Sistemas Operativos. 1. Introducción. Administrativas. Administrativas

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1 Administrativas Sistemas Operativos Ricardo Corin - Pedro R. D Argenio Carlos Bederián - Rafael Carrascosa - Edgardo Hames Daniel Moisset - Natalia Bidart (invitada) Gonzalo Bonigo -Andrés Bordese Carlos Budde - Germán Ceballos Horarios: Teórico: Lunes y Miércoles, de 14 a 16, Aula 27 Laboratorio: Lunes y Miércoles, de 16 a 18, Lab 30 (arriba) Reservaremos un horario para consultas sobre el práctico Sistemas colaborativos: Moodle: Toda la info pasa por ahí svn: repositorio para administrar sus laboratorios Bibliografía principal: Sistemas Operativos Modernos, A. Tanenbaum, 3ra ed., Prentice Hall Administrativas Promoción: Aprobar los 2 parciales con un promedio de 8 (ambos con más de 6) Aprobar todos los labs con 6 o más Calificación final: 0.4 * Parcial * Parcial2 + Lab donde Lab es una calificación entre 0 y 3 obtenida a partir del desempeño en los laboratorios. Regularización: Aprobar los 2 parciales con 4 o más Aprobar todos los labs con 6 o más 1. Introducción

2 Una computadora es un sistema complejo que consta de: uno o más procesadores, memoria principal, discos, impresora, monitor, teclado, mouse, interface de red, etc. Administrar y utilizar todas las partes de este sistema de manera correcta y eficiente es un desafío muy serio. Sistemas operativos Puede ejecutar un conjunto limitado de las instrucciones de la máquina Atención: también compiladores, editores, y además ls, passwd, chmod, etc. shell / GUI maneja todos estos recursos => Administrador de recursos provee una interfaz simple para su uso (capa de abstracción) => Máquina extendida - Acceso completo a todo el hardware - Puede ejecutar cualquier instrucción de la máquina Qué es un sistema operativo? Qué es un sistema operativo? Dos funciones básicas Dos funciones básicas La arquitectura de las computadoras son primitivas y difícil de programar Saben cómo se lleva a cabo una lectura o escritura en el disco? Extender la máquina Oculta los detalles complejos de la máquina Presenta al usuario una máquina virtual fácil de usar Es decir: brinda una abstracción Importante: tal abstracción debería ser homogénea

3 Qué es un sistema operativo? Qué es un sistema operativo? Dos funciones básicas Dos funciones básicas Extender la máquina Oculta los detalles complejos de la máquina Presenta al usuario una máquina virtual fácil de usar Es decir: brinda una abstracción Importante: tal abstracción debería ser homogénea Imaginense qué ocurriría si 3 programas quieren imprimir al mismo tiempo (o usar el disco, o la CPU) Extender la máquina Oculta los detalles complejos de la máquina Presenta al usuario una máquina virtual fácil de usar Es decir: brinda una abstracción Importante: tal abstracción debería ser homogénea Administrar Recursos Asegura que los programas tengan acceso ordenado y controlado a los recursos El orden puede ser temporal o espacial Qué es un sistema operativo? Qué es un sistema operativo? Dos funciones básicas Dos funciones básicas Verificar quién usa qué cosa (protección) Otorgar cosas a quien lo necesite (sched., admin. mem,...) Llevar un registro del uso de recursos Mediar en conflictos de necesidad! " # $ Administrar Recursos Asegura que los programas tengan acceso ordenado y controlado a los recursos El orden puede ser temporal o espacial Multiplexado: - en tiempo - en espacio! # $ Administrar Recursos Asegura que los programas tengan acceso ordenado y controlado a los recursos El orden puede ser temporal o espacial

