Introduccin a los Sistemas Operativos

SISTEMAS OPERATIVOSSistemas Operativos Estructura

Dr. Eladio Llamoga S.INTRODUCCION Un S.O crea el entorno en el que se ejecutan los programas Los Sistemas Operativo varan mucho en su estructura interna Perspectivas a considerar al seleccin un S.O Examinar los servicios que proporcionaExplorar la interfaz que ofrece a los usuarios y programadoresDesglosar el sistema en sus componentes y estudiar sus interconexiones

COMPONENTES DEL SISTEMAMuchos sistemas modernos comparten los siguientes componentesGestin de ProcesosGestin de la memoria principalGestin de archivosGestin del Sistema de E/SGestin de Almacenamiento SecundarioSistema de ProteccinTrabajo en redesSistema de Interpretacin de Ordenes

Un proceso es la unidad de trabajo de un S.O, el cual esta conformado por un conjunto de procesos, algunos de los cuales son procesos del sistema, otros son procesos del usuario (programa ejecutndose)

Un proceso es un programa en ejecucin La CPU ejecuta un gran numero de programas1. Gestin de ProcesosUn proceso necesita determinados recursos tales como la memoria, archivos y dispositivos de E/S Estos recursos se asignan al proceso en el momento de crearlo o mientras se esta ejecutando.

Un programa se encuentra en modo pasivo cuando no esta en ejecucin, pero ser un proceso si esta activo.Gestin de Procesos

CARACTERISTICAS DE UN PROCESOTodo el software ejecutable, inclusive el Sistema Operativo, se organiza en varios procesos secuenciales.

Un proceso tiene una actividad de un cierto tipo, que tiene un programa de entrada, salida y estado.

Gestin de ProcesosLa creacin de un proceso significa: Dar nombre al proceso. Insertar un proceso en la lista del sistema de procesos conocidos. Asignar los recursos inciales del proceso

Determinar la prioridad inicial del proceso. Crear el bloque de control del proceso.

Gestin de ProcesosLa destruccin de un proceso implica: Borrarlo del sistema. Devolver sus recursos al sistema. Purgarlo de todas las listas o tablas del sistema. Borrar su bloque de control de procesos.

Gestin de ProcesosUn proceso suspendido no puede proseguir hasta que otro proceso lo reanude.

Reanudar (reactivar) un proceso implica reiniciarlo en el punto donde fue suspendido

Gestin de ProcesosTareas de la AdministracinCrear y eliminar los procesos del usuario y del sistema.Suspender y reanudar la ejecucin de los procesos

Proporcionar mecanismos para la comunicacin de los procesosGestin de ProcesosMULTIPROGRAMACIONSe denomina multiprogramacin a la tcnica que permite que dos o ms procesos se ejecuten al mismo tiempo y ocupen la misma unidad de memoria principal.

Gestin de Procesos2. Gestin de la Memoria Virtual (1/2)La memoria es la parte fundamental del funcionamiento de un sistema de computacin.

La memoria es un deposito de datos de acceso rpido compartido por la CPU y los dispositivos de E/S

Contiene un conjunto de direcciones para almacenar temporalmente los datosGestin de la Memoria Virtual (2/2)Cuando se ejecuta un programa, se le asigna un conjunto de direcciones absolutas para cargarse en memoria, permitiendo el acceso a sus instrucciones y datos.

Tareas de la Administracin de MemoriaControl de las zonas de memoria que se estn utilizandoDecidir que procesos se cargaran en memoria cuando haya espacio disponible.Asignar y recuperar el espacio en memoria segn se requiera.

3. Gestin de ArchivosEl archivo es un conjunto de informacin relacionada y definida por su creador.

Los archivos representan programas fuente , como objetos y datos.

A travs del sistema operativo, los programas se relacionan con los dispositivos perifricos.

El sistema es responsable de la creacin y eliminacin de los archivos en los medios de almacenamiento.

4. Gestin del Sistema de E/S (1/2)Uno de los objetivos de un S.O es ocultar las peculiaridades de dispositivos de hardware especficos de modo que el usuario no las perciba.Ejem: En UNIX, el subsistema de E/ oculta las peculiaridades de los dispositivos de E/S del resto del S.O mismo.

Dicho subsistema consiste en:Gestin del Sistema de E/S (2/2)Un componente de gestin de memoria que incluye buffers, caches y spool

Una interfaz general con los controladores de dispositivos

Drivers (Controladores de SW) para dispositivos de Hardware especficos

5. Gestin de Almacenamiento Secundario (1/2) La memoria principal tiene el respaldo del almacenamiento secundario en la ejecucin de los procesos, compartiendo espacio.

