ARQUITECTURA, FUNCIONES Y ELEMENTOS DEL SISTEMA OPERATIVO INFORMÁTICO PEDRO MILENA JACOBO RUYMÁN

Transcripción

1 ARQUITECTURA, FUNCIONES Y ELEMENTOS DEL SISTEMA OPERATIVO INFORMÁTICO PEDRO MILENA JACOBO RUYMÁN

2 ARQUITECTURAS DEL SISTEMA OPERATIVO INFORMÁTICO

3 ESQUEMA FUNCIONAL DE UN ORDENADOR

4 LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESO Y SUS ELEMENTOS CPU Memoria ROM Memoria RAM Dispositivos de entrada y salida Dispositivos de almacenamiento

5 BUSES Vía que se encarga de transmitir y recibir las conexiones internas o externas de un sistema informático. Bus paralelo Bus de datos Bus de direcciones Bus de control Bus de serie

6 CORRESPONDENCIA ENTRE LOS SUBSISTEMAS FÍSICOS Y LÓGICOS Físico Procesador Subsistema de E/S Subsistema de comunicaciones Lógico Programas de control Programas de servicio

7 FUNCIONES DEL SISTEMA OPERATIVO INFORMÁTICO

8 CONCEPTOS BÁSICOS Los procesos Los archivos Las llamadas al sistema El núcleo del sistema operativo El intérprete de comandos

9 LOS PROCESOS Son los programas en ejecución de cualquier sistema operativo y están formados por: Las instrucciones de un programa destinadas a ser ejecutadas por el microprocesador Su estado de ejecución en un momento dado. Su memoria de trabajo Otra información que permite al sistema operativo su planificación Se deben cumplir una serie de requisitos fundamentales para que los S.O puedan trabajar con los procesos: Los procesos pueden pasar por diversos estados durante su ejecución, los cuales son los siguientes: Que el mismo sistema operativo intercale la ejecución de procesos para optimizar la utilización del procesador. Que asigne los recursos a los procesos de acuerdo con una política específica. Proporcionar al usuario mecanismos para la creación y finalización de procesos, así como para la comunicación y sincronización entre los mismos.

10 LOS ARCHIVOS Los archivos son conjuntos de información almacenada como una unidad en un dispositivo. Se almacenan en carpetas y están formados por un nombre, un punto y una extensión, que los diferencian entre sí y les atribuyen unas propiedades concretas. Principales características de un archivo: Estructuras de un archivo: La información almacenada es permanente. Independencia de la información respecto a los programas. A un archivo pueden acceder distintos programas en distintos momentos. Gran capacidad de almacenamiento. a) Secuencia de bytes b) Secuencia de registros c) Árbol

11 LAS LLAMADAS AL SISTEMA Las llamadas al sistema son mecanismos que sirven para poder solicitar servicios al sistema operativo, y además, proporcionan la interfaz entre los programas que están en ejecución y el propio sistema operativo. Su funcionamiento se basa en un método de interacción para que los programas realicen peticiones al núcleo del sistema operativo. CATEGORÍAS Control de procesos Manipulación de archivos Manipulación de dispositivos Mantenimiento de información Comunicaciones

12 EL NÚCLEO DEL SISTEMA OPERATIVO Es el software encargado de interactuar de forma directa con el hardware. Su finalidad es constituir un entorno adecuado en el que se puedan desarrollar los distintos procesos. Sus funciones principales son: Gestionar la memoria Administrar el sistema de archivos Asignar recursos entre los usuarios Administrar los servicios de entrada/salida Cambiar el estado de procesos Apoyar ciertas funciones de contabilidad del sistema CAPAS TIPOS Núcleos monolíticos Micronúcleos Núcleos híbridos Exonúcleos Aquellos núcleos de gran tamaño que engloban todos los servicios del sistema (redes, gestión de memoria, etc.). Núcleos de pequeño tamaño que fueron compilados sólo con las necesidades más básicas del sistema operativo. Parecidos a los micronúcleos, únicamente incluyen código adicional en el espacio del núcleo para que su ejecución sea más rápida. Permiten el uso de bibliotecas que proporcionan mayor funcionalidad gracias al acceso directo o casi directo al hardware.

