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título¡Unidad 3 software del

sistema operativo!

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• El sistema operativo desempeña un papel vital que permite que los usuarios interactúen con un sistema computacional, tales como administrar dispositivos, administrar memoria, compartir recursos y controlar los procesos.

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Las Capas de Software

• Los sistemas de software están compuestos de múltiples capas.

• En la ciencia de la computación, los principios subyacentes a dichos beneficios se conocen como encapsulación y abstracción.

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Encapsulación y Abstracción

• La Encapsulación significa que cada capa necesita una cantidad limitada de conocimiento para hacer su tarea, y ninguna otra capa tiene acceso a esa información.

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• En el mundo del software, la encapsulación significa que el programa de procesador de palabras no necesita saber cómo controlar las unidades de disco para abrir o guardar los archivos; hay capas de software por debajo que manejan esos detalles.

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• Al existir abstracciones bien definidas en cada capa, una implementación puede ser reemplazada por otra sin afectar las capas superiores e inferiores.

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Capas de Software

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El Hardware,

• Es la capa más baja de la computadora: los componentes físicos que lo constituyen. En realidad hay varias capas dentro del hardware, ya que la computadora está hecha de tableros de circuitos, los tableros contienen múltiples chips, los chips están compuestos de varios circuitos, y los circuitos están compuestos de transistores

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El BIOS,

• Basic Input/Output System (Sistema Básico de Entrada/Salida), es la capa más fundamental del software. Esta capa trabaja directamente con las señales que controlan los componentes del hardware. La mayor parte de su trabajo se lleva a cabo cuando se prende la computadora.

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Controladores de los Dispositivos

• (Drivers) Son los programas que ayudan al sistema operativo a comunicarse con los dispositivos de modelos específicos. Para agregar un dispositivo nuevo al hardware es necesario que esté instalado el controlador del dispositivo en el disco duro

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• El controlador del dispositivo de un disco duro, por ejemplo, sabe cuantas pistas tiene el disco y los comandos que debe enviar a la unidad de disco para que el brazo se mueva a una pista específica para escribir o leer datos..

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El núcleo

• Es el corazón del sistema operativo y desempeña las funciones cruciales para que todo se mantenga operando. Administra la memoria, programa la secuencia de las tareas, y maneja los diferentes tipos de interrupciones que pueden ocurrir.

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El núcleo

• El núcleo debe permanecer siempre en la memoria RAM y debido a su naturaleza, debe correr sin algunos de los mecanismos que protegen contra instrucciones erróneas o accesos ilegales de memoria

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Sistema operativo

• La capa restante del sistema operativo es mucho más grande que el núcleo. Esta capa lleva a cabo todas las demás funciones que un sistema operativo debe realizar. Por ejemplo, incluye un sistema de archivos para administrar las carpetas (folders) y los archivos en un

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La Interfaz del Programa de Aplicación, o API

• Es la capa mediante la cual los programas del usuario (aplicaciones) se comunican con el sistema operativo. El sistema operativo es responsable de estar al tanto de qué programas están usando qué partes de memoria en un momento dado.

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La Interfaz del Programa de Aplicación, o API

• Para la administración de la memoria, el sistema operativo define una abstracción conocida como llamada API. El diseñador de la aplicación tiene que saber cual llamada API usar para pedir memoria adicional

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Las Bibliotecas de Ejecución

• (Run-time) son colecciones de rutinas de software de las que dependen los programas de aplicación. En un programación C para abrir un archivo y leer datos, puedes hacer uso de las funciones integradas fopen y fscanf. Las funciones son llamadas de una biblioteca de rutinas de entrada y salida llamadas stdio.

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La capa de Interfaz del Usuario

• La capa de Interfaz del Usuario es responsable de la comunicación entre la aplicación y el usuario. Típicamente es una interfaz de usuario gráfico (GUI) compuesta de botones y menús desplegables.

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scripts o macros

• Muchas aplicaciones permiten a los usuarios crear scripts o macros. Estas son rutinas que utilizan el conjunto de comandos de la aplicación para realizar una tarea determinada. Los scripts y macros permiten a los usuarios automatizar las secuencias de acciones que llevan a cabo con frecuencia

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scripts o macros

• Los scripts están localizados en la capa superior a la de la jerarquía de aplicación ya que están construidos por comandos de la capa de la aplicación.