4 Historia de los Sistemas operativos Primera generación [ ] Válvulas, relés y tableros con enchufes Máquinas diseñadas, construidas programadas, operadas y mantenidas por el mismo grupo de personas Programadas en lenguaje de máquina cableando del tablero de control No existía el concepto de de lenguajes de programación (ni asembler) Ni pensar en sist. operativos. Uso: El programador espera su turno / entra a la habitación y cablea / esperar horas y rogar que no se queme alguna de las válvulas Sólo cálculo numérico Mejora en los 50: tarjetas perforadas Mark I (Howard Harvard) ENIAC (Mauchly & Pennsylvania) Historia de los Sistemas operativos Segunda generación [ ] Transistor => computadoras confiables Separación entre diseñadores, constructores, operadores, programadores y personal de mantenimiento Mainframes => altos costos de operación y mantenimiénto Introducción del sistema batch (procesamiento por lotes) - reducción de tiempos perdidos - bueno para procesamiento no interactivo Progr. Oper. Oper. Historia de los Sistemas operativos Tercera generación [ ] Circuitos integrados Comienza con la introducción de la serie System/360 de IBM Familia de máquinas totalmente compatibles Múltiples usos: comercial / científico / militar /... Diseño del OS/360: espantoso Introdujo técnicas claves, ej: Multiprogramación Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On Line) Timesharing Gene Amdahl, Fred Brooks, Gerrit Blauw Se introduce las minicomputadoras: DEC PDP-1 --> PDP-7 / UNIX Historia de los Sistemas operativos Tercera generación [ ] Circuitos integrados Comienza con la introducción cuando de la un serie trabajo System/360 espera E/S de otro IBMusa la CPU Familia de máquinas totalmente Trabajos compatibles comerciales requieren hasta 80%-90% E/S (I/O bound) Múltiples usos: comercial / científico / militar /... Cálculos científicos requieren mucha CPU y Diseño del OS/360: espantoso poca E/S (CPU bound) Introdujo técnicas claves, ej: Multiprogramación Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On Line) Timesharing Multiprogramación: Gene Amdahl, Fred Brooks, muchos programas corriendo al mismo Gerrit Blauw tiempo comparten recursos Se introduce las minicomputadoras: DEC PDP-1 --> PDP-7 / UNIX Se requiere hardware especial para proteger un trabajo de otro

5 Historia de los Sistemas operativos Gene Amdahl, Fred Brooks, Gerrit Blauw Circuitos integrados Spooling: Comienza con la introducción de la serie System/360 de IBM permitía leer tarjetas y Familia de máquinas totalmente compatibles copiarlas a disco Múltiples usos: comercial / científico y al / revés: militar las / salidas... de los Diseño del OS/360: espantoso programas se producían a disco y otro programa las imprimía Introdujo técnicas claves, ej: es decir: hacía batch pero todo Multiprogramación en una sola máquina Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On Line) Tercera generación [ ] Timesharing Se introduce las minicomputadoras: DEC PDP-1 --> PDP-7 / UNIX Historia de los Sistemas operativos Timesharing: Gene Amdahl, Fred Brooks, sistema batch -> la máquina no está Gerrit dedicada Blauw Circuitos integrados al usuario :-( Tercera generación [ ] Comienza con la introducción variante de la de serie la multiprogramación System/360 de IBM donde cada usuario tiene su propia terminal Familia de máquinas totalmente compatibles idea: compartir la máquina entre varios Múltiples usos: comercial usuarios / científico total / militar son pocos /... los que están activos Diseño del OS/360: espantoso al mismo tiempo Introdujo técnicas claves, => ej: se genera una interactividad no antes vista Multiprogramación CTSS -> 1er timesharing se populariza cuando aparece la protección por Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On Line) hardware Timesharing MULTICS: 100 usuarios por máquina! Se introduce las minicomputadoras: Introduce DEC ideas PDP-1 importantes --> PDP-7 / UNIX Fuerte influencia a posteriori (Ej. MMU) Historia de los Sistemas operativos Tercera generación [ ] Circuitos integrados Comienza con la introducción de la serie System/360 de IBM Ver: Familia de máquinas totalmente compatibles Múltiples usos: O googlear comercial timeline / científico unix / militar /... Estándar POSIX Diseño del OS/360: espantoso Introdujo técnicas claves, ej: De UNIX surgen: Multiprogramación System V, BSD, MINIX, Linux, Mac OSX,... Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On Line) Ken Thompson (1969) Timesharing Gene Amdahl, Fred Brooks, Gerrit Blauw Se introduce las minicomputadoras: DEC PDP-1 --> PDP-7 / UNIX Historia de los Sistemas operativos Cuarta generación [1980-hoy] LSI / VLSI /... microcomputadoras (predecesoras de la PC) 8080, Z80 -> CP/M (Control Program for Microcomputer - Gary Kildall) IBM-PC -> Kildall dice no (?!) -> DOS (Tim Paterson, luego en MS) Doug Engelbart desarrolla Stanford en 1960 es adoptado luego por Xerox (que no le pone pilas) y luego por Steve Job, que sí Apple -> Lisa -> Mac... NextStep -> MacOSX Windows > 95 -> 98 -> Me NT -> > XP -> Vista -> 7 X-windows sobre UNIX: Luego KDE / Gnome / XFCE /...

