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ARQUITECTURA, FUNCIONES Y ELEMENTOS DEL SISTEMA OPERATIVO INFORMÁTICO PEDRO MILENA JACOBO RUYMÁN

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ARQUITECTURA, FUNCIONES Y ELEMENTOS DEL SISTEMA

OPERATIVO INFORMÁTICO

PEDRO

MILENA

JACOBO

RUYMÁN

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ARQUITECTURAS DEL SISTEMA OPERATIVO INFORMÁTICO

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ESQUEMA FUNCIONAL DE UN ORDENADOR

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LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESO Y SUS ELEMENTOS

CPU Memoria ROM Memoria RAM

Dispositivos de entrada y salida Dispositivos de almacenamiento

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BUSES

Vía que se encarga de transmitir y recibir las conexiones internas o externas de un sistema informático.

• Bus de datos

• Bus de direcciones

• Bus de control

Bus paralelo

Bus de serie

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CORRESPONDENCIA ENTRE LOS SUBSISTEMAS FÍSICOS

Y LÓGICOS

Físico

• Procesador

• Subsistema de E/S

• Subsistema de comunicaciones

Lógico

• Programas de control

• Programas de servicio

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FUNCIONES DEL SISTEMA OPERATIVO INFORMÁTICO

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CONCEPTOS BÁSICOS

Los procesos

Los archivos

Las llamadas al sistema

El núcleo del sistema operativo

El intérprete de comandos

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Las instrucciones de un programa destinadas a ser

ejecutadas por el microprocesador

Su estado de ejecución en un momento dado.

Su memoria de trabajoOtra información que

permite al sistema operativo su planificación

LOS PROCESOS

Son los programas en ejecución de cualquier sistema

operativo y están formados por:

Los procesos pueden pasar por diversos estados

durante su ejecución, los cuales son los siguientes:

Que el mismo sistema operativo intercale la ejecución de procesos para optimizar la utilización del procesador.

Que asigne los recursos a los procesos de acuerdo con una política específica.

Proporcionar al usuario mecanismos para la creación y finalización de procesos, así como para la comunicación y sincronización entre los mismos.

Se deben cumplir una serie de requisitos fundamentales para que los

S.O puedan trabajar con los procesos:

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Los archivos son conjuntos de información almacenada como una unidad en un dispositivo.

Se almacenan en carpetas y están formados por un nombre, un punto y una extensión, que los diferencian entre sí y les atribuyen unas propiedades concretas.

LOS ARCHIVOS

a) Secuencia de bytes

b) Secuencia de registros

c) Árbol

La información almacenada es

permanente.

Independencia de la información respecto

a los programas.

A un archivo pueden acceder distintos programas en

distintos momentos.

Gran capacidad de almacenamiento.

Principales características de un archivo: Estructuras de un archivo:

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LAS LLAMADAS AL SISTEMA

Las llamadas al sistema son mecanismos que sirven para poder solicitar

servicios al sistema operativo, y además, proporcionan la interfaz entre los

programas que están en ejecución y el propio sistema operativo.

Su funcionamiento se basa en un método de interacción para que los

programas realicen peticiones al núcleo del sistema operativo.

Control de procesos

Manipulación de archivos

Manipulación de dispositivos

Mantenimiento de información

Comunicaciones

CATEGORÍAS

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EL NÚCLEO DEL SISTEMA OPERATIVO

Es el software encargado de interactuar de forma directa con el hardware.

Su finalidad es constituir un entorno adecuado en el que se puedan desarrollar los

distintos procesos. Sus funciones principales son:

Gestionar la memoria

Administrar el sistema de archivos

Asignar recursos entre los usuarios

Administrar los servicios de

entrada/salida

Cambiar el estado de procesos

Apoyar ciertas funciones de

contabilidad del sistema

CAPAS TIPOS

Núcleos monolíticos

Aquellos núcleos de gran tamaño que

engloban todos los servicios del sistema (redes, gestión de

memoria, etc.).

Micronúcleos

• Núcleos de pequeño tamaño

que fueron compilados sólo

con las necesidades más

básicas del sistema operativo.

Núcleos híbridos

• Parecidos a los micronúcleos, únicamente

incluyen código adicional en el

espacio del núcleo para que su

ejecución sea más rápida.