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Bios

• El sistema BIOS desempeña tres grandes funciones: inicializa el equipo de cómputo cuando se prende la computadora, carga el sistema operativo y provee el soporte básico para los dispositivos como el teclado, el ratón y los puertos seriales

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Bios

• El sistema BIOS siempre está presente, pero solo es visible cuando se prende la computadora. Después del inicio, el sistema operativo toma el control.

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• Al prender la computadora no hay sistema operativo en la memoria. La memoria RAM está vacía. El sistema BIOS debe residir en otro tipo de memoria para llevar a cabo su función. El BIOS reside en un chip del la memoria ROM (memoria de sólo lectura) en la tarjeta principal

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• Al encender la computadora, el procesador automáticamente ejecuta las instrucciones del ROM. Lo primero que hace el BIOS es copiarse del ROM al RAM. A partir de ese momento, le dice al procesador que tome todas sus instrucciones de la RAM.

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• Otro tipo de memoria que el BIOS utiliza es la memoria CMOS. El CMOS Semiconductor de Óxido de Metal Complementario) es una tecnología de chip que utiliza muy poca energía. En la tarjeta principal se incluye una cantidad pequeña de memoria CMOS, por lo general 64 bytes, para almacenar los parámetros de configuración de BIOS que controlan el equipo de cómputo.

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Ahora puedes ver lo importante que es que el CMOS consuma poca energía. El mayor inconveniente de la tecnología CMOS es que es más lento que el DRAM regular. Sin embargo, esto no es tan importante si la memoria CMOS solamente almacena la configuración de parámetros BIOS, ya que el contenido sólo se utiliza en el arranque de la computadora.

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• Al encender la computadora, el BIOS inicia su ejecución con el examen POST ("Power-On Self Test" o Examen de Encendido). Primero, el BIOS habilita la tarjeta de video (la pantalla brilla) y se despliega información básica así como el tipo de tarjeta de video instalada, el nombre del fabricante del BIOS y la versión del BIOS.

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• Después determina la cantidad de DRAM instalado en el sistema y puede hacer un examen de memoria. Este examen depende de un parámetro en la configuración del BIOS. (En los sistemas de mucha memoria, se puede desactivar el examen de memoria para producir un encendido más rápido.

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• La configuración de la memoria y los resultados de los exámenes se desplegarán en la pantalla. El BIOS verifica cuales tarjetas de expansión y adaptadores están presentes y los inicializa.

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• Para concluir la secuencia POST, el BIOS despliega la información de la configuración del sistema, así como el tipo de procesador instalado, la información de la memoria caché, los tipos de unidades de disco, las direcciones de los puertos seriales y paralelos y la lista de otras tarjetas de expansión detectadas.

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• Una vez que se finaliza la secuencia POST, el siguiente trabajo del BIOS es cargar el programa que a su vez cargará al sistema operativo. Para hacer esto es necesario que BIOS conozca suficiente sobre las unidades de disco para poder leer un grupo de datos llamados Registro de Inicio Maestro (Master Boot Register), o MBR.

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• De manera convencional el MBR se encuentra en la primera pista del disco. El programa MBR carga al sistema operativo y lo empieza a operar

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• Para encontrar el sistema operativo, el BIOS sigue un orden de búsqueda. Empieza buscando en la unidad A, si el disco no contiene el MBR, busca en la unidad de disco B. Si no tiene éxito, busca el MBR en la unidad de disco C, la cual normalmente es el disco duro principal. Y así continua hasta encontrarlo.

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Modificando la Configuración del BIOS

• Para modificar la configuración del BIOS, es necesario entrar al programa de instalación del BIOS durante la secuencia de inicio. Esto se hace oprimiendo una tecla o una combinación de teclas, tal como F2 o ALT+CTRL+ESC.