6 Sistemas operativos para mainframes: Sistemas operativos para mainframes: Centro de procesamiento de grandes cantidades de datos debe manejar 1000 discos y terabytes de información Procesamiento de muchos trabajos por unidad de tiempo con enorme cantidad de E/S 3 tipos de procesamiento: Batch (ej: liquidación de sueldo) Transacciones (ej: reservas de pasajes) Timesharing (ej: terminales para consultas) Ej: OS/360, IBM system z, Linux. Sistemas operativos para servidores: Sistemas operativos para servidores: Atiende muchos usuarios al mismo tiempo con el fin de compartir recursos y datos Puede proveer: Servicio Servicio Servicio Servicio Servicio Servicio de impresión de archivo (agni.famaf.unc.edu.ar) de mail (mail.famaf.unc.edu.ar) web (nfs.famaf.unc.edu.ar) de aplicación (ganesh.famaf.unc.edu.ar) de... Característica importante -> Seguridad Ej: Unix, Linux, Mac OSX, Windows Server.

7 Sistemas operativos para multiprocesadores: Sistemas operativos para multiprocesadores: Muchas CPUs en un único sistema: Multiprocesador -> muchas CPU comparten una memoria Multicomputadora -> c/cpu con su propia mem. (clusters) Usualmente variantes de los SO para servidores con características especiales p/ comunicación y conectividad Sistemas operativos para computadoras personales: Sistemas operativos para multiprocesadores: Sistemas operativos para computadoras de bolsillo / móviles: Muchas CPUs en un único sistema: Multiprocesador -> muchas CPU comparten una memoria Multicomputadora -> c/cpu con su propia mem. (clusters) Usualmente variantes de los SO para servidores con características especiales p/ comunicación y conectividad Sistemas operativos para computadoras personales: Provee una interfaz para un sólo usuario interactividad / capacidad multimedia / capacidad para compartir información Ej: Linux, Mac OSX, Windows7.

