Duran Vargas Ari Josué Mendoza espinosa diana Cecilia.Paredes Carrillo Nataly.Ramírez Vázquez Julio Cesar Trejo Sánchez Jessica DanielaZagal Domínguez Gloria Eva

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y

CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS.

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

**FUNDAMENTOS DE LA COMPUTACIÓN**

LIC. EN CIENCIAS DE LA INFORMATICA

UNIDAD 5

“THE BOOP´S”

1CM1

5.1 sistema operativo

Es un administrador de recursos; El principal recurso que administran es el

hardware del computador: los procesadores, los medios de almacenamiento, los dispositivos de entrada salida , los dispositivos de comunicación y los datos.

5.1.2 FUNCION Y USOS

La función principal de el sistema operativo es proporcionar una asignación ordenada y controlada de los procesadores, memorias, y dispositivos de E/S para los varios programas que compiten por ellos.

LOS CUATRO ADMINISTRADORES ESENCIALES DE TODO SISTEMA

OPERATIVO SON:

Administrador de memoria. Administrador del procesador. Administrador de dispositivos. Administrador de archivos.

MEMORIA

PROCESADOR

DISPOSITIVOS

ARCHIVO

5.1.3 TRADUCTOR DE LENGUAJES DE PROGRAMACIONTraductoresLos procesadores de lenguajes son aquellos

programas destinados a trabajar sobre una entrada, por la forma como ha sido elaborada, pertenece a un lenguaje particular.

La interpretación es un proceso que consta de un paso, en donde tanto el programa como la entrada le son dados al intérprete y se obtiene una salida.

Un intérprete se puede considerar como un simulador para maquina cuyo lenguaje de máquina” es el lenguaje que se está traduciendo.

Interprete

Código

Salida

Entrada

Programa

Interprete

Traducción y ejecuciónINTERPRETE

Programa

Interprete

Traducción y ejecuciónINTERPRETE

5.2 CONTROL Y MANEJO DE INTERRUPCIONES DENTRO DE UN COMPUTADOR

En los sistemas basados en interrupciones cada uno de los controladores de dispositivos se encarga de un tipo específico de dispositivos (por ejemplo, unidades de disco, unidades de cinta, impresoras, etc.)

Se utilizan para evitar pérdida de tiempo en los procesos por lo que la CPU cambia a tareas.

Funciona de la siguiente manera:

1. La interrupción debe de transferir el control a la rutina de procesamiento de la interrupción

2. Cuando se interrumpe la UPC, esta suspende lo que estaba haciendo y transfiere de inmediato la ejecución a una posición fija (contiene la dirección de inicio donde se encuentra la rutina de procesamiento de la interrupción)

3. La rutina de procesamiento de la interrupción transfiere los datos del buffer local del controlador del dispositivo a la memoria principal. Una vez lograda esta transferencia, la UPC puede continuar con los cálculos interrumpidos.

 Ejemplo de Sistema de computación basado

interrupciones

UCPUCP Controlador de disco

Controlador de disco

Controlador de lector de tarjetas

Controlador de lector de tarjetas

Controlador de la unidad de

cinta

Controlador de la unidad de

cinta

Controlador de memoriaControlador de memoria

MemoriaMemoria

NOTAS: Las arquitecturas complejas de

interrupciones permiten procesar una interrupción mientras se atiende otra (basado en prioridades) .

Se aceptara una interrupción de prioridad más alta aun si esta activa una interrupción de menor prioridad, pero las interrupciones de igual o menor prioridad se enmascaran, o desactivan selectivamente, para evitar interrupciones perdidas o innecesarias.

5.2.2 INTERRUPCIONES DE E/S

Un dispositivo de E/S generara una interrupción al terminar la solicitud de E/S (por lo general es causada por un programa de usuario que solicite E/S).

Esta es posible de 2 formas:1. La E/S se inicia y al terminar, se

devuelve el control al programa del usuario.

2. Se devuelve el control del programa de usuario sin esperar que la E/S termine.

Funciona de la siguiente manera:

1. El S.O primero determina cual fue el dispositivo de E/S que causo la interrupción.

2. Acude, usando un índice, a la tabla de dispositivos de E/S para determinar el estado del dispositivo y modificar la entrada de tabla para reflejar la aparición de la interrupción.

