Introducción a los Sistemas Operativos

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1 Facultad de Ingeniería Universidad de Buenos Aires Sistemas Operativos Lic. Ing. Osvaldo Clúa 2007 Introducción a los Sistemas Operativos

2 Qué es un Sistema Operativo? Un programa que hace de intermediario entre el usuario de una computadora y el Hardware. Es quien administra los recursos de un Sistema de Computación. 2

3 Concepto de máquina extendida Cada nivel interpreta al nivel superior 3

4 Niveles 4

5 Interpretación Nivel N Estado S1 Nivel N 1 S1a I11 Instrucción I1 S1b I12 S1c Estado S2 I13... I1n S1k El estado de una máquina virtual solo está definido entre instrucción e instrucción. 5

6 Modos de la CPU (1) Son restricciones a las instrucciones que pueden ejecutarse. Se los conoce también como niveles o anillos de privilegio. El modo con mas privilegios (menos restricciones) se conoce como ring-0, kernel, master-mode, supervisor, privileged. El resto son modos de usuario o user-mode. 6

7 Modos de la CPU (2) Se pasa de un modo usuario a modo supervisor por medio de una Interrupción. Sincrónica o Software trap. Asincrónica (I/O, Timer, External) El retorno a un modo usuario está a cargo del programa. 7

8 Interrupciones Primer Nivel de atención de interrupciones salvar el contexto (registros, cod condición, dirección de retorno). según el tipo de interrupción pasar al Segundo nivel de atención de Inerrupciones atender la Interrupción Se puede interrumpir una interrupción? 8

9 Modos de la CPU (3) Algunas arquitecturas incluyen mas modos X86 Modo real, protegido y virtual. Modo hypervisor. Un sistema operativo puede tener partes corriendo en cada uno de los modos. Un programa de usuario solo corre en user mode. 9

10 Modos del Sistema Operativo Modo Usuario ejecutando un programa de usuario. Modo Kernel ejecutando un servicio propio del Sistema Operativo La CPU puede estar en algún modo user, kernel (supervisor), hypervisor, etc. 10

11 System Calls Pedidos de servicio al sistema operativo. En UNIX, descriptas en la sección 2 del man. Rastreadas durante la ejecución de un programa con strace (1). Ponen al Sistema Operativo en modo Kernel Pueden pasar a la CPU a modo Kernel (p. ej. read()) Pueden no precisar hacerlo (p. ej. getpid()) Depende del sistemas Operativo (y del autor del libro) 11

12 Library Calls Son llamados a procedimientos de biblioteca. A veces terminan en System Calls (printf( )). A veces no (strcmp()). Library = Biblioteca (se consultan libros) Bookstore = Librería (se venden libros) 12

13 Pasos para atender un System Call (con trap) 13

14 Algunos System Calls (Unix) 14

15 Algunos System Calls (Win 32) 15

16 Multi Core CPUS Un microprocesador que combina dos o mas procesadores independientes en un único package. Chip Level Multiprocessing core/ 16

17 Simultaneous Multithreading (SMT) Permite a varios threads ejecutar instrucciones diferentes en el mismo ciclo de reloj. Grano fino en cada ciclo se hace una instrucción de un thread diferente. Grano grueso Solo cambia de thread ante eventos de latencia larga. 17

18 HyperThreading Versión Intel de SMT. Duplica los elementos que guardan el estado. Barrel Processor. Debe administrarlo el Sistema Operativo. ftp://download.intel.com/technology/itj/2002/volume06issue01/vol6iss1_hyper_threading_technology.pdf 18

19 Máquinas Virtuales Se agrega software a una máquina para implementar otra arquitectura. Emulación: Bochs PearPC, Virtual PC (Versión PPC), QEMU 19

20 Máquinas Virtuales (2) Virtualización de Aplicaciones: Se crea un ambiente parcial para determinadas aplicaciones. Java Virtual Machine, Softricity. (No WINE). Virtualización del Sistema Operativo: Linux-VServer, Virtuozzo, OpenVZ, Solaris Containers, y FreeBSD Jails 20

21 Máquinas Virtuales (3) Para-Virtualización: No simula el Hardware sino que ofrece una API a la que se accede modificando el Sistema Anfitrión (Host). XEN, Parallels, VMWare, VirtuaBox. Las APIs se suelen llamar HyperCalls Al sistema se lo conoce como HyperVisor 21

22 HyperVisor Un monitor para maquinas virtuales Tipo 1 Corre sobre el hardware (Xen, VMware's ESX Server) Tipo 2 Precisa de un Sistema Operativo ( VMware server, Microsoft Virtual Server). La migración vertical está llegando: IVT (Vanderpool) AMD-v (Pacifica) Más sobre el tema IEEE Computer Mayo

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