8 Sistemas operativos para computadoras de bolsillo / móviles: Sistemas operativos para sistemas de tiempo real: PDA / celulares modernos / tablets agenda, bloc de notas, calendario, telefonía, fotografía, audio, video, web browsing, G+, FB, Twitter, juegos,... Tener en cuenta: arquitectura reducida (relativamente poco disco) bajo consumo de energía Ej: Palm OS, Symbian OS, Android, ios, Windows CE, Blackberry. Ej: QNX, RT Linux, VxWorks. También: Android, ios, Windows CE,... Sistemas operativos para sistemas de tiempo real: El tiempo es un parámetro clave Dos tipos: Sistemas de tiempo real estricto: - Ej: Control de procesos industriales, donde la recolección de datos que se usan para controlar el proceso de producción de una planta industrial - c/acción debe ocurrir en un momento determinado Sistemas de tiempo real laxo: - Ej: Procesamiento de audio o video digital - el no cumplimiento de algunos plazos no afecta significativamente el comportamiento Ej: QNX, VxWorks, Android, ios, Windows CE,... Sistemas operativos para sistemas integrados (o empotrados): Controlan disp. que usualmente no se ven como computadoras (microondas, TV, Automóviles, DVDs,...) No aceptan software cargado por el usuario => no necesita protección (sólo se ejecuta SW confiable) Sistemas operativos para nodos de sensores: Ej: Tiny OS Pequeñas computadoras que se comunican entre sí y con una estación base en forma inalámbrica Energía provista por batería Largos períodos desatendidos y a la intemperie Sistemas operativos para tarjetas inteligentes: Severas restricciones de procesamiento y memoria Algunas funcionan sólo a inducción! Otras corren JVM

9 Ej: QNX, VxWorks, Android, ios, Windows CE,... Ej: QNX, VxWorks, Android, ios, Windows CE,... Sistemas operativos para sistemas integrados (o empotrados): Sistemas operativos para sistemas integrados (o empotrados): Controlan disp. que usualmente no se ven como computadoras (microondas, TV, Automóviles, DVDs,...) No aceptan software cargado por el usuario => no necesita protección (sólo se ejecuta SW confiable) Sistemas operativos para nodos de sensores: Ej: Tiny OS Pequeñas computadoras que se comunican entre sí y con una estación base en forma inalámbrica Energía provista por batería Largos períodos desatendidos y a la intemperie Sistemas operativos para tarjetas inteligentes: Severas restricciones de procesamiento y memoria Algunas funcionan sólo a inducción! Otras corren JVM Revisión del Hardware de la Computadora El SO está íntimamente ligado al HW de la computadora. extiende el conjunto de instrucciones y maneja recursos => debe conocerlo detalladamente Controlan disp. que usualmente no se ven como computadoras (microondas, TV, Automóviles, DVDs,...) No aceptan software cargado por el usuario => no necesita protección (sólo se ejecuta SW confiable) Ej: Tiny OS Sistemas operativos para nodos de sensores: Pequeñas computadoras que se comunican entre sí y con una estación base en forma inalámbrica Energía provista por batería Largos períodos desatendidos y a la intemperie Sistemas operativos para tarjetas inteligentes: Severas restricciones de procesamiento y memoria Algunas funcionan sólo a inducción! Otras corren JVM Revisión del HW: Procesadores Componente primario en la ejecución de las tareas de la comp. Ciclo básico: búsqueda decodificación ejecución Cada CPU tiene un conjunto específico de instrucciones Posee registros de uso general para guardar resultados temporales (memoria súper rápida, pero escasa) y registros especiales: Contador de programa (PC), Puntero de la pila (SP) estatus del programa (PSW). El SO debe conocer los registros: cada vez que cambia de actividad guarda los valores de los registros para continuar luego con la actividad pospuesta (ej: interrupciones, multiplexado del tiempo)

10 Revisión del HW: Procesadores Para mejorar el desempeño se ejecutan varias instrucciones al mismo tiempo: Problemas: Pipeline ADD AX,BX BNZ 128 LD BX,0 Superscalar ADD AX,BX LD BX,0 Además: Multithreading / Hyperthreading / Multicore Revisión del HW: Procesadores La mayoría de las CPU modernas proveen: Modo kernel: todo el HW / conj. de instruc. disponibles Modo usuario: conj. de instruc. restringido y acceso limitado al HW (ej: no se permite E/S, protección de memoria). Del modo usuario se puede pasar al modo kernel a través de las llamadas al sistema (system calls) que ejecutan la instrucción TRAP Cuando la llamada al sistema finaliza se vuelve a modo usuario La CPU puede autoproducirse TRAPs. Ej: división por 0, salirse del rango de memoria. Revisión del HW: Memoria Revisión del HW: Memoria Idealmente: rapidísima, enorme y barata. Idealmente: rapidísima, enorme y barata. Jerarquía de memoria: más rápida Tiempo de acceso típico 1 nsec 2 nsec 10 nsec 10 msec 100 sec Capacidad típica < 1 KB 4 MB 2 a 4 GB 350 GB 800 GB más grande Jerarquía de memoria: Registros: 32 x 32 bits o 64 x 64 bits extremadamente rápidos uno debe ser hábil para quedarse aquí dentro el mayor tiempo posible -> tarea del compilador