3. Si está en espera alguna otra solicitud para ese dispositivo, el sistema operativo empieza a procesarla.

5. Se devuelve el control desde la interrupción de E/S. Si el programa estaba esperando a que terminara esta solicitud, ahora se puede devolver al control. En caso contrario, se regresa a lo que se estaba haciendo antes de la interrupción de E/S: a la ejecución de programa de usuario, o al ciclo de espera.

Ejemplo de Diagrama de tiempos de interrupciones

Ejecución del proceso de usuarioProcesamiento de la interrupción E/SInactivo transferido

UCPDispositivos

de E/S

Solicitud de E/S

Fin de transferencia

Solicitud de E/S

Fin de transferencia

Ejemplo de Tabla de estado de dispositivos.

Dispositivo: lector de tarjetas 1 estado: inactivoDispositivo: lector de tarjetas 1 estado: inactivo

Dispositivo: unidad de disco 2 estado: inactivoDispositivo: unidad de disco 2 estado: inactivo

Dispositivo: impresora de líneas 3 estado: ocupadoDispositivo: impresora de líneas 3 estado: ocupado

Dispositivo: unidad de disco 1 estado: inactivoO

Dispositivo: unidad de disco 1 estado: inactivoO

Dispositivo: unidad de disco 3 estado: ocupadoDispositivo: unidad de disco 3 estado: ocupado

****

Solicitud para la unidad de disco 3Archivo: xxxOperación: lecturaDirección: 4306Longitud: 2000

Solicitud para la unidad de disco 3Archivo: xxxOperación: lecturaDirección: 4306Longitud: 2000

Solicitud para la impresora de líneas Dirección: 38546Longitud: 1372

Solicitud para la impresora de líneas Dirección: 38546Longitud: 1372

Solicitud para la unidad de discoArchivo: yyyOperación: escrituraDirección: 03458Longitud: 500

Solicitud para la unidad de discoArchivo: yyyOperación: escrituraDirección: 03458Longitud: 500

NOTAS:

Algunos computadores tienen una instrucción de espera especial (wait) que mantienen inactiva la UPC hasta la siguiente interrupción. Las maquinas que no poseen esta interrupción pueden tener un ciclo de espera:

Ciclo: jmp Ciclo Para la mayoría de los dispositivos,

una interrupción, indica la terminación de una solicitud de E/S.

5.2.3 INTERRUPCIONES DE PROGRAMA  Generadas por alguna condición que ocurre

como resultado como una ejecución de instrucción, como sobre flujo aritmético, división por cero, intento de ejecutar una instrucción de maquina ilegal y espacio de memoria permitiendo por el usuario para una referencia externa.

Estas interrupciones no son enviadas directamente a la CPU, sino que se mandan a un circuito integrado cuya función es exclusivamente manejar este tipo de interrupciones. El circuito, es controlado por la CPU utilizando para tal control una serie de vías de comunicación llamadas puertos.

5.2.4 INTERRUPCIONES EXTERNAS

Una interrupción es un evento que altera la secuencia en que el procesador ejecuta las instrucciones.

Las interrupciones externas las generan los dispositivos periféricos, como pueden ser: teclado, impresoras, tarjetas de comunicaciones, etc. También son generadas por los coprocesadores.

Estas interrupciones no son enviadas directamente a la CPU, sino que se mandan a un circuito integrado cuya función es exclusivamente manejar este tipo de interrupciones. El circuito, es controlado por la CPU utilizando para tal control una serie de vías de comunicación llamadas puertos.

5.3 MÉTODOS DE ACCESO

Los primeros sistemas operativos sólo permitían un tipo de acceso a los archivos: acceso secuencial. En esos sistemas, un proceso podía leer todos los bytes o registros de un archivo en orden, comenzando por el principio, pero no podía efectuar saltos y leerlos en otro orden. Lo que sí podía hacerse con los archivos secuenciales era “rebobinados” para poder leerlos tantas veces como se desea. Los archivos secuenciales eran convenientes cuando el medio de almacenamiento era la cinta magnética, no el disco.Cuando comenzaron a usarse los discos para almacenar archivos se hizo posible leer los bytes o registros de un archivo sin un orden específico, o tener acceso a los registros por clave, no por posición. Los archivos cuyos bytes o registros pueden leerse en cualquier orden se denominan archivos de acceso aleatorio, y muchas aplicaciones los necesitan.

