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  • Sistemas Operativos

    TEMA 6

    lvarez, S., Bravo, S.,Departamento de Informtica y automtica

    Universidad de Salamanca

    lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -2-

    Introduccin

    n Un sistema informtico esta formado por el hardware (parte material) y software (parte inmaterial).

    n Para que el hardware pueda realizar su trabajo se necesita tener un conjunto de normas y rdenes para coordinar todos los procesos que se van realizar (software) con el cual se manejan todos los recursos del sistema informtico

    n El software se puede dividir en dos grandes grupos:

    Software de sistema: compuesto por programas imprescindibles para el funcionamiento del hardware y otros destinados a facilitar el us o del ordenador y sus recursos

    Software de aplicacin: compuesto por programas destinados al desarrollo de cualquier trabajo controlado por el usuario.

    n El sistema operativo es el elemento ms importante del software de sistema es un conjunto de programas y funciones que controlan elfuncionamiento del hardware y sus recursos (procesador, memoria interna, dispositivos de entrada/salida e informacin) de una forma sencilla y transparente para el usuario.

  • lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -3-

    Definicin de Sistema Operativo

    n Un sistema operativo es un programa (o conjunto de programas) de control que tiene por objeto facilitar el uso de la computadora y conseguir que sta se utilice eficientemente

    n Es un programa de control, ya que se encarga de gestionar y asignar los recursos hardware que requieren los programas.

    n Los recursos son: el procesador (CPU), la memoria, los dispositivos o perifricos de entrada/salida.

    n Tiene como funcin de asignar los recursos a cada programa, el sistema operativo se encarga de contabilizarlos y de la seguridad (de que un usuario no pueda acceder sin autorizacin a la informacin de otro, por ejemplo).

    lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -4-

    Eficiencia

    n El sistema operativo tambin hace que la computadora se utilice de forma eficiente.

    n Los programas tradicionalmente se ejecutan secuencialmente (hasta que no concluye la ejecucin de una instruccin no se ejecuta la siguiente).

    n El sistema operativo se encargar de gestionar y asignar recursos a los diferentes procesos que se tengan ejecutando para optimizar el rendimiento.

  • lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -5-

    Esquema general de un SO.

    n Un sistema operativo, en general, est compuesto por un conjunto de programas que, segn la funcin que realizan, se pueden clasificar como se indica en el siguiente esquema:

    lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -6-

    Esquema general de un SO

    n Un sistema operativo ha de encargarse de las siguientes funciones: Asignacin de CPU: planificacin temporal de las diversas

    actividades. Control de recursos: asignacin de recursos de forma

    racional como por ejemplo la divisin de la memoria del ordenador entre los programas, o el control de las colas de E/S.

    Control de E/S: gestin de la informacin procedente de los perifricos o destinada a ellos.

    Control de los errores y proteccin: informacin y solucin en la medida de lo posible de las situaciones anmalas.

    Interfaz con el usuario: facilitar el uso en la mayor medida posible.

    Facilidades contables: clculo de costes de uso de CPU.

  • lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -7-

    Programas de control

    n Los programas de control constituyen la parte del sistema operativo dedicada a coordinar el funcionamiento de todos los recursos y elementos de la computadora, es decir, el procesador, la memoria, las operaciones de entrada/salida, la informacin y, en definitiva, todo el entorno del sistema incluyendo los perifricos

    n En general, un sistema operativo tiene englobados estos programas en un conjunto denominado ncleo (kernel).

    n El ncleo descansa directamente sobre el hardware y proporciona una serie de servicios a las capas superiores del sistema.

    lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -8-

    Programas de control

    El ncleo se encarga de los siguientes grupos de funciones:

    Gestin del procesador

    Gestin de memoria

    Gestin de entrada/salida

    Gestin de datos

    Gestin del sistema

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    Gestin de Memoria

    n El mdulo de gestin de memoria es el encargado de asignar ciertas porciones de la memoria principal a los diferentes programas, mientras el resto de programas y datos se mantienen en los dispositivos de almacenamiento masivo.

    n La forma mas comn de gestin de memoria es crear una memoria virtual utilizando los dispositivos de almacenamiento masivo.

    n La memoria se puede dividir de diferentes modos:

    Por pginas: bloques de bytes de igual tamao para todos los procesos y tareas.

