Organización del Sistema Operativo
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- Rosa María Domínguez Robles
- hace 7 años
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1 del Sistema Operativo Sistemas Operativos Pontificia Universidad Javeriana Febrero de 2010 del Sistema Operativo
2 Funciones Básicas Funciones Básicas Perspectivas del Computador Responsabilidades del SO Crear un ambiente de máquina abstracta con multiples componentes autónomos. del Sistema Operativo
3 Funciones Básicas Funciones Básicas Perspectivas del Computador Responsabilidades del SO Crear un ambiente de máquina abstracta con multiples componentes autónomos. Coordinar el uso de los componentes de acuerdo a las políticas del administrador. del Sistema Operativo
4 Perspectivas del Computador Funciones Básicas Perspectivas del Computador Las funciones del SO se concentran en satisfacer los siguientes requerimientos básicos: del Sistema Operativo
5 Perspectivas del Computador Funciones Básicas Perspectivas del Computador Las funciones del SO se concentran en satisfacer los siguientes requerimientos básicos: 1 Manejo de dispositivos del Sistema Operativo
6 Perspectivas del Computador Funciones Básicas Perspectivas del Computador Las funciones del SO se concentran en satisfacer los siguientes requerimientos básicos: 1 Manejo de dispositivos 2 Manejo de procesos, hilos y recursos del Sistema Operativo
7 Perspectivas del Computador Funciones Básicas Perspectivas del Computador Las funciones del SO se concentran en satisfacer los siguientes requerimientos básicos: 1 Manejo de dispositivos 2 Manejo de procesos, hilos y recursos 3 Manejo de memoria del Sistema Operativo
8 Perspectivas del Computador Funciones Básicas Perspectivas del Computador Las funciones del SO se concentran en satisfacer los siguientes requerimientos básicos: 1 Manejo de dispositivos 2 Manejo de procesos, hilos y recursos 3 Manejo de memoria 4 Manejo de archivos del Sistema Operativo
9 Motivación Introducción Motivación División Device Management El sistema operativo maneja la asignación, aislamiento y compartición de los dispositivos de acuerdo a una política escogida por los diseñadores o administradores del sistema. del Sistema Operativo
10 Motivación Introducción Motivación División Device Management El sistema operativo maneja la asignación, aislamiento y compartición de los dispositivos de acuerdo a una política escogida por los diseñadores o administradores del sistema. Modularidad El manejador de dispositivos está compuesto por dos partes. Una parte independiente de los dispositivos y una parte dependiente de cada dispositivo. Esto con el proposito de simplificar la operación de adicionar un nuevo dispositivo. del Sistema Operativo
11 División Introducción Motivación División Device Management Parte Dependiente Implementa aspectos del manejo del dispositivos que son unicos a él (device driver) del Sistema Operativo
12 División Introducción Motivación División Device Management Parte Dependiente Implementa aspectos del manejo del dispositivos que son unicos a él (device driver) Parte Independiente Define un ambiente general de software en donde las partes dependientes (drivers) puedan ejecutarse del Sistema Operativo
13 Device Management Motivación División Device Management Figura: Device Management - Tomado de Operating Systems, 3 del Sistema Operativo Edition, Gary Nutt
14 Motivación Introducción Motivación Process, threads and resources Process Manager Procesos, hilos y recursos Procesos e hilos son unidades básicas de computación y recursos (abstractos) son elementos del ambiente computacional necesitados para ejecutar hilos. del Sistema Operativo
15 Motivación Introducción Motivación Process, threads and resources Process Manager Procesos, hilos y recursos Procesos e hilos son unidades básicas de computación y recursos (abstractos) son elementos del ambiente computacional necesitados para ejecutar hilos. Manejador de procesos es responsable de administrar el procesador y varios recursos abstractos. Coopera con el manejador de memoria. del Sistema Operativo
16 Process, threads and resources Motivación Process, threads and resources Process Manager Figura: Process Management - Tomado de Operating Systems, 3 del Sistema Operativo Edition, Gary Nutt
