Tema 8 Introduccin a los SOs Introduccin a

Tema 8: Introducción a los SOs

Introducción a los SOs n Definición y funciones n Evolución de los sistemas operativos n Componentes de un sistema operativo l Gestión de procesos l Gestión de la memoria principal l Gestión de archivos l Gestión del sistema de E/S l Gestión de almacenamiento secundario l Trabajo con redes l Sistema de protección l Intérprete de comandos Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 2 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Tema 8. 1: Definición y Funciones

¿Qué es un Sistema Operativo? n Un programa que actúa como intermediario entre el usuario de un computador y el hardware n Objetivos principales: l Hacer el sistema cómodo de usar l Utilizar el hardware de forma eficiente Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 4 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Componentes de un Sistema de Computación Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 5 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Otras Perspectivas n Un SO convierte el computador en una máquina virtual l Aísla al usuario de la complejidad del hardware n Un SO es un asignador de recursos l Gestiona los recursos como CPU, memoria, etc. y los asigna a tareas del usuario n Un SO es un programa de control l Controla la ejecución de programas para prevenir errores y usos inapropiados del computador Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 6 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Definición de Sistema Operativo n No hay una definición universalmente aceptada n “Todo lo que el vendedor entrega cuando se compra un SO” se aproxima bastante l Pero es muy variable n “El programa que está siempre ejecutándose en la máquina” es la definición que habitualmente se acepta. Dicho programa es denominado kernel o núcleo Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 7 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Tema 8. 2: Evolución de los SOs

Evolución de los SOs n Procesamiento en serie Los trabajos se preparan y ejecutan uno a uno l La preparación de trabajos requiere mucho tiempo n Procesamiento por lotes l Se prepara un lote de trabajos y el computador los ejecuta de forma secuencial l Reduce el tiempo de preparación de trabajos l La CPU se queda ociosa cuando hay una operación de E/S n Multiprogramación l Se mantienen varios trabajos en memoria, cuando uno hace E/S se escoge otro para ocupar la CPU l Mejora el rendimiento de los computadores l Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 9 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Evolución de los SOs n Esquema de la Memoria en sistemas Multiprogramados Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 10 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Evolución de los SOs n Tiempo compartido Se conmuta rápidamente entre los procesos en ejecución l Permite que varios usuarios puedan interaccionar con sus trabajos simultáneamente n Sistemas multiprocesadores l Consisten en varios procesadores compartiendo memoria l Aplicaciones: fiabilidad, rendimiento, coste n Sistemas distribuidos l Están formados por equipos autónomos conectados entre sí por líneas de alta velocidad (ej. red local) l El SO debe proporcionar transparencia en el acceso de los recursos de cualquier equipo n Sistemas en tiempo real l Las tareas poseen requisitos estrictos de tiempo l El SO debe prescindir de algunos componentes para asegurar los requisitos de tiempo l Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 11 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Tema 8. 3: Componentes de un SO

Gestión de Procesos n Un proceso es un programa en ejecución. Es una unidad de trabajo en el sistema. n Programa es una entidad pasiva mientras que proceso es una entidad activa n Los procesos necesitan recursos para realizar sus tareas: CPU, memoria, E/S, archivos, etc. n El sistema operativo realiza las siguientes operaciones con los procesos: l Crea y elimina procesos l Suspende y reanuda procesos Provee mecanismos para la sincronización de procesos l Provee mecanismos para la comunicación entre procesos l Provee mecanismos para la gestión de interbloqueo l Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 13 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Gestión de la Memoria Principal n La memoria principal es un recurso al que la CPU puede acceder directamente n Los programas deben estar en memoria antes de poder ser ejecutados n El SO gestiona la memoria y para ello debe ser capaz de: l Llevar el control de las partes de memoria usadas en cada momento y de quién las usa l Decidir qué procesos o datos se cargan o se liberan de la memoria l Asignar y liberar espacio de memoria conforme se necesite Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 14 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Gestión de Ficheros n Un fichero es una representación lógica uniforme que hace el SO del almacenamiento de información. n De esta forma el SO abstrae las propiedades físicas de los dispositivos de almacenamiento n Los archivos se suelen agrupar en directorios n Las tareas que el SO realiza en relación a la gestión de ficheros son: l Crea y elimina archivos y directorios l Proporciona primitivas para la manipulación de archivos y directorios l Establece una correspondencia entre los archivos y el almacenamiento secundario l Controla los accesos de usuarios y programas a los archivos Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 15 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Gestión del Sistema de E/S n Un propósito del SO es ocultar los detalles de los dispositivos hardware al usuario n El sistema de E/S se encarga de: l Planificar las peticiones de E/S para mejorar el rendimiento l Gestionar la memoria de E/S incluyendo 4 caching: almacenamiento de datos en dispositivos de acceso rápido para mejorar el rendimiento 4 buffering: almacenamiento de datos temporalmente mientras se transfieren Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 16 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Gestión de Almacenamiento Secundario n En los dispositivos de almacenamiento secundario se suelen encontrar los datos permanentes y los que no caben en la memoria principal n La gestión correcta de este recurso es muy importante para un computador n El SO se encarga de las siguientes actividades: Administración del espacio libre l Asignación de almacenamiento l Planificación del disco l Formateo de discos l Control del sector de arranque l Manejo de bloques defectuosos l Administración del espacio de intercambio l Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 17 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Trabajo con Redes n Los procesadores de un sistema distribuido se conectan por medio de redes de comunicaciones n Cada máquina de la red puede ser diferente y cada una de ellas posee en general distintos recursos n El SO debe permitir el acceso a los recursos de las máquinas conectadas a la red Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 18 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Sistema de Protección n La protección se refiere a cualquier mecanismo para controlar el acceso de los procesos o usuarios a los recursos definidos por el SO n La memoria y los dispositivos de E/S están protegidos n Existen instrucciones de máquina privilegiadas (sólo las debe ejecutar el SO) n Los sistemas distinguen los usuarios para determinar lo que puede hacer cada uno l Cada usuario posee un identificador: nombre y número l El identificador se asocia con todos los ficheros y procesos del usuario para determinar el control de acceso l Los usuarios se pueden agrupar formando grupos con los mismos permisos Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 19 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Intérprete de comandos n Es uno de los programas más importantes del SO n Actúa de interfaz entre el usuario y el SO n Diversos tipos de shell: Gráficos: fáciles de usar (ej. basados en ventanas) l Texto: muy potentes pero más difíciles de usar n Las órdenes emitidas al intérprete de comandos sirven para: l Administrar procesos l Manejar la E/S l Administrar el almacenamiento secundario l Gestionar la memoria principal l Acceder al sistema de ficheros l Proteger el sistema l Trabajar con redes l Fundamentos de los Computadores (ITT, Sist. Electr. ), 2005 -2006 Tema 8: 20 Silberschatz, Galvin and Gagne © 2005

Fin del Tema 8