ACCESO ALEATORIO Los archivos de acceso aleatorio son

indispensables en muchas aplicaciones, como los sistemas de bases de datos. Si un cliente de una línea aérea lama para reservar un asiento en un vuelo dado, el programa de reservaciones deberá contar con la capacidad de acceder al registro de ese vuelo sin tener que leer primero los miles de vuelos distintos.

Se usan dos métodos para especificar dónde debe iniciar lectura. En el primero, cada operación read de la posición en el archivo donde debe comenzarse a leer.

En el segundo, se cuenta con una operación especial, seek, para establecer la posición actual. Después del seek, el archivo podrá leerse en forma secuencial partir de la posición que ahora es actual.

En algunos sistemas operativos de mainframe viejos, los archivos se clasifican como secuenciales o acceso aleatorio en el momento de crease. Esto permite al sistema emplear técnicas de almacenamiento distintas para las dos clases. Los sistemas operativos modernos n hacen esta distinción; todos sus archivos son de acceso aleatorio en forma automática.

ACCESO DIRECTO A MEMORIA Muchos controladores, en particular a los correspondientes a los

dispositivos de bloque, permiten el acceso directo a memoria o DMA. Es claro que un ciclo programado en la CPU para lectura de bytes desde el controlador, uno a la vez, desperdicia tiempo de la CPU. DMA se ideó para liberar a la CPU este trabajo de bajo nivel. Al utilizarlo, la CPU le proporciona al controlador dos elementos de la información, además de la dirección de bloque en el disco: la dirección de memoria adonde debe ir el bloque y el núcleo de bytes por transferir.

Después de que el controlador ha leído todo el bloque del dispositiovo a su buffer y a colaborado la suma de verificación, copia el primer byte o la palabra a la memoria principal, en la dirección especificada por medio de la dirección de meoria de DMA.entonces incrementa la dirección DMA y decrementa el contador DMA en el número de bytes que acaba de transferir. Este proceso se repite hasta que el contador se anula momento en el cual el controlador provoca una interrupción. Al iniciar su ejecución el sistema operativo, no tiene que copiar el bloque en la memoria.

5.4 MULTIPROGRAMACIÓN

Los diseñadores de sistemas operativos observaron que la mejor forma de aprovechar al máximo el uso del computador parecía ser ejecutar una combinación de diversas tareas y desarrollaron el concepto de multiprogramación.

En el cual varias tareas se encuentran al mismo tiempo en la memoria principal; un procesador se conmuta de una tarea a otra según sea necesario para lograr que avance varia tareas, mientras se mantiene en el uso los dispositivos periféricos.

La razón por la cual se utiliza la multiprogramación es que facilita la programación de una aplicación al dividirla en dos o más procesos. Otra motivación es que, con frecuencia las computadoras grandes proporcionan un servicio interactivo a varias personas, al mismo tiempo, lo que tiene la capacidad de tener a la vez más de un proceso.

Aporta las siguientes ventajas:

* La ya mencionada, varios procesos en ejecución. * Permite el servicio interactivo simultáneo a varios

usuarios de manera eficiente. * Aprovecha los tiempos que los procesos pasan

esperando a que se completen sus operaciones de E/S * Aumenta el uso de la CPU. * Las direcciones de los procesos son relativas, el

programador no se preocupa por saber en dónde estará el proceso dado que el sistema operativo es el que se encarga de convertir la dirección lógica en física.

5.5 TELEPROCESO

La conjunción de la transmisión de datos con el proceso de los mismos se conoce con el nombre de teleproceso el cual se realiza utilizando dispositivos de entrada y salida situados a distancia y bajo el control directo del procesador central.

Con el teleproceso se obtienen las siguientes ventajas: Se evita el transporte de comprobantes, soporte de los

datos a procesar no habiendo posibilidad de extravío. Al tiempo en que en el terminal se edita un comprobante

imprescindible para justificar una operación se esta capturando los datos para el proceso lo que supone un importante ahorro de tiempo que como siempre se traduce en reducción de costes

Evitando la captura posterior de los datos del comprobante imprescindible para justificar una operación se elimina la posibilidad de errores de transcripción.

La celeridad del proceso tener información actualizada en el momento preciso