Conceptos bsicosSistemas Operativos

Qu es un sistema operativo?Un programa que acta como intermediario entre un usuario de computadora y el hardware.Metas del sistema operativo:Ejecutar programas de usuario y resolver los problemas de usuario ms fcilmenteHacer que la computadora sea conveniente de usarUsar el hardware de la computadora de una forma ms eficiente.

Componentes

ComponentesHardwareProvee recursos bsicos (CPU, memoria, dispositivos de E/S).Sistema OperativoCoordina y controla el uso del hardware entre los mltiples programas de aplicacin y usuarios.

Componentes (2)Programas de aplicacin.Definen las formas en las cuales los recursos del sistema se usan para resolver problemas de cmputo de los usuarios.Compiladores, sistemas de bases de datos, videojuegos, aplicaciones de negocios.Usuarios.Gente, mquinas, otros componentes.

Visin de los componentes

DefinicionesManejador de recursosManeja y asigna recursos.Control del programaControla la ejecucin de los programas de usuario y operaciones de E/S de los dispositivos de E/S.Ncleo (Kernel)El programa que est todo el tiempo en ejecucin.Los programas restantes son programas de aplicacin.

Sistemas por lotesRequiere un operador.Usuario Operador.Agrega un lector de tarjetas.Reduce el tiempo de configuracin haciendo lotes de tareas similares.Secuenciamiento automtico de trabajosAutomticamente transfiere el control de un trabajo a otro.Primer sistema operativo rudimentario.

Sistemas por lotesMonitor residenteControl inicial en el monitorEl control se transfiere a una tareaCuando el trabajo termina, el control se devuelve al monitor

Sistema por lotes.Manejo de la memoria en un sistema por lotes.

Sistema por lotes. Tarjetas de controlProblemasCmo sabe el monitor sobre la naturaleza de un trabajo (ejemplo Fortran vs Ensamblador) o qu programa ejecutar?Cmo distingue el monitor entre?Un trabajo a otroDatos y ProgramaSolucinIntroduce tarjetas de control

Tarjetas de controlTarjetas especiales que le dicen al monitor residente que programas ejecutar$JOB$FTN$RUN$DATA$END

Tarjetas de controlLos caracteres especiales distinguen tarjetas de control de datos o tarjetas de programas:$ en la columna 1// en la columna 1 y 2709 en la columna 1

Tarjetas de controlPartes del monitor residenteIntrprete de la tarjeta de controlResponsable de leer y hacer que se ejecuten instrucciones en las tarjetasCargadorCarga los programas del sistema y aplicaciones en memoriaManejadores de dispositivosconocen las caractersticas y propiedades de cada dispositivo de E/S.

Tarjetas de controlProblemaBajo rendimiento - E/S y CPU no pueden superponerse;lectora de tarjetas muy lentaSolucin:Operacin fuera de lnea acelera la computacin cargando trabajos en memoria de cintas, lectoras de tarjetas e impresin fuera de lnea.

SpoolingSobreponer E/S de un trabajo con uso del CPU de otro trabajo.Mientras se ejecuta un trabajo, el Sistema Operativo:Lee el siguiente trabajo de la lectora de tarjetas a disco (cola de trabajos).Enva la impresin de trabajos previos del disco a la impresora.

SpoolingCola de trabajosEstructura de datos que permite al sistema operativo seleccionar el siguiente trabajo ejecutar para incrementar la utilizacin del CPU.

Sistemas por lotes multiprogramadosMuchos trabajos se mantienen en memoria principal al mismo tiempo, y el CPU es multiplexado entre ellos.

Sistemas por lotes multiprogramadosRequerimientosRutinas de E/S provistas por el sistema.Manejo de la memoria.Asignar memoria a varios trabajos.Planificacin del CPU.Escoger un proceso para ejecutar entre varios que estn listos para ejecucin.Asignacin de dispositivos.

Sistemas de tiempo compartidoEl CPU es multiplexado entre varios trabajos que estn en memoria y disco.El CPU se le asigna a un trabajo solo si el trabajo est en memoria.Un trabajo entra y sale de la memoria al disco.

Sistemas de tiempo compartidoSe provee comunicacin en lnea entre el usuario y el sistemaCuando el sistema operativo termina la ejecucin de un comando, busca el siguiente comando de control del teclado del usuario.Los sistemas en lnea deben estar disponibles para que los usuarios accedan a datos y cdigo

Sistemas de PCComputadoras personalesEl sistema de cmputo est dedicado a un solo usuario.Dispositivos de E/Steclados, ratones, video, impresoras.Pueden adoptar tecnologa desarrollada para sistemas operativos ms grandes.Lo comn es que los individuos tienen la computadora para ellos mismos.No necesitan utilizacin avanzada del CPU y caractersticas de proteccin.

Evolucin

Sistemas multiprocesador con uno o ms CPUs intercomunicados.Sistemas fuertemente acoplados.Los procesadores comparten memoria y un reloj.La comunicacin se hace a travs de memoria compartida.Ventajas de los sistemas paralelos:Incrementan el rendimientoEconmicosTolerancia a fallas

Sistemas ParalelosProcesamiento Simtrico (SMP)Cada procesador ejecuta una copia idntica del sistema operativoMuchos procesos pueden ejecutarse a la vez sin que se deteriore el rendimientoMuchos sistemas operativos modernos soportan SMP.Procesamiento asimtricoCada procesador es asignado a una tarea especfica.El procesador maestro planifica y asigna trabajo a los procesadores esclavos.Ms comunes en sistemas extremadamente grandes.

Arquitectura SMP

Sistemas de tiempo realContinuamente usados como control de un dispositivo en una aplicacin dedicada controlando:Experimentos cientficosSistemas mdicosSistemas de control industrialAcuerdos de tiempo bien definidos

Hard real-time.Sin memoria secundaria o limitadaLos datos se almacenan en memoria de corto plazo o memoria ROMEntran en conflicto con los sistemas de tiempo compartido o sistemas operativos de propsito general.Soft real-timeUtilidad limitada en control industrial o robtica.tiles en aplicaciones de multimedia o realidad virtual.Requieren algunas capacidades avanzadas del sistema operativo

Sistemas DistribuidosDistribuye la computacin entre varios procesadoresfsicosSistemas dbilmente acopladosCada procesador tiene su memoriaSe comunican entre ellos a travs de lneas de comunicacinBuses de alta velocidadVentajasComparticin de recursosMejora la velocidad de cmputo carga distribuidaComunicacin

Sistemas distribuidosSistema Operativo de RedComparticin de archivos.Esquema de comunicaciones.Corre de manera independiente de otras computadoras en la red.Sistema Operativo DistribuidoMenos autonoma entre computadoras.Parece un solo sistema operativo que controla la red.