Organizacion del Sistema...
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IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Organizacion del Sistema OperativoSistemas Operativos
Andres Felipe Barco Santa
Pontificia Universidad Javeriana
Febrero de 2010
Andres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo
IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Funciones BasicasPerspectivas del Computador
Funciones Basicas
Responsabilidades del SO
Crear un ambiente de maquina abstracta con multiplescomponentes autonomos.
Andres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo
IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Funciones BasicasPerspectivas del Computador
Funciones Basicas
Responsabilidades del SO
Crear un ambiente de maquina abstracta con multiplescomponentes autonomos.
Coordinar el uso de los componentes de acuerdo a laspolıticas del administrador.
Andres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo
IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Funciones BasicasPerspectivas del Computador
Perspectivas del Computador
Las funciones del SO se concentran en satisfacer lossiguientes requerimientos basicos:
Andres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo
IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Funciones BasicasPerspectivas del Computador
Perspectivas del Computador
Las funciones del SO se concentran en satisfacer lossiguientes requerimientos basicos:
1 Manejo de dispositivos
Andres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo
IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Funciones BasicasPerspectivas del Computador
Perspectivas del Computador
Las funciones del SO se concentran en satisfacer lossiguientes requerimientos basicos:
1 Manejo de dispositivos2 Manejo de procesos, hilos y recursos
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IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Funciones BasicasPerspectivas del Computador
Perspectivas del Computador
Las funciones del SO se concentran en satisfacer lossiguientes requerimientos basicos:
1 Manejo de dispositivos2 Manejo de procesos, hilos y recursos3 Manejo de memoria
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IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Funciones BasicasPerspectivas del Computador
Perspectivas del Computador
Las funciones del SO se concentran en satisfacer lossiguientes requerimientos basicos:
1 Manejo de dispositivos2 Manejo de procesos, hilos y recursos3 Manejo de memoria4 Manejo de archivos
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IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionDivisionDevice Management
Motivacion
El sistema operativo maneja la asignacion, aislamiento ycomparticion de los dispositivos de acuerdo a una polıticaescogida por los disenadores o administradores del sistema.
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IntroduccionManejador de Dispositivos
Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionDivisionDevice Management
Motivacion
El sistema operativo maneja la asignacion, aislamiento ycomparticion de los dispositivos de acuerdo a una polıticaescogida por los disenadores o administradores del sistema.
Modularidad
El manejador de dispositivos esta compuesto por dos partes.Una parte independiente de los dispositivos y una partedependiente de cada dispositivo. Esto con el proposito desimplificar la operacion de adicionar un nuevo dispositivo.
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionDivisionDevice Management
Division
Parte Dependiente Implementa aspectos del manejo deldispositivos que son unicos a el (device driver)
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionDivisionDevice Management
Division
Parte Dependiente Implementa aspectos del manejo deldispositivos que son unicos a el (device driver)
Parte Independiente Define un ambiente general de softwareen donde las partes dependientes (drivers)puedan ejecutarse
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionDivisionDevice Management
Device Management
Figura: Device Management - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary NuttAndres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionProcess, threads and resourcesProcess Manager
Motivacion
Procesos, hilos y recursos
Procesos e hilos son unidades basicas de computacion yrecursos (abstractos) son elementos del ambientecomputacional necesitados para ejecutar hilos.
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionProcess, threads and resourcesProcess Manager
Motivacion
Procesos, hilos y recursos
Procesos e hilos son unidades basicas de computacion yrecursos (abstractos) son elementos del ambientecomputacional necesitados para ejecutar hilos.
Manejador de procesos es responsable de administrar elprocesador y varios recursos abstractos. Cooperacon el manejador de memoria.
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionProcess, threads and resourcesProcess Manager
Process, threads and resources
Figura: Process Management - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary NuttAndres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionProcess, threads and resourcesProcess Manager
Process Manager
El manejo de procesos, hilos y recursos podrıa hacerse endiferentes uniades logicas, sin embargo la mayorıa de lossistemas operativos las combinan en un solo modulo, dado queson parte fundamental del ambiente de la maquina abstracta.
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionMemoria VirtualMemory Management
Motivacion
Memoria principal
El manejador de memoria coopera con el manejador derecursos para administrar la asignacion y uso de la memoriaprimaria (memoria ejecutable).
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionMemoria VirtualMemory Management
Motivacion
Memoria principal
El manejador de memoria coopera con el manejador derecursos para administrar la asignacion y uso de la memoriaprimaria (memoria ejecutable).
Allocate El manejador asigna memoria a procesos deacuerdo a una polıtica y forza el aislamiento delrecurso.
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionMemoria VirtualMemory Management
Memoria Virtual
Si el sistema soporta memoria virtual, el manejador cooperacon el dispositivo o manejador de archivos para manejar lamemoria y dispositivos de paginado.
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionMemoria VirtualMemory Management
Memoria Virtual
Si el sistema soporta memoria virtual, el manejador cooperacon el dispositivo o manejador de archivos para manejar lamemoria y dispositivos de paginado.
Virtual Memory
Son extensiones abstractas para que la memoria principalaparente ser mas grande de lo que realmente es. Se logra pormedio del manejador de memoria virtual y los dispositivos dealmacenamiento.
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionMemoria VirtualMemory Management
Memory Management
Figura: Memory Management - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary NuttAndres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionFile Manager
Motivacion
Archivos
Los archivos son abstracciones de dispositivos dealmacenamiento. Estas son las abstracciones mas usadas enel sistema de computo.
