
� A Alto Nivel – decide si se añade al conjunto de programas a ser ejecutados
�A corto plazo: Decide cual de los procesos disponibles ejecutará el procesador
�E/S: Se decide que solicitud de E/S pendiente se va a atender
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Planificación
�Concepto de Proceso
�Un programa en ejecución
�El espiritu animado de un programa.
� Una instancia de un programafuncionando en un computador.
� Una unidad de actividad caracterizada porun sencillo tratamiento de ejecuciónsecuencial, un estado actual, y asociada a un conjunto de recursos del sistema
Gestión de Memoria
�Sistema Uni-programación� La Memoria principal se divide en dos partes� Una para el Sistema Operativo (monitor)� Una para el programa en ejecución
�Sistema Multiprogramación� La parte para el usuario debe subdividirse para
dar cabida a los distintos usuarios.� La tarea de sub-división la realiza dinámicamente
el S.O. y se conoce como gestión de memoria� La memoria debe de asignarse eficientemente
para situar en memoria tantos procesos como sea posible.
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Swapping (Intercambio)
Swapping (Intercambio)
� Problema: Las operaciones de E/S son lentas comparadas con el CPU, frecuentemente en sistemas con Multiprogramación el CPU puede estar parado la mayor parte del tiempo
� Soluciones:
� Incrementar la Memoria Principal
�Memoria Principal es cara
�La necesidad de memoria de los Programas a subido
� Swapping (Intercambio)
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Que es el Swapping
�Larga cola de procesos en Disco
�Los procesos son intercambiados en los espacios disponibles
�Los procesos son sacados al terminar
�Si el proceso está parado ( en espera de E/S)
�Los procesos son sacados a una cola intermedia
�Se trae otro proceso de la cola o acepta un nuevo proceso
�El intercambio es un proceso de E/S
Particiones
�La memoria se divide en partes para ubicar los procesos (Incluyendo al Sistema Operativo)
� Tamaño de las particiones
�Cada partición tiene un tamaño fijo
�No todas las particiones tienen el mismo tamaño
�Posibilidad de particiones de tamaño variable.
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Particiones
�Dirección Logica: Indica la posición relativa al inicio del Programa.
� Dirección Fisica: Posición actual en la memoria principal.
DefiniendoParticiones
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Paginación
� La memoria se divide en trozos iguales y de tamaño fijo y relativamente pequeños
� Igualmente los programas tambien se dividen en trozos pequeños - páginas
� Se asigna el numero requerido de paginas a los programas
� El S.O mantiene una lista de página libres
� Los procesos no requiere que las paginas sean continuas
� El sistema mantiene una tabla de paginas por cada proceso.
Direcciones físicas y logicas de las paginas
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Direcciones físicas y logicas de las paginas
Memoria virtual
� Permite a los programas direccionar la memoria desde un punto de vista lógico.
� No existirá un espacio muerto entre la ejecución de los procesos sucesivos, mientras un proceso se envía al almacenamiento secundario y el proceso que le sucede es traído de éste.
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Memoria Virtual
� Paginación por demanda
�No requiere que todas las paginas de un proceso esten en memoria
� Pone en memoria las solo las paginas que se necesitan
� Fallo de página
�Una página requerida no está en memoria
� El S.O. debe traer la página requerida
�Se requiere sacar las páginas no requeridas
�Selecciona la pagina a sacar empleando información historica
Estructura de la tabla de pagina
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Segmentación
�La paginación no es (usualmente) visible para el programador
�La segmentación es visible para el programador
�Proporciona una forma de organizar en areas separadas de instrucciones y datos
�Son de tamaño variable.
Elementos principales de un sistema operativo
Sistema operativo
Cola a corto plazo
Cola de E/S
Cola a largo plazo
Planificador a corto plazo
(código)
Gestor de interrupcio
nes (código)
Gestor de peticiones de
servicio (código)
Interrupción de un
procesoInterrupción de E/S
Petición de servicio de un
proceso
Pasar el control al proceso
Elementos clave para la multiprogramación de un sistema operativo.
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UNIX
� El hardware están rodeado por el software del sistema operativo.
� El sistema operativo se llama núcleo (kernel).
� Está equipado con varios servicios e interfaces:� Intérprete de órdenes (shell).
� Compilador de C.
UNIX
Arquitectura general de UNIX.
Bibliotecas y órdenes UNIX
Núcleo
Aplicaciones escritas
Interfaz de llamadas al
sistema
Hardware
por el usuario
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