salvaje sistemas operativos

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Sistemas Operativos I

Tema 1

Introduccin a los sistemas operativos

Equipo de sistemas operativos DISCA / DSIC UPV

Objetivos1.- Presentar el concepto de sistema operativo. 2.- Describir las funciones que debe llevar a cabo cualquier sistema operativo actual. 3.- Dar una visin general de la historia de los sistemas operativos que ayudar a entender cundo y por qu se introdujeron estas funciones en el sistema. 4.- Presentar el concepto de llamada al sistema como mecanismo necesario para obtener los servicios de ste. 5.- Presentar el intrprete de rdenes como ejemplo ms importante de programa del sistema.

Sistemas Operativos I (00-01)

Introduccin a los Sistemas Operativos

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Introduccin a los sistemas operativos?

ndice?

1.- Concepto de sistema operativo 2.- Funciones del s.o.? ? ? ? ?

Bibliografa?

W. Stallings.Operating Systems, 3 ed. ?Tema 2.

Gestin de procesos Gestin de la memoria Gestin de ficheros Gestin de la red Proteccin

?

A. Silberschatz, P. B. Galvin.Sistemas Operativos. 5 ed. ?Temas 1 y 3

3.- Evolucin de los sistemas operativos? ? ? ? ? ? ?

Primeros sistemas Sistemas por lotes (batch) Sistemas multiprogramados Sistemas de tiempo compartido Sistemas Unix Sistemas para PC Tendencias actuales

4.- Llamadas al sistema 5.- Programas del sistemaSistemas Operativos I (00-01) Introduccin a los Sistemas Operativos 3

Contenidos?

1.- Concepto de sistema operativo2.- Funciones del s.o.Gestin de procesos ? Gestin de la memoria ? Gestin de ficheros ? Gestin de la red ? Proteccin

3.- Evolucin de los sistemas operativosPrimeros sistemas ? Sistemas por lotes (batch) ? Sistemas multiprogramados ? Sistemas de tiempo compartido ? Sistemas Unix ? Sistemas para PC ? Tendencias actuales?

4.- Llamadas al sistema 5.- Programas del sistemaSistemas Operativos I (00-01) Introduccin a los Sistemas Operativos 4

1.- Concepto de sistema operativo?

Sistema operativo Programa que acta como interfaz entre los usuarios y el hw del computador. Objetivos:?

Comodidad: Facilitar el uso de la mquina a los usuarios, proporcionando un entorno cmodo para el desarrollo y ejecucin de programas y para el acceso a los recursos de la mquina. Eficiencia: El s.o. debe administrar los recursos (hw y sw) de la mquina de forma que se aprovechen de la manera ms conveniente.

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1.- Concepto de sistema operativoUsuario 2 Usuario 1 Usuario n

compilador editor

sistema de bases de datos

Programas del sistema y aplicaciones

Sistema Operativo

Hardware

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1.- Concepto de sistema operativo?

Conceptos de sistema operativo 1.- Mquina extendida: Los recursos hw son difciles de manejar y programar (especialmente la E/S). El s.o. debe ocultar la complejidad del hw y proporcionar una interfaz sencilla de utilizar. 2.- Gestor de recursos: En un computador los programas en ejecucin deben compartir los recursos disponibles que son limitados (CPU, memoria, dispositivos de E/S, etc.). El s.o. establece la poltica que determina a quin, cundo, cunto tiempo y la cantidad de recurso que asigna.

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1.- Concepto de sistema operativo?

Conceptos bsicos?

Ncleo del s.o.: Parte residente del s.o.: se carga al arrancar la mquina y se mantiene siempre en memoria. Procesos de usuario: Aplicaciones hechas por programadores que se ejecutan sobre el s.o. Piden los servicios del s.o. invocando llamadas al sistema. Llamadas al sistema: Interfaz formada por un conjunto de servicios que el s.o. ofrece a los procesos de usuario. Programas del sistema: Utilidades del s.o. que se ejecutan como procesos de usuario (fuera del ncleo). Ejemplos:?Editores, compiladores, montadores, ... ?Programas o ventanas para manipulacin de ficheros y directorios (copy, mkdir, ...) ?Programas de acceso a la red

shell

compilador

copy

Procesos de usuario Llamadas al sma.

?

Ncleo del s.o.Hardware

?

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1.- Concepto de sistema operativo?

Modos de ejecucin?