13 EL INTÉRPRETE DE COMANDOS El intérprete de comandos es un programa en el cual podemos escribir instrucciones que luego serán ejecutadas por el sistema operativo. En estas órdenes que damos al intérprete, puede haber tanto programas internos (incluidos en el propio intérprete) como externos. Su función principal es la de servir de intermediario entre el usuario y el sistema. Entre los intérpretes de comandos más usados encontramos: Command.com cmd.exe Bash, Ksh, Burn Shell,

14 FUNCIONES A través de las siguientes funciones se conocerá cómo se comunica y se administra un sistema operativo. Interfaz de usuario. Gestión de recursos. Administración de archivos. Administración de tareas. Servicio de soporte. Aplicación práctica.

15 Interfaz de usuario Medio con el que el usuario interactúa con un sistema informático. La documentación también puede considerarse. Función indispensable Usuario consiga comunicarse con algún dispositivo cómodamente. Según clasificación general. Interfaz de software. Interfaz de hardware. Interfaz de softwarehardware. Según construcción. Interfaces de hardware. Interfaces de software. Según la forma de interactuar del usuario. Interfaces alfanuméricas. Interfaz gráfica de usuario (GUI).

16 Gestión de recursos Gestionar y planificar la utilización de los diferentes recursos que disponga el sistema eficientemente. De una forma dinámica, es decir, liberar recursos lo antes posible. Un equipo utiliza, no consume recursos. Cabe destacar que son los complementos del SO los que usan más recursos. Utilizarlos eficazmente y no invertir de más para no desaprovecharlos.

17 Gestión de recursos Windows [Control] + [Alt] + [Supr] Iniciar administrador de tareas Rendimiento Monitor de recursos

18 Gestión de recursos Ubuntu Sistema Administración Monitor del sistema Recursos

19 Administración de archivos En los actuales SO existe una estructura de árbol de carpetas y subcarpetas ordenadas jerárquicamente, las cuales contienen un número infinito de archivos o carpetas. Para visualizar la ruta se hará clic con el botón derecho sobre el icono, se seleccionará Propiedades en el menú y a continuación de Ubicación se observará la ruta completa. Dentro de una carpeta se podrán realizar varias acciones.

20 Administración de tareas Programa incluido en los actuales SO que permite obtener información sobre los programas en ejecución, usuarios conectados y el rendimiento del ordenador. Windows [Control] + [Alt] + [Supr] Iniciar administrador de tareas Ubuntu Sistema Administración Monitor del sistema

21 Administración de tareas Windows 7 Ubuntu

22 Servicio de soporte Los servicios de soporte dependen del sistema operativo y tienen como cometidos principales los siguientes: Actualizar las versiones. Mejorar la seguridad. Agregar nuevas utilidades Controlar nuevos periféricos agregados. Corregir errores de software. Hay ocasiones que las utilidades de administración o servicios no son propias del sistema operativo sino de terceros.

23 Aplicación práctica Ejemplo 1: Tras la instalación de un nuevo sistema operativo se observa que el rendimiento del equipo ha disminuido Se puede saber cuál es el problema? Debe tratarse de un problema de hardware. Habrá que ir al Monitor de recursos. En la ventana desplegada se detallarán los recursos que se encuentran limitados para el rendimiento óptimo.

