SISTEMAS
OPERATIVOS I
Facilitador: Marcos Espinoza M.
mespinoza@ecotec.edu.ec marcos@ecuaportales.com
Computadora y
Software
¿Qué es una
computadora?
Computadora
• Es un sistema secuencial síncrono complejo que procesa información
• Maneja Información binaria
• Una máquina que almacena y
manipula información bajo el control
de un programa que puede cambiar
¿Qué es un sistema
operativo?
¿Qué es un Sistema Operativo?
• Un programa que controla la ejecución de los programas de aplicación.
• Una interface entre aplicaciones y
hardware.
Arquitectura de la computadora
Capas de un sistema de computación
Operación de un sistema de computación
• Dispositivos de E/S y CPU pueden funcionar concurrentemente.
• Cada controlador de dispositivo está a cargo de un tipo de dispositivo
• Cada controlador de dispositivo tiene un buffer local.
• El procesador mueve datos a/desde memoria principal, a/desde buffers locales.
• E/S mueve información del dispositivo al buffer local.
• Dispositivos informan al CPU que una operación se ha concluido causando una interrupción.
Operación de un sistema de computación
Funciones del Sistema Operativo
• Desarrollo de programas
o Editores y debuggers
• Ejecución de programas
• Acceso a dispositivos de E/S
• Acceso controlado a archivos
• Acceso al sistema
Funciones del Sistema Operativo
• Detección de errores y respuesta
o Errores internos y externos de hardware
• Error de memoria
• Errores de dispositivos o Errores de software
• Errores aritméticos (overflow, div por cero)
• Acceso no permitido a ubicaciones de memoria
o Requerimientos no permitidos de las
aplicaciones
Funciones del Sistema Operativo
• Estadísticas
o Uso de recursos
o Monitores de rendimiento
o Usadas para anticipar futuras mejoras
o Usadas para prioridades
Funciones del Sistema Operativo
• Abstracción de Recursos
• Compartición de Recursos
Funciones del Sistema Operativo
• Responsable de manejar recursos
• Funciona igual que cualquier software de computadora
o Programa que es ejecutado
• Sistema operativo cede el
control del CPU
Sistema operativo como
administrador de recursos
Kernel
• Porción del sistema operativo que está en memoria
• Contiene las funciones más usadas
• También llamado núcleo del
sistema operativo
Organización del sistema operativo
• Componentes del sistema
o Administración de procesos o Administración de memoria o Sistema de E/S
o Archivos y almacenamiento
Administración de procesos
• Un proceso es un programa en ejecución
o Necesita recursos
• Responsabilidades del SO:
o Crear y eliminar de procesos
o Suspender y reanudar procesos o Sincronizar y manejar la
comunicación entre procesos (IPC)
Administración de memoria
• Memoria
o Un arreglo inmenso de bytes
o Datos compartidos entre CPU y E/S
• Responsabilidades del SO:
o Asignar y recuperar memoria o Mantener registro de partes
ocupadas de la memoria.
Utilización eficiente
Administración de E/S
• E/S para interactuar con el usuario
o Terminal de una consola o Redes …
• Responsabilidades del SO:
o Sistema de buffers
o Interfase para drivers de dispositivo
o Drivers para dispositivos específicos de
hardware
Administración de archivos y almacenamiento
• Archivo
o Colección de información definida por su propietario o Datos y programas almacenados como archivos
• Responsabilidades del SO:
o Archivos:
• Manipulación de archivos y directorios
• Mapear archivos en almacenamiento secundario o Disco
• Planificación del disco Arquitectura
Arquitectura del SO
• Diseños :
o Sistemas monolíticos
o Sistemas por capas
o Máquinas virtuales
Sistemas monolíticos
• Diseño para los primeros sistemas de computación
• No se tiene una estructura
• El sistema es una colección de procedimientos
• No existe encapsulamiento de información (módulos, packages, clases)
• Se tiene un procedimiento Principal y un
conjunto de procedimientos para servicios
varios
Sistemas monolíticos
Estructura de MS‐DOS
• MS-DOS escrito para proveer la máxima funcionalidad en el mínimo espacio
o No dividido en módulos
o Aunque hay una cierta estructura,
interfaces y niveles de funcionalidad no
están bien separados
Estructura de sistemas operativos
• MS-DOS escrito para proveer la máxima funcionalidad en el mínimo espacio
o No dividido en módulos
o Aunque hay una cierta estructura, interfaces y niveles de funcionalidad no están bien separados
• UNIX, la versión original tenía una funcionalidad limitada
o El sistema operativo consistía de dos partes:
Programas de sistema y el kernel o Kernel
• Todo lo que está sobre la capa física
• Manejo de memoria, planificación de CPU,
Sistemas por capas
• Organización en una jerarquía de capas.
• La capa n+1 usa (exclusivamente) los servicios provistos por la capa n.
• En ocasiones (optimización) la capa n+1 puede acceder a capas n-k directamente.
• Fácil de extender.
• Una llamada podría propagarse a través
de varias capas
Sistemas por capas
Sistemas por capas
Microkernel
• Mueve la mayor parte de la funcionalidad del kernel al espacio de usuario.
o Comunicación se da usando mensajes.
• Qué debe ir al kernel y qué al espacio de usuario?
o Funciones esenciales
• Espacio de direcciones, seguridad
• Interprocess communication (IPC), Threads
• Planificación
• Beneficios
o Más seguro o Más confiable
Microkernel
Microkernel
Máquinas virtuales
• Hardware es simulado en software
• Todos los recursos se manejan como recursos virtuales
• Sistema operativo individual corriendo con recursos virtuales
• Provee una interfaz que esconde el hardware
• Crea la ilusión de varios procesos
o Cada uno con su propio procesador y memoria
• Los recursos físicos son compartidos para
crear las máquinas virtuales
Máquinas virtuales
Máquinas virtuales: Ventajas y desventajas
• La MV provee protección completa.
o Cada mv está aislada de las demás
o Sin embargo, esto no permite compartir recursos
• Estupendo para investigación
o No se afecta el funcionamiento normal del sistema operativo del computador
• Difícil de implementar
o Copia exacta del hardware
Operación de un sistema de computación
• Dispositivos de E/S y CPU pueden funcionar concurrentemente.
• Cada controlador de dispositivo está a cargo de un tipo de dispositivo
• Cada controlador de dispositivo tiene un buffer local.
• El procesador mueve datos a/desde memoria principal, a/desde buffers locales.
• E/S mueve información del dispositivo al buffer local.
• Dispositivos informan al CPU que una operación se
Taller 2
Investigue y presente en un
documento de no más de tres
páginas las arquitecturas generales de los sistemas operativos
WINDOWS y UNIX.
SISTEMAS
OPERATIVOS I
Facilitador: Marcos Espinoza M.
mespinoza@ecotec.edu.ec marcos@ecuaportales.com