11 Revisión del HW: Memoria Idealmente: rapidísima, enorme y barata. Jerarquía de memoria: Cache: módulo intermedio entre CPU y memoria mejora el desempeño aprovecha la localidad espacial y temporal de los programas (loops!!) cache hit: se encuentra lo que se desea en la cache: 2 ciclos de reloj cache miss: no está en la cache y se debe ir a buscarlo a memoria: mucho más tiempo hay varios niveles de cache Revisión del HW: Memoria Idealmente: rapidísima, enorme y barata. Jerarquía de memoria: Memoria principal: es la verdadera trabajadora en el sistema de memoria última volátil en la jerarquía de memoria Revisión del HW: Memoria Idealmente: rapidísima, Discos magnéticos: enorme y barata. Jerarquía de memoria: 2 órdenes de magnitud más grande que la memoria RAM 3 órdenes de magnitud más lento que la memoria RAM (el disco es mecánico!!) organizado en pistas circulares concéntricas el conjunto de las pistas en la misma posición del brazo forman un cilindro cada pista se divide en sectores (usual. 512 bytes c/u) Revisión del HW: Memoria Idealmente: rapidísima, enorme y barata. Jerarquía de memoria: Cintas: se usan para backups Otras memorias: Flash (EEPROM) -> Memory sticks / Camaras digitales /... CMOS (batería, bajo consumo)

12 Revisión del HW: Memoria Revisión del HW: Memoria Memoria principal multiplexión del espacio de memoria <- muchos progr. al mismo tiempo con 2 o más programas en memoria hay 2 problemas a solucionar: proteger los programas entre ellos y al kernel de todos los progr. y manipular reubicación Protección -> obvio: para que un programa no afecte a los otros Reubicación -> más sutil: el progr. se compila como si tuviera toda la memoria a su disposición comenzando por 0. 2 soluciones: reubicación a tiempo de carga reubicación on the fly (en ejecución) Memoria principal multiplexión del espacio de memoria <- muchos progr. al mismo tiempo con 2 o más programas en memoria hay 2 problemas a solucionar: proteger los programas entre ellos y al kernel de todos los progr. y manipular reubicación Protección -> obvio: para que un programa no afecte a los otros buscar y Reubicación -> más sutil: el progr. se compila modificar como todas si las tuviera direcciones toda la memoria a su disposición comenzando por 0. en el programa: factible pero costoso 2 soluciones: reubicación a tiempo de carga reubicación on the fly (en ejecución) Revisión del HW: Memoria Revisión del HW: Memoria Memoria principal Reubicación on the fly : multiplexión del espacio de solución memoria más <- simple. muchos progr. al mismo tiempo con 2 o más programas en un memoria registro hay base 2 yproblemas a solucionar: proteger los programas entre uno límite ellos por y al progr.: kernel de todos los progr. y if dir < límite manipular reubicación then base+dir Protección -> obvio: para que else un programa TRAP no afecte a los otros Reubicación -> más sutil: el soluciona progr. se reubicación compila como y si tuviera toda la memoria a su disposición comenzando protección por 0. 2 soluciones: la dirección que manipula reubicación a tiempo de el programa carga es la dirección virtual reubicación on the fly el dispositivo (en ejecución) que mapea direcciones virtuales a direcciones físicas se denomina MMU (Memory Management Unit) Memoria Observaciones principal sobre el desempeño: multiplexión La cache oculta del espacio la velocidad de memoria relativamente <- muchos lenta progr. de la memoria: al mismo tiempo con 2 Luego o más de programas ejecutar un en rato, memoria un programa hay 2 inunda problemas la cache a solucionar: con la información que este necesita para operar proteger los programas entre ellos y al kernel de todos los progr. y => buen desempeño manipular reubicación Si el SO cambia la ejecución de un prog. a otro, la cache se debe Protección cargar con -> obvio: la info para del nuevo que un programa no afecte a los otros Reubicación => el desempeño -> más sutil: se deteriora el progr. si los se compila cambios como son muy si tuviera seguido toda la memoria Para cambiar a su disposición de un programa comenzando a otro, los por registros 0. de la MMU deben cambiarse. 2 soluciones:! El cambio de un programa a otro (cambio de contexto o context switch) puede reubicación ser muy a caro. tiempo de carga reubicación on the fly (en ejecución) Hacer watch -n 1 cat /proc/stat y ver ctxt