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Modificando la Configuración del BIOS

• La nueva configuración se almacena en la memoria CMOS para que esté disponible la siguiente vez que se prenda la máquina. Al modificar la configuración del BIOS se debe hacer con mucho cuidado ya que una configuración incorrecta puede causar que la computadora ya no funcione.

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Control de Proceso

• Otra tarea del sistema operativo es estar al tanto de todos los procesos que tratan de ejecutarse en un momento dado, asegurando de que cada proceso tenga oportunidad de ejecutarse continuamente. Un proceso es una instancia de un programa que se está ejecutando.

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Control de Proceso

• El proceso incluye un conjunto de páginas de memoria, un conjunto de descriptores de archivos abiertos (si es el caso de que el proceso haga entradas/salidas), un identificador de proceso y algunas cosas más. El núcleo del sistema operativo mantiene una lista de cada proceso que se está ejecutando en el sistema.

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Control de Proceso

• Esto incluye todos los programas que el usuario está ejecutando, aparte de varios programas que implementan partes del sistema operativo fuera del núcleo, tal como el soporte a impresoras y a la red.

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Control de Proceso

• Cada proceso se puede encontrar en cualquiera de los siguientes estados: ejecutando, ejecutable o bloqueado. Solamente se puede ejecutar un proceso a la vez; muchos pueden ser ejecutables. Un proceso bloqueado es un proceso que se encuentra esperando a que ocurra algún evento.

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Control de Proceso

• Por ejemplo, la cola de impresión está bloqueada la mayor parte del tiempo; solo se convierte en ejecutable cuando un usuario selecciona el comando Imprimir, el cual activa el proceso.

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Control de Proceso

• En una computadora con sistema operativo Windows puedes ver la lista de tareas y procesos que se están ejecutando al invocar al Administrador de Tareas (Task Manager). (En Windows, una tarea es una aplicación que el usuario ejecuta y aparece en la barra de tareas. Una tarea se lleva a cabo por medio de uno o más procesos.).

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Control de Proceso• En una computadora con sistema operativo

UNIX, los comandos ps y top despliegan la información sobre los procesos.

• El núcleo del sistema operativo mantiene una cola (queue), también conocida como cola de ejecución, o lista de espera de procesos ejecutables. Para dar la impresión de que todos los procesos corren simultáneamente, utiliza multitarea prioritaria

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Control de Proceso• Las interrupciones del reloj le permiten al

núcleo la oportunidad de revisar la cola y ver si se le debe dar oportunidad de ejecutar algún otro proceso. En caso que sí, el estado del proceso que corría en ese momento se baja del estado ejecutando a ejecutable; se anota el progreso de su ejecución y los contenidos de sus registros se almacenan para que se pueda continuar en un futuro.

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Control de Proceso

• Los procesos bloqueados también generan este tipo de interrupciones, pero la respuesta a la pregunta anterior siempre es un sí. Después, otro proceso de la cola se selecciona para ejecutarse. Si el núcleo cambia de procesos con suficiente frecuencia, ante los ojos del usuario parece como que todos los procesos se están ejecutando al mismo tiempo

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Control de Proceso

• El hecho de cambiar entre un proceso y otro requiere de un intercambio de contexto (context switch), el cual toma tiempo. Para llevar a cabo un intercambio de contexto, el procesador debe limpiar la secuencia de instrucciones que está ejecutando, almacenar sus contenidos, cargar una nueva tabla de página, etc

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Control de Proceso

• Los sistemas operativos modernos ejecutan procesos ligeros, llamados hilos (threads), que tienen el mismo espacio para la dirección y comparten las mismas descripciones de archivos

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3.2 Administración y Configuración de Dispositivos

• Otra función del sistema operativo es administrar los dispositivos de entrada y salida que están instalados en la computadora. Para tener control del equipo de cómputo a este nivel se requiere de la interacción entre el núcleo del sistema operativo, los controladores de los dispositivos y el BIOS

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Interrupciones

• El manejo de las interrupciones es una de las tareas más importantes del núcleo (kernel) del sistema operativo. Una interrupción le señala al procesador que un evento ha ocurrido y que requiere de atención inmediata. A menudo las interrupciones están asociadas con una operación de entrada/salida.