Exonúcleos

• Permiten el uso de bibliotecas que proporcionan

mayor funcionalidad

gracias al acceso directo o casi

directo al hardware.

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El intérprete de comandos es un programa en el cual podemos

escribir instrucciones que luego serán ejecutadas por el sistema

operativo.

En estas órdenes que damos al intérprete, puede haber tanto

programas internos (incluidos en el propio intérprete) como

externos. Su función principal es la de servir de intermediario entre

el usuario y el sistema.

EL INTÉRPRETE DE COMANDOS

Entre los intérpretes de comandos más

usados encontramos:

•Command.com

•cmd.exe

•Bash, Ksh, Burn Shell, …

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FUNCIONESA través de las siguientes funciones se conocerá cómo se comunica y se administra un sistema operativo.

Interfaz de usuario.

Gestión de recursos.

Administración de archivos.

Administración de tareas.

Servicio de soporte.

Aplicación práctica.

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Interfaz de usuario• Medio con el que el usuario interactúa con un sistema informático.

• La documentación también puede considerarse.

• Función indispensable Usuario consiga comunicarse con algún dispositivo cómodamente.

Según clasificación general.

Interfaz de software.

Interfaz de hardware.

Interfaz de software-

hardware.

Según construcción.

Interfaces de

hardware.

Interfaces de

software.

Según la forma de interactuar del usuario.

Interfaces alfanuméricas.

Interfaz gráfica de usuario

(GUI).

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Gestión de recursos

• Gestionar y planificar la utilización de los diferentes recursos que disponga el sistema eficientemente.

• De una forma dinámica, es decir, liberar recursos lo antes posible.

• Un equipo utiliza, no “consume” recursos.

• Cabe destacar que son los complementos del SO los que usan más recursos.

• Utilizarlos eficazmente y no invertir de más para no desaprovecharlos.

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Windows[Control] + [Alt] +

[Supr]

Iniciar administrador de

tareasRendimiento Monitor de recursos

Gestión de recursos

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Ubuntu Sistema AdministraciónMonitor del

sistemaRecursos

Gestión de recursos

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Administración de archivos

En los actuales SO existe una estructura de árbol de carpetas y subcarpetas ordenadas

jerárquicamente, las cuales contienen un número infinito de archivos o carpetas.

Para visualizar la ruta se hará clic con el botón derecho sobre

el icono, se seleccionará Propiedades en el menú y a

continuación de Ubicación se observará la ruta completa.

Dentro de una carpeta se podrán realizar varias acciones.

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Administración de tareas

Programa incluido en los actuales SO que permite obtener información sobre los programas en ejecución,

usuarios conectados y el rendimiento del ordenador.

Windows[Control] +

[Alt] + [Supr]

Iniciar administrador

de tareas

Ubuntu Sistema AdministraciónMonitor del

sistema

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Windows 7 Ubuntu

Administración de tareas

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Servicio de soporte

Los servicios de soporte dependen del sistema operativo y tienen como cometidos principales los

siguientes:

• Actualizar las versiones.

• Mejorar la seguridad.

• Agregar nuevas utilidades

• Controlar nuevos periféricos agregados.

• Corregir errores de software.

Hay ocasiones que las utilidades de administración o servicios no son propias del sistema operativo sino

de terceros.

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Aplicación práctica

Ejemplo 1: Tras la instalación de un nuevo sistema operativo se observa que el rendimiento del equipo

ha disminuido ¿Se puede saber cuál es el problema?

• Debe tratarse de un problema de hardware.

• Habrá que ir al Monitor de recursos.

• En la ventana desplegada se detallarán los recursos que se encuentran limitados para el rendimiento

óptimo.

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ELEMENTOS DE UN SISTEMA INFORMATICO

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TIPOS DE PLANIFICADORES

Planificador de largo plazo: Entra en funcionamiento cuando otro proceso haya finalizado y ha pasado un

tiempo a través de la gestión de cola

Planificador de medio plazo: Revisa los procesos que se encuentran bloqueados y los inserta de nuevo en la cola.

