SISTEMAS OPERATIVOS UNIDAD 1 INTRODUCCIÓN A SISTEMAS OPERATIVOS TEMA 1: Sistemas Operativos - Introducción Ing. Luis Javier Castillo H, Mgti Test de 2 SUBTEMAS » Subtema 1: Organización de una computadora » Subtema 2: Arquitectura de un sistema informático » Subtema 3: Estructura de un sistema operativo » Subtema 4: Operaciones de un sistema operativo ACTIVIDAD DE INICIO • Presentación • Lluvia de ideas OBJETIVO Conocer el esquema de como se organiza una computadora con respecto a sus recursos. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA Funcionamiento de una computadora Una computadora generalmente consta de una o más CPU y de una variedad de controladoras de dispositivo que van conectadas a través de un bus que suministra acceso a la memoria compartida. Cada una de las controladoras de dispositivo se va a encargar de un tipo específico de dispositivo, ejemplo: dispositivos de audio, unidades de disco entre otros. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA Funcionamiento de una computadora CPU Controladora de disco Controladora USB Memoria Adaptador de gráficos ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA Estructura de almacenamiento La memoria principal (RAM – random-access memory) es el área de almacenamiento donde el procesador accede directamente. 2. La memoria principal es de almacenamiento volátil que va a perder todo su contenido si se le sustrae la alimentación. 1. Generalmente, la memoria principal es pequeña para el almacenamiento de todos los datos y programas necesarios de manera permanente. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA Estructura de almacenamiento Por ende, los sistemas informáticos brindan un almacenamiento secundario, una extensión de la memoria principal. El requerimiento más importante de este almacenamiento es que se tiene que almacenar grandes cantidades de datos de manera permanente. Un dispositivo de almacenamiento secundario es el disco magnético, brinda un sistema de almacenamiento para datos como para programas. La mayor parte de programas son almacenados en un disco hasta que carguen en la memoria. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA Estructura de almacenamiento Un sistema informático tiene una amplia variedad de sistemas de almacenamientos estos se pueden organizar en una jerarquía según su coste y velocidad ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA Estructura de almacenamiento Los sistemas de almacenamiento son volátiles o no volátiles. Cuando hay ausencia de sistemas de alimentación de reserva y baterías caras, los datos deben estar en el almacenamiento no volátil para su protección. El almacenamiento volátil va a perder su contenido o datos cuando se le sustrae su alimentación del dispositivo. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA Estructura de E/S El sistema operativo gestiona las entradas y salidas, ya que es importante para el rendimiento del sistema y debido a la variedad de dispositivos. Cuando se inicia una operación de Entrada y Salida, la controladora de dispositivo va a cargar los registros de la controladora hardware, la cual va a examinar lo que contiene los registros para proceder a determinar la acción que va a realizar. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA Funcionamiento de un sistema informático Estructura de E/S Video Enlace ARQUITECTURA DE UN SISTEMA INFORMÁTICO Un sistema informático puede organizarse de diferentes maneras, se pueden clasificar de acorde con el número de procesador. Sistemas de un solo procesador En estos sistemas hay una CPU principal que ejecuta diferentes instrucciones e incluyen procesos de usuario, los sistemas disponen de otros procesadores de propósito especial. Estos procesadores van a ejecutar un conjunto de instrucciones limitado y no van a ejecutar los procesos de usuario. ARQUITECTURA DE UN SISTEMA INFORMÁTICO Sistemas multiprocesador Estos sistemas tienen dos o más procesadores que se están comunicando entre sí, tienen tres ventajas importantes: 1. Economía de escala 2. Mayor rendimiento 3. Mayor fiabilidad ARQUITECTURA DE UN SISTEMA INFORMÁTICO Sistemas multiprocesador Los sistemas multiprocesador son de dos tipos: Multiprocesamiento asimétrico Multiprocesamiento simétrico ARQUITECTURA DE UN SISTEMA INFORMÁTICO Sistemas cluster Los sistemas cluster usan múltiples CPU para realizar el trabajo. Estos sistemas se diferencian de los multiprocesadores en que se forman por dos o más sistemas individuales acoplados. La conexión en cluster es usada para brindar servicio con una alta disponibilidad; un servicio que funcione a pesar que uno o más sistemas del cluster puedan fallar. ARQUITECTURA DE UN SISTEMA INFORMÁTICO Sistemas cluster El cluster puede estructurarse: Cluster asimétrico Cluster simétrico ESTRUCTURA DE UN SISTEMA OPERATIVO Un sistema de tiempo compartido va a emplear componentes de planificación de la CPU y multiprogramación para poder brindar a los usuarios una pequeña parte de la computadora en tiempo compartido. Cada usuario va a tener por lo menos un programa que sea diferente en la memoria. Aquel programa que está cargado en la memoria y que se está ejecutando se va a denominar proceso. El proceso se ejecutará por un pequeño período de tiempo, antes de que termine o si necesita ejecutar una operación de E/S. ESTRUCTURA DE UN SISTEMA OPERATIVO La Multi-programación y el tiempo compartido van a requerir mantener en la memoria diferentes trabajos simultáneamente, ya que la memoria principal por lo general es pequeña para adecuar los trabajos por completo, estos se van a mantener primero en el disco, en la cola de trabajos. Esta cola tiene los procesos que están en el disco a la espera de la asignación de la memoria principal. Si se tiene algunos trabajos que ya se encuentran preparados para ir a la memoria y no hay el espacio necesario para todos, entonces el sistema realiza una selección entre ellos, aquella toma de decisión es denominada planificación de trabajos. OPERACIONES DEL SISTEMA OPERATIVO Un sistema operativo tiene que ser diseñado para asegurar de que un programa fallido no pueda afectar a que otros programas se ejecuten de manera correcta. Operación en modo dual Se necesita como mínimo dos modos de operación: Modo usuario y modo kernel. Un bit que se denomina bit de modo, es añadido al hardware para dar la indicación del modo actual: usuario (1) o kernel (0). OPERACIONES DEL SISTEMA OPERATIVO OPERACIONES DEL SISTEMA OPERATIVO Operación en modo dual El modo dual brinda medios para la protección del S.O de los usuarios que causen errores, además también protege a los usuarios de los posibles errores de otros usuarios. Esto se obtiene cuando se designa instrucciones de máquina que puedan afectar como instrucciones privilegiadas. El hardware logra hacer que las instrucciones privilegiadas sólo se puedan ejecutar en el modo kernel. OPERACIONES DEL SISTEMA OPERATIVO Temporizador Se debe asegurar que el S.O tenga el control del CPU. Como ejemplo: se debe de impedir que una app de usuario logre entrar en un bucle infinito o que no solicite los servicios del sistema y nunca el S.O obtenga el control. Para lograr cumplir con este objetivo, se puede utilizar un temporizador. Se puede configurar el temporizador para que sea capaz de interrumpir a la pc después de un período determinado, aquel período puede ser variable o fijo. PREGUNTAS • Organización computadora de una • Arquitectura de un sistema informático • Estructura de un sistema operativo • Operaciones de un sistema operativo BIBLIOGRAFÍA • JULIA, P. (2012). Sistemas Operativos. Universidad Técnica Particular de Loja. • SILBERSCHATZ, A. (2006). Fundamentos de sistemas operativos. México: McGraw-Hill.