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionFile Manager
Motivacion
Archivos
Los archivos son abstracciones de dispositivos dealmacenamiento. Estas son las abstracciones mas usadas enel sistema de computo.
El manejador de archivos se encarga de implementar laasbtraccion de archivo por medio de la interaccion con elmanejador de dispositivos y con el manejador de memoria.
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
MotivacionFile Manager
File Manager
Figura: Memory Management - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary Nutt
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Debe Cumplirse
El sistema operativo es una coleccion de algoritmos yestructuras de datos. Para lograr la funcionalidad deseada deaislar y compartir recursos, el sistema debe tener en cuenta:
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Debe Cumplirse
El sistema operativo es una coleccion de algoritmos yestructuras de datos. Para lograr la funcionalidad deseada deaislar y compartir recursos, el sistema debe tener en cuenta:
Comportamiento
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Debe Cumplirse
El sistema operativo es una coleccion de algoritmos yestructuras de datos. Para lograr la funcionalidad deseada deaislar y compartir recursos, el sistema debe tener en cuenta:
Comportamiento
Uso exclusivo de los recursos
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Tener en cuenta
Performance
El SO debe ser implementado lo mas eficientemente posiblepara brindar un minimo uso de los recursos (especialmenteprocesador y memoria), maximizando el uso de los recursospor parte de las aplicaciones de usuario.
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Tener en cuenta
Performance
El SO debe ser implementado lo mas eficientemente posiblepara brindar un minimo uso de los recursos (especialmenteprocesador y memoria), maximizando el uso de los recursospor parte de las aplicaciones de usuario.
Exclusive use of resources
El SO debe proveer el aislamiento de los recursos permitiendoa los procesos guardar informacion con certeza de que nosera alterada ni robada.
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Existen tres mecanismos basicos que implementa todo sistemaoperativo moderno:
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Existen tres mecanismos basicos que implementa todo sistemaoperativo moderno:
Modos del procesador
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Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Existen tres mecanismos basicos que implementa todo sistemaoperativo moderno:
Modos del procesador
Nucleos (kernels)
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Existen tres mecanismos basicos que implementa todo sistemaoperativo moderno:
Modos del procesador
Nucleos (kernels)
Metodos de invocar los servicios
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Processor modes
Un bit en el hardware define si se esta ejecutando operacionespor parte del SO o por parte del usuario.
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Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Processor modes
Un bit en el hardware define si se esta ejecutando operacionespor parte del SO o por parte del usuario.
Figura: Exclusive Access to Resource - Tomado de OperatingSystems, 3 Edition, Gary NuttAndres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo
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Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Kernels
La parte mas crıtica del SO es el kernel. Este es disenadocomo software seguro (trusted software) que controla lacorrecta operacion de todo el resto de software.
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Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Kernels
La parte mas crıtica del SO es el kernel. Este es disenadocomo software seguro (trusted software) que controla lacorrecta operacion de todo el resto de software.
El kernel implementa mecanismos basicos que aseguran lafuncionalidad del sistema entero. Otro software (incluyendopartes del SO) y todos los programas de aplicacion sonejecutados como software inseguro (user mode).
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
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Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Metodos de Invocar Servicios
Este punto tiene que ver en la manera como el usuario pideservicios del SO; llamando a una funcion o mandando unmensaje a un proceso del sistema.
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Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Metodos de Invocar Servicios
Este punto tiene que ver en la manera como el usuario pideservicios del SO; llamando a una funcion o mandando unmensaje a un proceso del sistema.
Existen dos tecnicas por las cuales un programa en modousuario puede acceder a los servicios del kernel en modosupervisor.
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Metodos de Invocar Servicios
Este punto tiene que ver en la manera como el usuario pideservicios del SO; llamando a una funcion o mandando unmensaje a un proceso del sistema.
Existen dos tecnicas por las cuales un programa en modousuario puede acceder a los servicios del kernel en modosupervisor.
1 Llamado al sistema - System Call
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Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Metodos de Invocar Servicios
Este punto tiene que ver en la manera como el usuario pideservicios del SO; llamando a una funcion o mandando unmensaje a un proceso del sistema.
Existen dos tecnicas por las cuales un programa en modousuario puede acceder a los servicios del kernel en modosupervisor.
1 Llamado al sistema - System Call2 Paso de mensaje - Message Passing
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Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Syscall
Se invoca una funcion que ejecuta una llamada conparametros adecuados al kernel. Esta funcion hace un cambioindirecto, por medio de una tabla de direcciones llamada traptable, a la funcion kernel del sistema operativo.
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Syscall
Se invoca una funcion que ejecuta una llamada conparametros adecuados al kernel. Esta funcion hace un cambioindirecto, por medio de una tabla de direcciones llamada traptable, a la funcion kernel del sistema operativo.
Message Passing
El proceso del usuario construye un mensaje que le envia alkernel, este a su vez envia un mensaje al proceso usuario.
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Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO
Mecanismos del SO
Figura: Invocar al SO - Tomado de Operating Systems, 3 Edition,Gary Nutt
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Organizacion Logica del SO
Organizacion Logica del SO
A nivel logico, el SO esta hecho del manejador de procesos,memoria, dispositivos y archivos. Cada uno de esosmanejadores necesitan, de vez en cuando, estructuras“poseidas” por otro manejador. Por esta razon se violanprincipios de modularidad al disenar un SO.
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Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos
Consideraciones de ImplementacionOrganizacion
Organizacion Logica del SO
Organizacion Logica del SO
Figura: Organizacion del SO - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary Nutt
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