17 Process Manager Motivación Process, threads and resources Process Manager El manejo de procesos, hilos y recursos podría hacerse en diferentes uniades lógicas, sin embargo la mayoría de los sistemas operativos las combinan en un solo módulo, dado que son parte fundamental del ambiente de la máquina abstracta. del Sistema Operativo
18 Motivación Introducción Motivación Memoria Virtual Memory Management Memoria principal El manejador de memoria coopera con el manejador de recursos para administrar la asignación y uso de la memoria primaria (memoria ejecutable). del Sistema Operativo
19 Motivación Introducción Motivación Memoria Virtual Memory Management Memoria principal El manejador de memoria coopera con el manejador de recursos para administrar la asignación y uso de la memoria primaria (memoria ejecutable). Allocate El manejador asigna memoria a procesos de acuerdo a una política y forza el aislamiento del recurso. del Sistema Operativo
20 Memoria Virtual Introducción Motivación Memoria Virtual Memory Management Si el sistema soporta memoria virtual, el manejador coopera con el dispositivo o manejador de archivos para manejar la memoria y dispositivos de paginado. del Sistema Operativo
21 Memoria Virtual Introducción Motivación Memoria Virtual Memory Management Si el sistema soporta memoria virtual, el manejador coopera con el dispositivo o manejador de archivos para manejar la memoria y dispositivos de paginado. Virtual Memory Son extensiones abstractas para que la memoria principal aparente ser más grande de lo que realmente es. Se logra por medio del manejador de memoria virtual y los dispositivos de almacenamiento. del Sistema Operativo
22 Memory Management Motivación Memoria Virtual Memory Management Figura: Memory Management - Tomado de Operating Systems, 3 del Sistema Operativo Edition, Gary Nutt
23 Motivación Introducción Motivación File Manager Archivos Los archivos son abstracciones de dispositivos de almacenamiento. Estas son las abstracciones más usadas en el sistema de cómputo. del Sistema Operativo
24 Motivación Introducción Motivación File Manager Archivos Los archivos son abstracciones de dispositivos de almacenamiento. Estas son las abstracciones más usadas en el sistema de cómputo. El manejador de archivos se encarga de implementar la asbtracción de archivo por medio de la interacción con el manejador de dispositivos y con el manejador de memoria. del Sistema Operativo
25 File Manager Introducción Motivación File Manager Figura: Memory Management - Tomado de Operating Systems, 3 Edition, Gary Nutt del Sistema Operativo
26 Debe Cumplirse Introducción Debe Cumplirse Tener en cuenta El sistema operativo es una colección de algoritmos y estructuras de datos. Para lograr la funcionalidad deseada de aislar y compartir recursos, el sistema debe tener en cuenta: del Sistema Operativo
27 Debe Cumplirse Introducción Debe Cumplirse Tener en cuenta El sistema operativo es una colección de algoritmos y estructuras de datos. Para lograr la funcionalidad deseada de aislar y compartir recursos, el sistema debe tener en cuenta: Comportamiento del Sistema Operativo
28 Debe Cumplirse Introducción Debe Cumplirse Tener en cuenta El sistema operativo es una colección de algoritmos y estructuras de datos. Para lograr la funcionalidad deseada de aislar y compartir recursos, el sistema debe tener en cuenta: Comportamiento Uso exclusivo de los recursos del Sistema Operativo
29 Tener en cuenta Introducción Debe Cumplirse Tener en cuenta Performance El SO debe ser implementado lo más eficientemente posible para brindar un minimo uso de los recursos (especialmente procesador y memoria), máximizando el uso de los recursos por parte de las aplicaciones de usuario. del Sistema Operativo
30 Tener en cuenta Introducción Debe Cumplirse Tener en cuenta Performance El SO debe ser implementado lo más eficientemente posible para brindar un minimo uso de los recursos (especialmente procesador y memoria), máximizando el uso de los recursos por parte de las aplicaciones de usuario. Exclusive use of resources El SO debe proveer el aislamiento de los recursos permitiendo a los procesos guardar información con certeza de que no será alterada ni robada. del Sistema Operativo
31 Debe Cumplirse Tener en cuenta Existen tres mecanismos básicos que implementa todo sistema operativo moderno: del Sistema Operativo
32 Debe Cumplirse Tener en cuenta Existen tres mecanismos básicos que implementa todo sistema operativo moderno: Modos del procesador del Sistema Operativo
