Tipos de Estructuras de los S. O. - carambula.net · Sistemas Operativos II – ITS – EMT –...

Sistemas Operativos II – ITS – EMT – CETP – 2016 – A/S L. Carámbula

Tipos de Tipos de Estructuras de Estructuras de

los S. O.los S. O.


Estructuras de los S. O.

• Sistemas monolíticos– Es muy común, no existe la estructura o es

mínima

– El S. O. es una colección de procedimientos que se pueden llamar entre si

– Cada procedimiento tiene una interfaz bien definida.



• Sistemas monolíticos

Procedimiento Principal

Procedimientode Servicio

ProcedimientoUtilitario



• Sistemas monolíticos– Para ejecutar los servicios del S.O.:

• Se solicitan colocando los parámetros en lugares bien definidos (registros o pilas)

• Se ejecuta una llamada especial (tramp), llamada al núcleo o llamada al supervisor

• La instrucción cambia del modo usuario al modo núcleo (supervisor)

• Cuando termina el control regresa al programa del usuario




Programa 2 del Usuario

MemoriaPrincipal

Programa 1 del UsuarioLlamada al Núcleo

Proc.de Servicio

1 3

2

4




Programa 2 del Usuario

MemoriaPrincipal

Programa 1 del UsuarioLlamada al Núcleo

Proc.de Servicio

Prog. del UsuarioEn modo Usurio

S. O.En modo Núcleo

1 3

2

4



• Sistemas monolíticos– MS-DOS

– Unix

– Linux



• Sistemas de capas (THE)– Dijkstra 1968

– Technische Hogeschool Eindhoven

– Consiste en organizar el S. O. como una jerarquía de capas, c/u construida sobre la inmediatamente inferior



• Sistemas de capas (THE)

5 – Operador

4 – Programas de Usuario

3 – Control de Entrada / Salida

2 – Comunicaciones Operador – Proceso

1 – Administración de la memoria y del disco

0 – Asignación del procesador y multiprogramación



• Sistemas de capas (THE)– Capa 0

• Trabaja con la asignación del procesador

• Alterna entre los procesos cuando ocurren las

interrupciones o expiran los cronómetros

• Proporciona la multiprogramación básica




• Administra la memoria

• Asegura que las páginas (porciones de memoria)

requeridas por los procesos lleguen a memoria

cuando fueran necesarias




• Administra la comunicación entre cada proceso y

la consola del operador

• Por sobre esta capa cada proceso tiene una

consola de operador




• Controla los dispositivos de E/S y almacena en

buffers los flujos de información entre ellos

• Sobre esta capa cada proceso puede trabajar con

dispositivos abstractos de E/S en vez de

dispositivos reales




• Aloja a los programas de usuario

• Los programas de usuario no tienen que

preocuparse por el proceso, memoria, consola o

control de E/S




• Localiza al proceso operador del sistema



• Sistemas de capas – MULTICS

• Multiplexed Information and Computing Service

• Presenta una estructura de anillos concéntricos, siendo los interiores los más privilegiados


S. O.Compiladores,

Intérpretes de Comandos,

Editores

Lenguaje de Máquina

Microprogramación


• Sistemas de capas– MULTICS

DispositivosFísicos

Programas de Aplicación




• Dispositivos físicos:– son la capa más baja– en ella están:

» los chips» cables» fuentes de poder» tubos de rayos catódicos» y otros dispositivos físicos.




• Microprogramación:

– Software de bajo nivel

– Se encarga de los dispositivos de E/S

– Normalmente grabado en la R. O. M.




• Lenguaje de Máquina– Tiene variada cantidad de instrucciones, en un rango

de 50 a 300– La mayoría sirven para desplazar datos a través de la

máquina y hacer operaciones aritméticas y comparar valores.




• Sistema Operativo– oculta la complejidad de la utilización del hardware y

muestra un conjunto de instrucciones más apropiado para trabajar.

– Los programas del Sistema Operativo están protegidos de las acciones de los usuarios.

– Sobre este se ejecutan el resto de las aplicaciones




• Programas de Aplicación– Programas con un fin específico

» Planillas de cálculo

» Procesadores de texto

» Presentaciones con Diapositivas

» Juegos

» Etc.



• Sistemas de capas – MULTICS -» Unix

• MIT, GE, Laboratorios Bell

– OS/2 • IBM

– eComStation• Serenity Systems


MáquinasMáquinasVirtualesVirtuales



• Máquinas Virtuales– Las máquinas virtuales instrumentan copias

exactas del hardware simple• modo núcleo / usuario• E/S• Interrupciones

– Pueden ejecutar cualquier S. O. que se ejecute en forma directa sobre el hardware



• Máquinas Virtuales– Ejemplo VM/370 de IBM

• Utiliza CMS (Conversational Monitor System)• Cuando se realiza una llamada al sistema

– La llamda es atrapada por el S. O. en su propia M. V.– El CMS proporciona las instrucciones de E/S en el

hardware para realizar la llamada– VM/370 atrapa estas instrucciones y las ejecuta en

sobre el hardware verdadero



• Máquinas Virtuales– Ejemplo VM/370 de IBM

Máquinas 370 Virtuales

CMS CMS CMS

VM/370

370 Hardware Simple

Llamada al Sistema

Instrucc.de E/S


ModeloModeloCliente / Cliente / ServidorServidor


Modelo Cliente / Servidor

• Una tendencia de los S. O. modernos es mover el código a capas superiores y mantener el núcleo mínimo, de manera similar al VM/370 de IBM

• Implementar la mayoría de las funciones del S. O. en modo usuario



– Para solicitar un servicio• El proceso de Usuario (proceso cliente) envía la

solicitud a un proceso servidor, que realiza la operación y regresa la respuesta

– El núcleo controla la comunicación entre los clientes y los servidores



– Se fracciona el S. O. en partes

– C/U controlando un servicio:• de Archivos

• de Procesos

• de Terminales

• de Memoria

• Etc.