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Interrupciones

• El núcleo identifica lo que causó la interrupción y responde de manera apropiada. Debe actuar con rapidez. Debe administrar cada interrupción en menos de una milésima de segundo para evitar la pérdida de información debido a la siguiente interrupción.

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• A continuación se explica cómo responde a una interrupción de teclado; lo cual ocurre cada vez que oprimes una tecla. Antes de que oprimas una tecla el procesador está ocupado ejecutando algún otro programa.

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• En ese momento, teclas "http". Al oprimir la letra "h", el teclado le trasmite un byte de datos a la interfaz PS/2 del teclado en la tarjeta principal. La interfaz interrumpe al procesador para pasarle el byte de datos al controlador del dispositivo. Esto se debe hacer rápidamente antes de que oprimas la letra "t" para que no se pierda la información de la siguiente letra que se teclea.

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• La interfaz del teclado le manda al procesador una señal llamada IRQ (interrupt request) o petición de interrupción. Cuando el procesador recibe la señal, detiene la ejecución del programa de aplicación (en nuestro caso un editor de página de Web), y toma nota de la dirección de la última instrucción que se ejecutó.

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• Enseguida, se va a la dirección del administrador de interrupciones del teclado, y comienza la ejecución de las instrucciones que encuentra allí. Debido a que el registro del procesador contiene los datos del programa que el usuario estaba manipulando antes, el administrador de las interrupciones debe almacenar los contenidos de ese registro antes de poder usarlo.

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• Una vez que se almacenaron los registros, está libre para examinar el estado de la interfaz del teclado y aceptar el byte de datos de entrada. Coloca el byte en un área de almacenamiento que el controlador de teclado revisará en su siguiente corrida, probablemente en el siguiente milisegundo

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• Luego, el administrador de interrupciones restituye el contenido de los registros previamente almacenados y le transfiere el control a la tarea que se estaba ejecutando anteriormente (en este caso la aplicación de edición de página de Web), y continúa su ejecución partiendo del lugar en el que se quedó al ocurrir la interrupción.

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Prioridad de Interrupciones e Interrupciones Anidadas

• El procesador asigna prioridades a los diferentes tipos de interrupciones. Los dispositivos de baja velocidad, como el teclado, tienen baja prioridad. Los dispositivos de alta velocidad como el disco SCSI tienen prioridad alta ya que para funcionar de manera óptima requieren de una respuesta rápida.

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• El administrador de interrupciones solo permite que una interrupción sea interrumpida por una de mayor prioridad.

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Trampas y Fallas• Una trampa (trap) es un evento similar a

una interrupción. La diferencia es que la trampa es provocada por la ejecución de instrucciones del procesador mientras que la interrupción la provoca una señal externa.

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Trampas y Fallas• Un ejemplo es la división entre cero. Si un

programa de usuario trata de dividir un número entre cero, los resultados no tienen sentido y la ejecución no puede continuar de manera segura. De manera similar al manejo de la interrupción, el procesador se "traba”.

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Trampas y Fallas• El administrador de trampas puede

imprimir un mensaje de error y terminar el programa del usuario, o puede responder de otra manera, tal como forzar a que el resultado de la instrucción de la división sea 0 permitiendo que el programa continúe ejecutándose

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• Un tercer tipo de evento se conoce como falla (fault). Una falla ocurre cuando se le pide al equipo de cómputo que haga algo que no puede hacer, tal como acceder una localización de memoria inexistente. (Los programadores del lenguaje C que utilizan apuntadores probablemente vean este tipo de falla de "memoria inexistente" al depurar su código.).

3.2.2 Atributos del Hardware• Cada dispositivo debe tener su controlador

en el sistema operativo para administrar los comandos, la transferencia de datos, y las condiciones de error que ocurren. Cada sistema operativo especifica la interfaz que debe utilizar el controlador de un dispositivo. Esto significa que cada dispositivo particular debe tener un controlador para el sistema operativo en el que se va a utilizar, para que funcione adecuadamente.