13 Revisión del HW: Dispositivos de E/S Consiste de 2 partes El controlador es una porción de hardware (un chip o un conj. de chips) que controla físicamente al dispositivo Acepta comandos del SO y los lleva a cabo. Brinda una interfaz más simple al SO (pero aún compleja). Por ej. acepta un comando para leer el sector Luego tendrá que transformar esto en el cilindro, sector y cabezal correcto. El dispositivo propiamente dicho. Tienen interfaces simples estandarizadas. Ej: IDE, SCSI, USB, etc La interfaz del dispositivo está oculta detrás del controlador La parte del SO que envía comandos al controlador se denomina device driver (manejador del dispositivo) El device driver se localiza habitualmente en el kernel. Tres maneras de incorporarlo: relink, reload, y on the fly Revisión del HW: Dispositivos de E/S El device driver se comunica con el controlador a través de registros Dos alternativas de mapeo de los registros: mapeados en memoria mapeados en E/S Ambas se deben realizar en modo kernel Tres modos de comunicación del device driver con el controlador: Polling Interrupciones DMA Revisión del HW: Dispositivos de E/S El device driver se comunica con el controlador a través de registros Dos alternativas de mapeo de los registros: mapeados en memoria mapeados en E/S Ambas se deben realizar en modo kernel Un espacio especial dentro del direccionamiento de memoria. El espacio especial nunca se asigna al usuario Revisión del HW: Dispositivos de E/S El device driver se comunica con el controlador a través de registros Dos alternativas de mapeo de los registros: mapeados en memoria mapeados en E/S Ambas se deben realizar en modo kernel Otro espacio de direccionamiento! dir. de memoria. Se accede con dos instrucciones especiales: in y out que sólo se pueden ejecutar en modo kernel Tres modos de comunicación del device driver con el controlador: Polling Interrupciones DMA Tres modos de comunicación del device driver con el controlador: Polling Interrupciones DMA