La unidad Secundaria permite almacenar datos y programas en forma permanente.

Gestin de Almacenamiento Secundario (2/2)El sistema operativo se encarga de administrar el espacio disponible y la de planificar las operaciones sobre el disco en la organizacin de los archivos.

6. Sistema de ProteccinLos distintos procesos de un sistema operativo deben ser protegidos utilizando mecanismos para asegurar que los archivos y otros recursos puedan ser usados por aquellos procesos que han recibido un permiso u autorizacin del sistema operativo.

La proteccin esta referido al control de acceso de los programas, procesos y usuarios.La proteccin establece la confiabilidad de uso del sistema y de todos sus recursos.7. Trabajo en Redes (1/2)Un Sistema Operativo Distribuido, es un S.O comn compartido por una red de computadores.

Aparecen ante los usuarios como un S.O centralizado ordinario pero que ofrece al usuario un acceso transparente a los recursos de un conjunto de maquinas.

Trabajo de Redes (2/2)El acceso a un recurso compartido hace posible aumentar la velocidad de los clculos, manipular datos y mejorar la confiabilidad.Las redes permiten la conexin y comunicacin local o remota para compartir datos y recursos.

SISTEMAS INTERPRETE DE COMANDOSUno de los programas o entornos de un sistema operativo es el interprete de mandatos, permitiendo la ejecucin de comandos y programas.

Muchos de los comandos permiten administrar los procesos del sistema, manejo de los dispositivos de E/S, almacenamiento secundario y de la memoria.8. Sistema de Interpretacin de OrdenesConceptos Bsicos

CONCEPTOS BASICOS (1/2)PROCESOEs una instancia de programa que esta siendo ejecutada.Un mismo programa se puede ejecutar varias veces a la vez, dando lugar a varios procesos en ejecucin.

PROGRAMA:Es un fichero ejecutable, que reside en el disco, generalmente creado mediante un compilador.

CONCEPTOS BASICOS (2/2)MULTITAREACapacidad del sistema operativo para ejecutar de forma simultanea varios procesos.

MULTIPROCESAMIENTO.Es aquel computador que dispone de varios procesadores.PROCESO SECUENCIALLa ejecucin del proceso procede en forma secuencial, es decir en cualquier momento se ejecuta como mximo una instruccin de un conjunto de instrucciones.

Un proceso es mas que un cdigo de programa, sino que por lo general contiene datos temporales (como parmetros de subrutinas, direcciones de retorno y procedimientos) y una seccin de datos con variables globales y base de datos.DIAGRAMA DE ESTADO DE UN PROCESOLISTOEN EJECUCIONEN ESPERAINICIOFINBLOQUE DE CONTROL DE PROCESO (1/3)Es un registro de datos que contiene diversa informacin relacionada con un proceso concreto, incluyendo:Estado del Proceso (nuevo, listo, en ejecucin, en espera o detenido)Contador de programa .- Direccin de la instruccin que el proceso ejecutar.Registros.- Los registros varan en tipo, dependiendo de la arquitectura del computador. Incluye los acumuladores, apuntadores de direccin, buffers y flujo de programa.BLOQUE DE CONTROL DE PROCESO (2/3) Informacin de la Planificacin.- Incluye una prioridad de proceso, colas de espera y prioridades.Informacin de Memoria.- informacin de registros direccionales, y buffers de datos temporales.Informacin Contable.- Cantidad de tiempo real del uso de la CPU, cantidad de procesos en ejecucinEstado de la E/S.- Dispositivos asignados a cada proceso

BLOQUE DE CONTROL DE PROCESO (3/3)

PROCESOS CONCURRENTESEs la ejecucin de mltiples procesos simultneos en la CPU (multiprogramacin).

CARACTERISTICAS:Compartir recursos Fsicos (hardware)Compartir recursos Lgicos (archivos, base de datos)Acelerar los Clculos (ejecucin de tareas en paralelo Modularidad (Construccin del sistema en mdulos, dividiendo las funciones del sistema en procesos separados)Comodidad (ejecutar tareas a la vez : imprimir, editar, etc)COMUNICACIN Y SINCRONIZACION ENTRE PROCESOSCOMUNICACIONES LOCALESEventos y variables condicionales: sincronizacin de esperaSeales: notificacin de sucesosMensajes: envo de datos y posible sincronizacin de esperaDatos compartidos: sincronizacin de acceso mutuamente exclusivo

COMUNICACIONES REMOTAS Mediante redes de comunicacin y protocolos de comunicacin