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• Los controladores pueden estar incluidos en los archivos de distribución del sistema operativo o pueden ser incluidos por el fabricante del dispositivo. Cuando sale al mercado un sistema operativo como Windows, se prueban e incluyen muchos de los dispositivos (impresoras, módems, escáneres) populares

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• Es una buena idea consultar en el sitio de Internet de la compañía para verificar si existe una versión actualizada del controlador.

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Memoria Virtual

• Una de las tareas más importantes del núcleo (kernel) del sistema operativo es la administración de la memoria del sistema.

• Los sistemas operativos modernos, así como Windows y Linux, manejan la memoria virtual, la cual aumenta la flexibilidad de los programas.

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• En los sistemas operativos antiguos, todos los programas se ejecutaban en espacio de direcciones reales, ya que no había espacio de direcciones virtuales.

• Relocalización de la memoria.

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Memoria Virtual

• En un sistema de memoria virtual, cada programa se ejecuta en su propio espacio de dirección. De ese modo, cuando un programa se carga en memoria, no es necesario relocalizar. Un espacio de dirección virtual puede ser más grande o más pequeño que la memoria física del procesador.

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Memoria Virtual

• Para que funcione este esquema, se requiere del soporte del equipo de cómputo para la memoria virtual. Primero, la memoria se divide en partes llamadas páginas. Una página es la unidad más pequeña de memoria que se le puede asignar a un programa.

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Memoria Virtual

• En las plataformas de Pentium, una página es de 4KB. En segundo lugar, el procesador debe tener la habilidad de convertir una dirección virtual en una real

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• Los procesadores que soportan memoria virtual, tal como Pentium, pueden ejecutarse en dos diferentes modos. En modo real, las direcciones hacen referencia a las posiciones físicas de la RAM. Solamente el núcleo puede correr en modo real.

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• En el modo virtual, cada dirección se convierte a una posición física de memoria por medio de una tabla de páginas. La tabla de páginas le asigna su dirección real en RAM a cada página en el espacio de dirección virtual.

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• Cuando el programa del usuario está en modo virtual, siempre se hace la traducción de direcciones. Toda referencia de memoria se traduce. Esto sucede muy rápidamente debido a que la traducción tiene lugar en el chip del procesador.

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• Usando el esquema de memoria virtual, cada programa tiene su tabla de páginas y el núcleo lo maneja. Además, la memoria física asignada al programa no tiene que ser contigua.

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• Con un poco de ayuda del hardware, podemos llevar este esquema un paso más adelante y separar por completo a la memoria virtual de la RAM. Digamos que no deseamos cargar el programa entero al RAM al mismo tiempo, y cargamos solo unas cuantas páginas.

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• Los circuitos de traducción revisan la tabla de página y se encuentran con un marcador "no está en RAM" y se genera una falla de página (page fault). Esta es un tipo de interrupción. El procesador detiene la ejecución del programa del usuario y le pasa el control al núcleo del sistema operativo.

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• Cada vez que el proceso hace referencia a una página que se encuentra en disco, la página se mueve a la memoria RAM. Cuando el proceso no ha hecho referencia a una página por algún tiempo, esta se puede pasar al disco.

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• Una desventaja de utilizar disco duro para la memoria virtual, es que mantiene al disco duro tan ocupado que se puede retrasar el acceso a otros archivos.

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Compartir Archivos e Impresoras • En una red, los archivos también se

pueden compartir entre usuarios. Algunos archivos deben de ser privados; sin acceso para los demás usuarios.

• Las impresoras se comparten entre los programas de aplicación, entre usuarios y entre computadoras.

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• Cuando se va a imprimir un archivo, se manda a la parte del sistema operativo que mantiene la cola de las peticiones de impresión llamada servidor de impresión. El servidor procesa las peticiones una por una.

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• Al llegar la petición, se almacena en el disco. El proceso es conocido como gestión de la cola de impresión (spooling). "Spool" por Operación Simultánea de Periférico en Línea, Simultaneous Peripheral Operation Online, en inglés.

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Organización de Archivos • Uno de los principales usos de las

computadoras es para almacenar y obtener información. La información está almacenada en uno o más "archivos", los cuales a su vez están organizados en "carpetas".

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Organización de Archivos • El sistema de archivos de Microsoft

Windows utiliza cuatro clases de entidades: archivos, carpetas, unidades de disco (drives), y accesos directos (shortcuts).