14 Revisión del HW: Dispositivos de E/S El device driver se comunica con el controlador a través de registros Dos alternativas de mapeo de los registros: mapeados en memoria mapeados en E/S Ambas se deben realizar en modo kernel Revisión del HW: Dispositivos de E/S El device driver se comunica con el controlador a través de registros Dos alternativas de mapeo de los registros: mapeados en memoria mapeados en E/S Ambas se deben realizar en modo kernel El driver inicia al dispositivo y espera a que éste le avise cuando haya finalizado En este punto el driver devuelve el control al SO y este busca un nuevo trabajo para hacer => CPU y controlador trabajan en paralelo Cuando el controlador termina levanta la interrupción que actúa de aviso al driver Tres modos de comunicación del device driver con el controlador: Polling Interrupciones DMA Un loop pregunta constantemente si el dispositivo está listo -> Busy waiting Bloquea la CPU => sólo es útil en dispositivos dedicados Tres modos de comunicación del device driver con el controlador: Polling Interrupciones DMA Revisión del HW: Dispositivos de E/S El device driver se comunica con el controlador a través de registros Dos alternativas de mapeo de los registros: mapeados en memoria mapeados en E/S Ambas se deben realizar en modo kernel cat /proc/interrupts El driver inicia al dispositivo y espera a que éste le avise cuando haya finalizado En este punto el driver devuelve el control al SO y este busca un nuevo trabajo para hacer => CPU y controlador trabajan en paralelo Cuando el controlador termina levanta la interrupción que actúa de aviso al driver Tres modos de comunicación del device driver con el controlador: Polling Interrupciones DMA El device driver se comunica con el controlador a través de registros Dos alternativas de mapeo de los registros: mapeados en memoria mapeados en E/S Ambas se deben realizar en modo kernel Tres modos de comunicación del device driver con el controlador: Polling Interrupciones DMA Revisión del HW: Dispositivos de E/S Un chip específico que directamente transfiere los datos del dispositivo a memoria (o al revés) Sin supervisión constante de la CPU Ésta sólo indica qué, donde y cuanto El DMA usa los buses cuando la CPU no los utiliza Cuando el DMA finaliza le avisa a la CPU con una interrupción

15 Revisión del HW: Buses Revisión del HW: Buses En la actualidad hay mucha diferencia de velocidad entre las distintas componentes Organización original Organización original Revisión del HW: Buses L2 (L1 es interna a la CPU) Revisión del HW: Buses Posible organización contemporánea Posible organización contemporánea

16 Revisión del HW: Buses > 100 MHz DDR SDRAM: 200 MHz Revisión del HW: Buses ISA: Original de IBM PC 2 bytes a 8.33 MHz (16.67 MB/seg) Ya se está omitiendo Posible organización contemporánea Posible organización contemporánea PCIe: hasta 16 GB/seg Revisión del HW: Buses Revisión del HW: Buses Serial ATA (SATA): 2.0 -> 384 MB/seg 3.0 -> 768 MB/seg PCI: 8 bytes a 66 MHz (528 MB/seg) IDE, también Parallel ATA: discos y CDROM Posible organización contemporánea Posible organización contemporánea

17 Revisión del HW: Buses Revisión del HW: Buses SCSI: discos rígidos y scanners. 160 MB/seg USB: Serial 2.0 -> 60 MB/seg 3.0 -> 640 MB/seg Posible organización IEEE contemporánea 1394 (FireWire): Serial, 400 MB/seg Posible organización contemporánea Procesos: Concepto clave en SO Un proceso es básicamente un programa en ejecución Cada proceso tiene: espacio de direccionamiento (progr./datos/pila) registros (PC, SP, PSW, etc) más cosas (archivos y otros recursos) Múltiples procesos ejecutando al mismo tiempo (multiplex. tiempo) Scheduler (planificador): selecciona cuál es el próximo proceso a ejecutar y cuando debe dejar de hacerlo! # $ estado del proceso Procesos: Un proceso puede crearse o terminarse Ej: $ sh A través de system calls Luego el proceso debe recomenzar donde dejó => Guardar todo el estado El estado del proceso (excepto el espacio de dir.) se guarda en la tabla de procesos

18 Procesos: A través de system calls Procesos: A través de system calls Un proceso puede crearse o terminarse Un proceso puede crearse o terminarse Ej: $ firefox & sh Ej: $ firefox & $ gcc -o test test.c sh ffx ffx gcc Procesos: A través de system calls Procesos: A través de system calls Un proceso puede crearse o terminarse Ej: $ firefox & $ gcc -o test test.c $ sh Hacer: pstree Un proceso puede crearse o terminarse Ej: $ firefox & $ gcc -o test test.c $ sh Hacer: pstree ffx ffx gcc Otras system calls relacionadas a procesos: solicitar más memoria / esperar que un proceso hijo termine / etc. Los procesos necesitan comunicarse para hacer tareas conjuntas: IPC (Inter processs communication) Ej: $ cat file1 grep subject lpr