24 ELEMENTOS DE UN SISTEMA INFORMATICO

25 TIPOS DE PLANIFICADORES Planificador de largo plazo: Entra en funcionamiento cuando otro proceso haya finalizado y ha pasado un tiempo a través de la gestión de cola Planificador de medio plazo: Revisa los procesos que se encuentran bloqueados y los inserta de nuevo en la cola. Planificador a corto plazo: Elige que proceso le va a asignar a la CPU

26 ALGORITMO DE PLANIFICADION SE ENCARGA DE GESTIONAR LA COLA DE LOS PROSESOS FIFO atiende el primer proceso ROUND-ROBIN INTERVALO CIRCULAR HIGH REMAINDER NEXT PRIORIDAD DEPENDIENDO DE LA COLA PRIORIDAD MULTINIVEL DIFERENTES COLAS SHORT JOB FIRST EL MAS CORTO PRIMERO

27 CREACION Y DESTRUCCION DE PROCESOS GESTION DE LA MEMORIA

28 FUNCIONES DE ADMINISTRACION DE LA MEMORIA PARTICION FIJA PARTICIONES IGUALES PARTICION DINAMICA PARTICIONES CREADAS BAJO DEMANDA PAGINACION SIMPLE SE DIVIDE EN MARCOS DE IGUAL TAMAÑO Y ESTE EN PAGINAS SEGMENTACION SIMPLE PARTICIONES EN TAMAÑO VARIABLE

29 SISTEMA DE ENTRADA Y SALIDA Este sistema está compuesto por un sistema de almacenamiento temporal, una interface de manejadores de dispositivos y otros dispositivos concretos. Los datos se intercambian entre el modelo de E/S y la CPU, esta controla directamente la operación y comprueba el dispositivo para la transferencia de datos. El inconveniente que la CPU tiene que esperar un tiempo hasta que el dispositivo esté listo.

30 La CPU envía la orden y tras hacerlo continúa con otros procesos pendientes sin tener que esperar al dispositivo. E/S síncrona E/S síncrona Cuando la operación de E/S terminal, el control vuelve al proceso que lo genero, esto se lleva a cabo por una instrucción wait o loop (espera) y coloca a la CPU en estado pasivo hasta otra interrupción vuelve el programa al usuario sin que este termine mediante una llamada del sistema que permite al usuario esperar o finalizar 4.3 DMA ( DIRECT MEMORY ACCESS) SISTEMA DE ALTA TRANSFERENCIA EN BLOQUES

31 SISTEMAS DE ARCHIVOS Se encarga de almacenar, ordenar, nombrar, editar ubicación de la información en la unidad correspondiente y crear copia de seguridad Los diferentes sistemas de archivos FAT NTFS EXT4 HFS PLUS

32 APLICACIÓN PRACTICA FORMATEAMOS LA UNIDAD DE MEMORIA E INDICAMOS EL SISTEMAS DE ARCHIVO QUE QUEREMOS

33 SISTEMAS DE PROTECCON En los sistemas operativos pueden ocurrir errores que pueden dañar el sistema por lo que se debe dar protección los programas. Así surgió la protección del sistema que controla el acceso a los recursos del usuario o los programas. Segmentación: Paginas Llaves de protección Direccionamiento basado en la capacidad divide la memoria en segmentos variables divide el espacio de la memoria en pequeños trozos divide la memoria física en bloques de un tamaño particular y cada uno asociado a una lleve de protección reemplaza los punteros por objetos protegidos que solo se pueden crear bajo instrucciones privilegiadas que solo se ejecutan en el núcleo.

34 SISTEMAS DE COMUNICACION Para la comunicación de los sistemas es necesario crear y mantener puntos de comunicación para el envío y recepción de información a través de las interfaces de red

35 SISTEMAS DE INTERPRETACION DE ORDENES COMANDOS DE TEXTO INTERFACE GRAFICA

36 PROGRAMAS DEL SISTEMA Estas aplicaciones facilitan el sistema operativo pero no forma parte de él. Dan facilidades al usuario para el desarrollo y buen funcionamiento Gestión de archivos Información del estado del sistema Soporte a lenguaje de programación, modificación de archivos Comunicación

37 También hay directorio como en Windows 7 llamado Favoritos en el cual muestra las carpetas que considera favoritas o los sitios más visitados. También tenemos herramientas simples que nos pueden indicar la fecha y hora. También suele haber un editor de texto, hojas de cálculo, etc. Simples.

38 FIN