Planificador a corto plazo: Elige que proceso le va a asignar a la CPU

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ALGORITMO DE PLANIFICADION

SE ENCARGA DE GESTIONAR LA COLA DE LOS PROSESOS

FIFO ROUND-ROBIN

SHORT JOB FIRSTPRIORIDAD

MULTINIVEL

HIGH REMAINDER

NEXT

atiende el primer

proceso

INTERVALO

CIRCULAR

DIFERENTES

COLAS

PRIORIDAD

DEPENDIENDO DE LA

COLA

EL MAS CORTO

PRIMERO

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CREACION Y DESTRUCCION DE PROCESOS

GESTION DE LA MEMORIA

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FUNCIONES DE ADMINISTRACION DE LA MEMORIA

PARTICION FIJA

PARTICION

DINAMICA

PAGINACION SIMPLE

SEGMENTACION

SIMPLE

PARTICIONES IGUALES

PARTICIONES CREADAS BAJO DEMANDA

SE DIVIDE EN MARCOS DE IGUAL TAMAÑO Y ESTE EN

PAGINAS

PARTICIONES EN TAMAÑO VARIABLE

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SISTEMA DE ENTRADA Y SALIDA

Este sistema está compuesto por un sistema de almacenamiento temporal, una

interface de manejadores de dispositivos y otros dispositivos concretos.

Los datos se intercambian entre el modelo de E/S y la CPU, esta controla

directamente la operación y comprueba el dispositivo para la transferencia de

datos. El inconveniente que la CPU tiene que esperar un tiempo hasta que el

dispositivo esté listo.

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La CPU envía la orden y tras hacerlo continúa con otros procesos pendientes sin tener

que esperar al dispositivo.

E/S síncrona E/S síncrona

Cuando la operación de E/S terminal, el

control vuelve al proceso que lo genero,

esto se lleva a cabo por una instrucción

“wait o loop” (espera) y coloca a la CPU en

estado pasivo hasta otra interrupción

vuelve el programa al usuario sin que este

termine mediante una llamada del sistema

que permite al usuario esperar o finalizar

4.3 DMA ( DIRECT MEMORY ACCESS)

SISTEMA DE ALTA TRANSFERENCIA EN BLOQUES

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SISTEMAS DE ARCHIVOS

Se encarga de almacenar, ordenar, nombrar, editar ubicación de la

información en la unidad correspondiente y crear copia de seguridad

Los diferentes sistemas de archivos

FAT NTFS EXT4 HFS PLUS

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APLICACIÓN PRACTICA

FORMATEAMOS LA UNIDAD DE MEMORIA E INDICAMOS EL

SISTEMAS DE ARCHIVO QUE QUEREMOS

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SISTEMAS DE PROTECCON

En los sistemas operativos pueden ocurrir errores que pueden dañar el sistema por lo que se debe dar

protección los programas. Así surgió la protección del sistema que controla el acceso a los recursos del usuario o

los programas.

Segmentación: Paginas Llaves de protección Direccionamiento basado en la capacidad

divide la memoria

en segmentos

variables

divide el

espacio de la

memoria en

pequeños

trozos

divide la

memoria física

en bloques de

un tamaño

particular y

cada uno

asociado a una

lleve de

protección

reemplaza los punteros por

objetos protegidos que solo se

pueden crear bajo instrucciones

privilegiadas que solo se

ejecutan en el núcleo.

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SISTEMAS DE COMUNICACION

Para la comunicación de los sistemas es necesario crear y mantener puntos de

comunicación para el envío y recepción de información a través de las interfaces de red

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SISTEMAS DE INTERPRETACION DE ORDENES

COMANDOS DE TEXTO INTERFACE GRAFICA

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PROGRAMAS DEL SISTEMA

Estas aplicaciones facilitan el sistema operativo pero no forma parte de él. Dan

facilidades al usuario para el desarrollo y buen funcionamiento

Gestión de archivos

Información del estado del sistema

Soporte a lenguaje de programación, modificación de

archivos

Comunicación

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También hay directorio como en Windows 7 llamado Favoritos en el cual muestra las carpetas que

considera favoritas o los sitios más visitados. También tenemos herramientas simples que nos

pueden indicar la fecha y hora.

También suele haber un editor de texto, hojas de cálculo, etc. Simples.

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FIN