19 Deadlock (Interbloqueos): Deadlock (Interbloqueos): P1: get(scanner); get(printer); release(printer); release(scanner); P2: get(printer); get(scanner); release(printer); release(scanner); P1: get(scanner); get(printer); release(printer); release(scanner); P2: get(printer); get(scanner); release(printer); release(scanner); Deadlock potencial Deadlock real Deadlock potencial Deadlock real Deadlock (Interbloqueos): P1: get(scanner); get(printer); release(printer); release(scanner); P2: get(printer); get(scanner); release(printer); release(scanner); Manejo de memoria: El HW provee mecanismos para manejo de memoria (MMU) Muchos programas en la memoria al mismo tiempo => protección Debe manejar todo el espacio de direccionamiento de un proceso: aunque la memoria física sea menor o esté ocupada parcialmente por otros procesos La CPU direcciona 2 32 o 2 64 bytes >> mem. física disponible Memoria virtual: El SO mantiene parte del espacio de direccionamiento en memoria física y parte en disco El SO debe saber: donde está cada parte y cómo reemplazar (entre mem. física y disco)

20 Archivos: Todo SO maneja archivos Funcionalidad importante del SO: Ocultar las peculiaridades de los discos y otros dispositivos de E/S y presentar al programador un modelo abstracto de archivos que sea simple y prolijo e independiente del dispositivo subyacente Syscalls: crear, borrar, lee, escribir,... Patrón transaccional heredado de las cintas (abrir / usar /cerrar) Otro concepto clave -> directorio Cada archivo en uso tiene asociado un file descriptor Concepto importante en UNIX: montado de sistemas de archivos Archivos especiales que muestran a los dispositivos como archivos Pipes Todo SO maneja archivos Funcionalidad importante del SO: /Faculty/Prof.Brown/Courses/CS101/ Ocultar las peculiaridades de los discos y otros dispositivos de E/S y presentar al programador un modelo abstracto de archivos que sea simple y prolijo e independiente del dispositivo subyacente Syscalls: crear, borrar, lee, escribir,... Patrón transaccional heredado de las cintas (abrir / usar /cerrar) Otro concepto clave -> directorio Cada archivo en uso tiene asociado un file descriptor Concepto importante en UNIX: montado de sistemas de archivos Archivos especiales que muestran a los dispositivos como archivos Pipes También relativo al directorio Archivos: de trabajo: $ pwd Archivos: Todo SO maneja archivos Cuando se abre el archivo Funcionalidad importante del SO: -> retorna un entero llamado file descriptor Ocultar las peculiaridades de los discos y otros dispositivos de E/S y Cuando se utiliza el archivo presentar al programador un modelo abstracto de archivos que sea simple y prolijo e independiente del dispositivo -> con subyacente el file descriptor Syscalls: crear, borrar, lee, escribir,... Cuando se cierra el archivo -> elimina el file descriptor Patrón transaccional heredado de las cintas (abrir / usar /cerrar) Otro concepto clave -> directorio Cada archivo en uso tiene asociado un file descriptor Concepto importante en UNIX: montado de sistemas de archivos Archivos especiales que muestran a los dispositivos como archivos Pipes Archivos: Todo SO maneja archivos Funcionalidad importante del SO: Ocultar las peculiaridades de los discos y otros dispositivos de E/S y presentar al programador un modelo abstracto de archivos que sea simple y prolijo e independiente del dispositivo subyacente Syscalls: crear, borrar, lee, escribir,... Patrón transaccional heredado de las cintas (abrir / usar /cerrar) Otro concepto clave -> directorio Cada archivo en uso tiene asociado un file descriptor Concepto importante en UNIX: montado de sistemas de archivos Archivos especiales que muestran a los dispositivos como archivos Pipes

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