33 Debe Cumplirse Tener en cuenta Existen tres mecanismos básicos que implementa todo sistema operativo moderno: Modos del procesador Núcleos (kernels) del Sistema Operativo
34 Debe Cumplirse Tener en cuenta Existen tres mecanismos básicos que implementa todo sistema operativo moderno: Modos del procesador Núcleos (kernels) Métodos de invocar los servicios del Sistema Operativo
35 Debe Cumplirse Tener en cuenta Processor modes Un bit en el hardware define si se está ejecutando operaciones por parte del SO o por parte del usuario. del Sistema Operativo
36 Debe Cumplirse Tener en cuenta Processor modes Un bit en el hardware define si se está ejecutando operaciones por parte del SO o por parte del usuario. Figura: Exclusive Access to Resource - Tomado de Operating Systems, 3 Edition, Andrés Gary Felipe Barco NuttSanta del Sistema Operativo
37 Debe Cumplirse Tener en cuenta Kernels La parte más crítica del SO es el kernel. Este es diseñado como software seguro (trusted software) que controla la correcta operación de todo el resto de software. del Sistema Operativo
38 Debe Cumplirse Tener en cuenta Kernels La parte más crítica del SO es el kernel. Este es diseñado como software seguro (trusted software) que controla la correcta operación de todo el resto de software. El kernel implementa mecanismos básicos que aseguran la funcionalidad del sistema entero. Otro software (incluyendo partes del SO) y todos los programas de aplicación son ejecutados como software inseguro (user mode). del Sistema Operativo
39 Debe Cumplirse Tener en cuenta del Sistema Operativo
40 Debe Cumplirse Tener en cuenta Métodos de Invocar Servicios Este punto tiene que ver en la manera cómo el usuario pide servicios del SO; llamando a una función o mandando un mensaje a un proceso del sistema. del Sistema Operativo
41 Debe Cumplirse Tener en cuenta Métodos de Invocar Servicios Este punto tiene que ver en la manera cómo el usuario pide servicios del SO; llamando a una función o mandando un mensaje a un proceso del sistema. Existen dos técnicas por las cuales un programa en modo usuario puede acceder a los servicios del kernel en modo supervisor. del Sistema Operativo
42 Debe Cumplirse Tener en cuenta Métodos de Invocar Servicios Este punto tiene que ver en la manera cómo el usuario pide servicios del SO; llamando a una función o mandando un mensaje a un proceso del sistema. Existen dos técnicas por las cuales un programa en modo usuario puede acceder a los servicios del kernel en modo supervisor. 1 Llamado al sistema - System Call del Sistema Operativo
43 Debe Cumplirse Tener en cuenta Métodos de Invocar Servicios Este punto tiene que ver en la manera cómo el usuario pide servicios del SO; llamando a una función o mandando un mensaje a un proceso del sistema. Existen dos técnicas por las cuales un programa en modo usuario puede acceder a los servicios del kernel en modo supervisor. 1 Llamado al sistema - System Call 2 Paso de mensaje - Message Passing del Sistema Operativo
44 Debe Cumplirse Tener en cuenta Syscall Se invoca una función que ejecuta una llamada con parametros adecuados al kernel. Esta función hace un cambio indirecto, por medio de una tabla de direcciones llamada trap table, a la función kernel del sistema operativo. del Sistema Operativo
45 Debe Cumplirse Tener en cuenta Syscall Se invoca una función que ejecuta una llamada con parametros adecuados al kernel. Esta función hace un cambio indirecto, por medio de una tabla de direcciones llamada trap table, a la función kernel del sistema operativo. Message Passing El proceso del usuario construye un mensaje que le envia al kernel, este a su vez envia un mensaje al proceso usuario. del Sistema Operativo
46 Debe Cumplirse Tener en cuenta Figura: Invocar al SO - Tomado de Operating Systems, 3 Edition, Gary Nutt del Sistema Operativo
47 Logica del SO Logica del SO A nivel lógico, el SO está hecho del manejador de procesos, memoria, dispositivos y archivos. Cada uno de esos manejadores necesitan, de vez en cuando, estructuras poseidas por otro manejador. Por esta razón se violan principios de modularidad al diseñar un SO. del Sistema Operativo
48 Lógica del SO Logica del SO Figura: del SO - Tomado de Operating Systems, 3 Edition, Gary Nutt del Sistema Operativo
49 Fin de la Clase Introducción Logica del SO Nos vemos en la próxima!!! del Sistema Operativo
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