    Por segmentos: bloques de bytes con distinto tamao segn el proceso.

    Por segmentos paginados: segmentos de tamao distinto que se dividen a su vez en pginas de distinto tamao.

    lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -10-

    Gestin de Memoria

    n Se dividen en dos grandes grupos:

    Gestin de memoria central: multitud de mtodos de asignacin y control de la memoria central o interna

    segn se trate de un sistema operativo monoprogramado o multiprogramado.

    asignan los espacios que deben ocupar los programas y datos estableciendo zonas de seguridad

    en SO con memoria virtual donde se procesan programas que se vancargando parcialmente en la memoria, gestionan la paginacin o segmentacin del programa para que el proceso no se interrumpa en ningn momento.

    Gestin de memoria secundaria: hacer ver al usuario el tratamiento de la informacin almacenada en la

    memoria externa, desde el punto de vista lgico ocultndole la realidad fsica.

    un sistema puede mantener en un mismo instante un gran nmero de usuarios y procesos que pueden estar solicitando y manejando continuamente archivos en memoria externa, en ocasiones hasta compartindolos nos deben asegurar el correcto funcionamiento del almacenamiento secundario.

  • lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -11-

    Gestin de la E/S

    n El control de las operaciones de E/S es otra de las misiones de un SO para facilitar el uso de distintos dispositivos externos que forman parte del sistema informtico.

    n Gestionan las operaciones que un proceso realice sobre un dispositivo externo, ocultndole sus peculiaridades.

    n Los problemas derivados de las diferentes velocidades de funcionamiento de los dispositivos son tratados por el mdulo de control de E/S presentndolo como una cuestin independiente del dispositivo.

    lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -12-

    Gestin de Datos

    n Los programas del grupo de gestin de datos son los que controlan y coordinan todas aquellas operaciones relativas al movimiento de datos e informaciones en la computadora, como pueden ser las de transferencia, tratamiento o manejo de archivos de datos, etc.

    n Tienen las siguientes funciones: Control de perifricos

    Control de transferencia de la informacin

    Tratamiento de cada bloque de informacin

    Apertura y cierre de archivos

    Acceso a los archivos

  • lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -13-

    Gestin del Sistema

    n Este grupo de programas es el verdadero motor del sistema operativo ya que se encarga de la coordinacin y supervisin del funcionamiento del resto de programas, por ello se le denomina supervisor.

    n Sus cometidos fundamentales son: Proteccin de memoria:

    (multiprogramacin) ejecutndose solapada o concurrentemente, es necesario fijar unas fronteras de separacin de memoria

    Errores en la memoria: cuando mediante control de paridad se detecta que cierta informacin de la memoria no

    es correcta (debido a algn defecto f sico del hardware o a alguna transmisin errnea) se activa este grupo de programas para averiguar dnde se produjo el error y reenviar nuevamente el dato, subsanando el error sobre la marcha.

    Errores de programa: cuando la unidad de control, al analizar las dos partes bsicas de una instruccin (cdigo

    de operacin y operandos), no reconoce la operacin que debe realizar, la ubicacin donde se encuentran los datos o sencillamente se trata de una operacin errnea, se debe diagnosticar un error, cediendo el control a este grupo de programas que se encargaran de cancelar el programa del usuario y enviar los correspondientes mensajes para informarle sobre las caractersticas del error encontrado.

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    Programas de proceso

    n Estn enfocados preferentemente para ayudar al programador en la puesta a punto de programas de usuario, llegando incluso a proporcionarle pseudoprogramas estndares semiescritos, que completados con unas pocas instrucciones ms quedan perfectamente listos para su ejecucin.

    n Existen dos tipos de programas de proceso: programas traductores

    programas de servicio.

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    Programas de proceso : traductores

    n Programas traductores

    Un traductor es cualquier programa que toma como entrada un texto escrito en un lenguaje, llamado fuente y da como salida otro texto en un lenguaje, denominado objeto.

    Existen varios tipos de traductores: Ensambladores

    Compiladores

    Intrpretes.

    lvarez, S., Bravo, S. Universidad de Salamanca -16-

    Programas de proceso : traductores

    Programas Ensambladores

    Son los encargados de llevar a cabo el proceso denominado de ensamblaje o ensamblado. Este proceso consiste en ge