La mayor parte de los procesadores actuales tienen como mnimo dos modos de funcionamiento o modos de ejecucin:?Supervisor o privilegiado: En este modo es posible acceder a todo el juego de instrucciones del procesador. Con ello se pueden utilizar todos los recursos, y realizar ciertas acciones tales como programar los controladores de dispositivo, atender interrupciones, programar la unidad de gestin de memoria (MMU), etc. ?Usuario: En este modo no se pueden utilizar las instrucciones del procesador relacionadas con la E/S, la gestin del modo de ejecucin, la gestin de la memoria y otras. Estas instrucciones se catalogan como privilegiadas.

?

En el modo supervisor nicamente se ejecuta el sistema operativo. Por tanto es el nico programa que tiene control y acceso a todos los recursos de un equipo. En el modo usuario se ejecutarn todos los dems programas. Para utilizar los recursos no accesibles en modo usuario (aquellos que requieran instrucciones privilegiadas), se debern realizar llamadas al sistema.Introduccin a los Sistemas Operativos 9

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Contenidos1.- Concepto de sistema operativo

2.- Funciones del s.o.Gestin de procesos ? Gestin de la memoria ? Gestin de ficheros ? Gestin de la red ? Proteccin?

3.- Evolucin de los sistemas operativosPrimeros sistemas ? Sistemas por lotes (batch) ? Sistemas multiprogramados ? Sistemas de tiempo compartido ? Sistemas Unix ? Sistemas para PC ? Tendencias actuales?

4.- Llamadas al sistema 5.- Programas del sistemaSistemas Operativos I (00-01) Introduccin a los Sistemas Operativos 10

2.- Funciones del sistema operativo?

Funciones del s.o. Las funciones ms importantes que lleva a cabo un s.o. se pueden clasificar en:? ? ? ? ? ?

Gestin de procesos. Gestin de memoria. Gestin del sistema de ficheros. Gestin de dispositivos de E/S. Gestin de la red. Proteccin.

cada una de ellas viene caracterizada por una serie de abstracciones que se han desarrollado para resolver las dificultades de los problemas prcticos.Sistemas Operativos I (00-01) Introduccin a los Sistemas Operativos 11

2.- Funciones del sistema operativo?

Gestin de procesos Es importante diferenciar entre proceso y programa:?

Programa: Lista de instrucciones. Ente pasivo. Se almacena en ficheros. Proceso: Ejecucin de un programa. Ente activo. La ejecucin de un programa requiere que ste se cargue, previamente, en memoria.Compilacin programa objeto Enlace programa ejecutable

?

programa fuente

procesoBiblioteca de mdulos objeto

programa ejecutable

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2.- Funciones del sistema operativo?

Gestin de procesos (ii)?

Problemtica de implementacin de procesos?Ejecucin concurrente: Simular la ejecucin paralela de varios programas sobre un nico procesador (repartiendo para ello el tiempo del procesador entre los procesos). ?Planificacin de procesos: Determinar a qu proceso se le asigna el procesador en cada instante.

Tema 3

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Funciones para la gestin de procesos:?Creacin y eliminacin de procesos. ?Comunicacin y sincronizacin de procesos.

Tema 4

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2.- Funciones del sistema operativo?

Gestin de la memoria

SO2

La gestin de memoria se encuentra normalmente asociada a la gestin de procesos: para ejecutar un proceso es necesario asignarle memoria y cargarlo en ella; cuando finaliza su ejecucin, la memoria debe ser liberada.?

Problemtica para la gestin de memoria?Aislamiento del proceso: Cada proceso debe tener una zona de memoria independiente que no puede ser interferida por otros procesos. ?Asignacin de la memoria: Llevar el control de las zonas de memoria libres y ocupadas y la zona de memoria asignada a cada proceso. ?Memoria virtual: Tcnica que permite direccionar la memoria desde un punto de vista lgico, sin depender del tamao o la ubicacin de la zona de memoria que finalmente se asigne al proceso.

?

Funciones de gestin de memoria: La gestin de memoria es transparente al programador: la asignacin y la liberacin se hacen automticamente con la creacin y eliminacin de procesos.

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2.- Funciones del sistema operativo?

Gestin de ficheros?

SO2

Fichero: Abstraccin para definir una coleccin de informacin no voltil. Su objetivo es proporcionar un modelo de trabajo sencillo con los discos. Problemtica de la implementacin de ficheros?Organizacin del sistema de ficheros: directorios ?Asignacin de espacio en disco a la informacin (de manera no necesariamente contigua). ?Gestin del espacio libre y ocupado en disco. ?Proteccin.

?

?

Funciones para la gestin de ficheros:?Creacin y eliminacin de ficheros y directorios. ?Manipulacin de ficheros y directorios (lectura, escritura, copia, ...).

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2.- Funciones del sistema operativo?

Gestin de dispositivos de E/S

SO2

La gestin de la E/S tiene como objetivo proporcionar una interfaz de alto nivel de