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Organización de archivos en el sistema operativo Windows

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Archivos

• Cada archivo contiene datos. A un archivo asociado con una aplicación en particular, tal como Microsoft Word, Excel o PowerPoint, se le denomina documento. Cada archivo tiene un nombre. En Windows, los nombres de archivos pueden extenderse hasta 255 caracteres y pueden contener letras, números y caracteres especiales incluyendo espacios

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Archivos

• Aunque Windows permite el uso de letras mayúsculas y minúsculas en el nombre de un archivo, la distinción se ignora por el sistema de documentos. Entonces, si creas un archivo llamado Amigos, podrás accederlo como amigos o AMIGOS o AmIgOs. Otros sistemas operativos, como Unix/Linux, son sensibles a las letras mayúsculas.

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• Cada archivo tiene un conjunto de propiedades asociadas. el tipo de archivo, el cual indica a Windows qué aplicación debe usarse para abrirlo. el tamaño del archivo, el día y hora en que se creó, y la fecha y hora de la última modificación.

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• Puedes ver las propiedades de un archivo haciendo clic con el botón derecho del ratón sobre el icono del archivo y seleccionar Propiedades del menú que aparece.

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Carpetas

• Los documentos se almacenan en carpetas. Las carpetas tienen nombre y propiedades y se encuentran dentro de otra carpeta llamada directorio padre. Esto proporciona al sistema de archivos una estructura jerárquica, como un árbol genealógico. De esto proviene el término "padre”. El más alto en la jerarquía de carpetas se llama carpeta raíz.

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Unidades de Disco (Drives)

• Los archivos se encuentran almacenados en una unidad de disco (drive) de la computadora. Una computadora puede tener muchas unidades de disco: unidad A, unidad C, unidad D, unidad E, etc

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Rutas de Acceso (Paths)

• Una ruta de acceso contiene el nombre de una unidad de disco y una secuencia de nombres de carpetas, separadas por diagonales inversas seguido por, si nos referimos a un documento, el nombre del documento mismo.

C:\Dave\1998\ventas.xls.

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• La ruta de acceso hacia el directorio raíz en esta unidad se escribe como C:\.

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Accesos Directos (Shortcuts)

• Un acceso directo (shortcut) representa otra forma de llegar a un archivo. Los accesos directos tienen nombre y se ubican dentro de carpetas, igual que los archivos. Pero un acceso directo no contiene datos. En lugar de ello, la característica del acceso directo es que especifica la ruta de acceso hacia un documento.

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• A este archivo se le llama destino (target) del acceso directo. El destino puede estar en cualquier parte, aún en una unidad de disco diferente al acceso directo. Un acceso directo sólo refiere hacia el destino; no es una copia de éste. Así, cuando abres un acceso directo y editas su contenido, estarás editando el "archivo destino".

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Nombres y Tipos de Archivos

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Tabla de Asignación de Archivos (FAT) y el Sistema de Archivos NT

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• Los discos están divididos en pistas (tracks) y sectores.

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• Los sectores están compuestos por una cantidad fija de bytes, generalmente 512 bytes. Para almacenar un archivo, se le asignan uno o más sectores del disco. Si el archivo solamente tiene una línea o dos de texto, el archivo cabe en una fracción del sector. En dicho caso, el resto del sector se queda sin usar

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• A la parte del sector que no se utiliza la llamaremos espacio vacío (slack space). Un archivo demasiado grande, con millones de bytes, probablemente no pueda ser almacenado en una sola pista. Tal archivo requerirá miles de sectores en varias pistas (no se requiere que sean pistas contiguas)

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• Debido a que por lo general existen cientos o miles de archivos en un disco y cada uno de ellos tiene asignado uno o más sectores, es necesario llevar una organización de archivos.

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• Debido a que los sectores son pequeños, los sistemas computacionales modernos los agrupan en clusters y hacen lectura y escritura a un cluster entero a la vez. Un cluster es la cantidad más pequeña de espacio que cualquier archivo puede ocupar en un disco

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• Un cluster contiene 4, 8, 16, 32 o 64 sectores adyacentes (el número debe ser una potencia de 2). El tamaño de cluster depende de la capacidad del disco, mientras más grande sea el disco, más grande será el tamaño del cluster.

