Conceptos Básicos de Sistemas Operativos
Posted by Adrián Manso | Posted in Introducción | Posted on 13:05
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Definición: el S.O. es el sw de los computadores que
– administra los recursos físicos (hw): es un gestor
– sirve de interfaz entre el computador y los usuarios
• ¿Por qué existen los sistemas operativos?
– compromiso adecuado entre
• rapidez de desarrollo y sencillez de utilización
• versatilidad
• Requisitos básicos
– sencillez de uso
– eficiencia en la gestión de recursos
– facilidad para evolucionar
SO: Interfaz computador-Usuario
Servicios ofrecidos por el S.O. y las utilidades
• Creación y ejecución de programas:
– desarrollo: editores, compiladores, bibliotecas, depuradores...
– ejecución
• carga en memoria del ejecutable
• asignación e inicialización de recursos
• Control y facilidad de acceso
– acceso a los recursos:
• procesador, memoria, dispositivos de E/S, sistemas de ficheros
– acceso al sistema (autentificación de usuarios)
• Detección y tratamiento de errores
• Recolección de información
– estadísticas
– acciones individuales
El S.O. como gestor de recursos
• Gestión desde dentro
– el núcleo del S.O. es un programa
– permite la ejecución controlada de otros programas
• cede voluntariamente el control del procesador
• depende del soporte físico para mantener el control
• Recursos: procesador, memoria, dispositivos de E/S
Facilidad de evolución de los SS.OO.
• Necesaria porque aparecen nuevos dispositivos físicos
• ¿Cómo conseguirla?
– diseño modular
– interfaces bien definidas entre módulos
– buena documentación
Características principales de los sistemas actuales
• Requisitos
– sencillez de uso
– eficiencia en la gestión de recursos
– facilidad para evolucionar
• Cuatro abstracciones básicas
– procesos
– zonas de memoria
– sistemas de ficheros
– dispositivos
Procesos
• Proceso: instancia de un programa en ejecución
– programa: entidad pasiva
• fichero ejecutable resultado de la compilación y el enlazado
– proceso: entidad activa
• programa: define el código y los datos iniciales
• para ejecutarse necesita recursos: procesador, memoria...
• definido por: contexto, código, datos, pila
• Necesaria porque aparecen nuevos dispositivos físicos
• ¿Cómo conseguirla?
– diseño modular
– interfaces bien definidas entre módulos
– buena documentación
Características principales de los sistemas actuales
• Requisitos
– sencillez de uso
– eficiencia en la gestión de recursos
– facilidad para evolucionar
• Cuatro abstracciones básicas
– procesos
– zonas de memoria
– sistemas de ficheros
– dispositivos
Procesos
• Proceso: instancia de un programa en ejecución
– programa: entidad pasiva
• fichero ejecutable resultado de la compilación y el enlazado
– proceso: entidad activa
• programa: define el código y los datos iniciales
• para ejecutarse necesita recursos: procesador, memoria...
• definido por: contexto, código, datos, pila
• Funciones despempeñadas
– representa a los usuarios en el sistema
– unidad de planificación
– unidad de asignación de recursos
Zonas de memoria
– representa a los usuarios en el sistema
– unidad de planificación
– unidad de asignación de recursos
Zonas de memoria
• Requisitos
– aislamiento de cada proceso
– asignación y gestión automática
– protección y control de acceso
• Zonas de memoria
– correspondencia con una parte de la memoria física
– correspondencia con memoria de otros dispositivos
– correspondencia con una zona de memoria virtual
– correspondencia con un fichero de un sistema de ficheros local
– correspondencia con un sistema remoto
Sistemas de ficheros
• Almacenamiento permanente de información
– organización de la información
– protección y control de acceso
• Abstracciones básicas
– fichero: unidad de almacenamiento persistente de datos relacionados entre sí
– directorio: correspondencia de nombres con ficheros/directorios
– sistema de ficheros: organización de la información en el
almacenamiento secundario utilizando ficheros y directorios
Dispositivos de E/S
• Funciones
– ocultar los detalles de la E/S
– protección y control de acceso
– buenas prestaciones
• Dificultades
– gran variedad de dispositivos
– cada uno debe ser programado de forma diferente
• Solución
– código específico para cada dispositivo: manejador de dispositivo
–
interfaz general de E/S (común para todos los dispositivos)
• utilizable por el resto del S.O. (ej: sistemas de ficheros)
• y por el usuario (ej: programa de comunicaciones)
– almacenamiento intermedio para mejorar las prestaciones
Funcionamiento de los sistemas operativos
– almacenamiento intermedio para mejorar las prestaciones
Funcionamiento de los sistemas operativos
Interacción usuario-S.O.:
Llamadas al sistema
• Efecto de una llamada al sistema
– se transfiere el control del procesador al S.O.
– se cambia al modo supervisor de ejecución del procesador
• se pueden ejecutar instrucciones priviliegiadas
• se puede acceder al código, los datos y la pila del S.O.
– la dirección de destino del salto la establece el S.O.
• ¿Cómo se implementan?
– mecanismos proporcionados por el soporte físico
• interrupción software
• instrucciones especializadas (ej: call gates en x86)
– paso de parámetros en registros
Bibliotecas del sistema
• Bibliotecas del sistema
– se enlazan con los procesos
– se ejecutan en modo usuario
Bibliotecas del sistema
• Bibliotecas del sistema
– se enlazan con los procesos
– se ejecutan en modo usuario
(no privilegiado)
• Funciones
– invocación de llamadas al sistema
en lenguajes de alto nivel
– proporcionar una interfaz más
elaborada (ej: printf en C)
• dependiente del lenguaje
• apropiada para un tipo
de aplicaciones determinado
Interfaz de usuario
• Interfaz gráfico
– fácil de aprender
– cómodo de utilizar
• Intérprete de órdenes
– se apoya en la existencia de programas del sistema
• gestión de ficheros y directorios
• tratamiento de textos
• ...
– facilita la automatización de tareas
Estructura en capas
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