– Los servidores se ejecutan como procesos en modo usuario

• No tienen acceso directo al hardware

• Se aíslan y acotan más fácilmente los problemas

– Se adapta para su uso en los sistemas distribuidos



• Modelo Cliente/Servidor– Los Clientes obtienen el servicio al enviar

mensajes a los Servidores

ProcesoCliente

Modo UsuarioModo Núcleo

ProcesoCliente

ServidorProcesos

ServidorTerminal

ServidorArchivos

ServidorMemoria

Núcleo (Kernell)


Sistemas Sistemas de Tiempo Realde Tiempo Real


Sistemas de Tiempo Real

• Es un sistema informático en el que el tiempo en que se producen sus acciones es significativo.

• Las acciones del sistema deben ser correctas, desde el punto de vista lógico o algorítmico, y deben producirse dentro de un intervalo de tiempo determinado.



• Los sistemas de tiempo real suelen estar integrados en un sistema de ingeniería más general, en el que se realizan funciones de control y/o monitorización.

• A estos sistemas se los denomina Sistemas Empotrados o Embebidos (Embedded Systems).



• Ejemplos:– Electrónica de consumo

• Videos,TVs, Lavadoras, Lavaplatos

– Aviación• Computadoras de vuelo, Path-finder

– Automóviles• Control de velocidad, ABS, Sistema de inyección

– Defensa• Bombas y misiles inteligentes, dirección de tiro

– Telecomunicaciones• Radios, teléfonos moviles



• Requisitos Temporales– Tiempo real estricto (Hard Real Time)

• Todas las acciones deben ocurrir dentro del plazo especificado

• Ejemplo: Control de vuelo– Real real-time. Los tiempos de respuesta son muy

cortos• ejemplo: Sistema de guiado de misiles

– Timepo real flexible (Soft Real Time)• Se pueden perder plazos de vez en cuando• El valor (utilidad) de la respuesta decrece con el tiempo



• Características– Gran tamaño y complejidad– Concurrencia

• Los dispositivos físicos controlados funcionan simultaneamente

• Los componentes de software que los controlan se ejecutan concurrentemente

– Dispositivos de E/S especiales• Los manejadores de dispositivos forman parte del software

de aplicación– Seguridad y fiabilidad

• Sistemas críticos, fallos con consecuencias muy graves



• Características– Determinismo temporal

• Acciones en intervalos de tiempo determinados• Es fundamental que el comportamiento temporal de los STR

sea determinista:• La eficiencia es importante pero la predictibildad es esencial• Hay que preveer el comportamiento en el peor caso posible

– Manipulación de números reales• Capacidad para manipular números de coma flotante y

reales (cálculos de alto grado de precisión)


Sistemas Sistemas DistribuidosDistribuidos


Sistemas Distribuidos

• es aquél que está compuesto por varias computadoras autónomas conectadas mediante una red de comunicaciones y equipadas con programas que les permitan coordinar sus actividades y compartir recursos.



• Propiedades: – Está compuesto por varios recursos informáticos de

propósito general, tanto físicos como lógicos, que pueden asignarse dinámicamente a tareas concretas.

– Estos recursos están distribuidos físicamente, y funcionan gracias a una red de comunicaciones.

– Hay un sistema operativo de alto nivel, que unifica e integra el control de los componentes.



• Propiedades: – El hecho de la distribución es transparente,

permitiendo que los servicios puedan ser solicitados especificando simplemente su nombre (no su localización).

– El funcionamiento de los recursos físicos y lógicos está caracterizado por una autonomía coordinada.



• Aplicaciones de Sistemas Distribuidos:

1. La distribución es fundamentalmente un medio para conseguir un fin

2. La distribución es un problema en sí misma.



• La distribución es fundamentalmente un medio para conseguir un fin

– Computación masivamente paralela, de propósito general y de alta velocidad.

– Tolerancia a fallos (confianza, disponibilidad).

– Respuesta a demandas con requisitos de tiempo real.



• La distribución es un problema en sí misma.– Bases de datos distribuidas. Es necesario acceder a

los datos desde lugares geográficamente dispersos, y además almacenarlos también en varios lugares diferentes.

– Fabricación automatizada. Es necesaria la colaboración de muchos procesadores para coordinar las tareas en una fabrica.



• La distribución es un problema en sí misma.– Supervisión remota y control. Los sensores y los

nodos donde se toman las decisiones de control pueden estar en diferentes partes de un sistema distribuido.

– Toma de decisiones coordinada. Es necesario que varios procesadores participen en la toma de decisiones, por ejemplo, porque cada uno de ellos tiene una parte de los datos relevantes.

Tipos de Estructuras de los S. O. - carambula.net · Sistemas Operativos II – ITS – EMT –...

Documents

Transcript of Tipos de Estructuras de los S. O. - carambula.net · Sistemas Operativos II – ITS – EMT –...