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• Se reserva una pequeña parte del disco a la Tabla de Asignación de Archivos (File Allocation Table -FAT), la cual contiene un registro para cada cluster del disco. Por lo tanto, el FAT es el “mapa” del disco. A cada cluster que forma parte de un archivo se le asigna el número del siguiente cluster de dicho archivo.

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• Esta asignación se la proporciona la tabla FAT. De esta manera, todos los clusters que integran un archivo están encadenados. Si se conoce la dirección del primer cluster del archivo, se pueden encontrar todos los clusters siguientes de la cadena. La tabla FAT le asigna un carácter especial al último cluster indicando que es el último en la cadena.

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FAT16

• La tabla FAT del sistema operativo MS-DOS y de las primeras versiones de Windows usaba 16 bits para cada registro, lo cual permitía 2 16 ó 65,536 clusters. Este esquema se conoce como FAT16.

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FAT16

• Al crecer la capacidad de los discos duros, surgió el siguiente problema: la tabla FAT se hizo muy pequeña como para acomodar a todos los clusters disponibles y solo permitía particiones de máximo 2 GB en disco duro.

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FAT16

• El siguiente cálculo muestra cómo el límite de la partición de 2GB se deriva: 512 (29) bytes por sector * 64 (26) sectores por cluster * 216 clusters en una FAT 16 partición = 231 bytes = 2GB).

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FAT16

• Además, se desperdiciaba mucho espacio en disco con los archivos pequeños que tienen más espacio vacío.

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• Para solucionar el problema de los discos duros con capacidad mayor a 2GB que utilizan la tabla FAT16 se puede dividir el disco en unidades de disco lógicos tales como C, D, y E, cada uno con su propia tabla FAT.

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• Esta solución funciona, pero el usuario se ve forzado a almacenar sus archivos en diferentes unidades de disco lógicos. Otra cosa, si una unidad de disco se satura, ningún archivo de dicha unidad puede crecer, aún cuando exista espacio libre en otra partición del disco.

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FAT32

• Para resolver los problemas mencionados anteriormente, Windows 9x/2000/XP utiliza un sistema de archivos FAT32. En este sistema, se usan 32 bits (4 bytes) por entrada, pero los primeros 4 bits están reservados. Por lo tanto, tiene un total de 2(32-4) = 228 = 268435456 clusters.

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FAT32

• En un sistema de archivos FAT32, se pueden usar clusters más pequeños que los usados en los clusters FAT16. Esto permite una asignación de espacios más eficiente en el drive FAT32. FAT32 tiene capacidad para soportar un disco duro de 2 terabytes.

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Sistema de Archivos NT

• Una mejora a los sistemas de archivo FAT es el Sistema de Archivos NTFS (New Technology File System) utilizado en Windows 2000/NT/XP. En el NTFS, el tamaño del cluster es variable, dependiendo del tamaño de los discos lógicos.

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Sistema de Archivos NT

• El tamaño del cluster se determina automáticamente por la utilería de Formato NTFS, por lo tanto, ofrece cierto nivel de flexibilidad. Esta flexibilidad no está disponible en el FAT16 ni en el FAT32. Estas características permiten una mejor asignación de espacio en disco.

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• El NTFS mantiene la consistencia de datos usando journaling, manteniendo un registro de cada operación de E/S que modifique un sistema de archivos dentro de un disco lógico. Si el sistema falla, la estructura del directorio de archivos puede recuperarse, basada en la historia de las operaciones de E/S desarrolladas en el sistema de archivos

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• Otra característica del NTFS sobre Windows 2000/XP es el Sistema de Archivos Cifrados (Encrypted Files System -EFS). El EFS permite que los datos sean cifrados (encrypted) conforme se vayan guardando en el disco.

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• El NTFS también soporta el control de acceso de datos y privilegios de propiedad, para restringir el acceso sin autorización a los datos, en un ambiente multiusuario.

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Now you know EVERYTHING!