Download Introduccion a Sistemas Operativos

Sistemas
Sistemas Operativos
Operativos
Dpto.
Dpto.Informática
InformáticayyAutomática
Automática
Universidad
de
Salamanca
Universidad de Salamanca
DIA. Universidad de Salamanca
24-sep-07
1
Bibliografía
Bibliografía
•• MODERN
MODERNOPERATING
OPERATINGSYSTEMS
SYSTEMS
•• A.
A.S.
S.Tanenbaum
Tanenbaum
•• Prentice-Hall
Prentice-HallInternational,
International,1992.
1992.
•• SISTEMAS
SISTEMASOPERATIVOS
OPERATIVOS
•• Stallings
Stallings
•• Prentice
PrenticeHall,
Hall,2005
2005
•• ORGANIZACIÓN
ORGANIZACIÓNDE
DECOMPUTADORAS.
COMPUTADORAS.
•• A.S.
Tanenbaum.
A.S. Tanenbaum.
•• Prentice
PrenticeHall,
Hall,2000
2000
DIA. Universidad de Salamanca
24-sep-07
Sistemas Operativos - 1 - Dpto. Informática
2
Contenido:
Contenido:
•• 11Introducción
Introducción
991.1
1.1¿Qué
¿Quées
esun
unSistema
SistemaOperativo?
Operativo?
991.2
1.2Historia
Historiade
delos
losSistemas
SistemasOperativos.
Operativos.
991.3
1.3Conceptos
Conceptossobre
sobreSistemas
SistemasOperativos.
Operativos.
991.4
1.4Estructura
Estructurade
delos
losSistemas
SistemasOperativos.
Operativos.
•• 22Procesos
Procesos
992.1
2.1Introducción
Introducciónaalos
losProcesos.
Procesos.
992.2
2.2Comunicación
Comunicaciónentre
entreProcesos.
Procesos.
992.3
2.3Problemas
ProblemasClásicos
Clásicosde
deComunicación.
Comunicación.
992.4
2.4Planificación
Planificación(Scheduling)
(Scheduling)de
deProcesos.
Procesos.
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3
Contenido:
Contenido: (II)
(II)
•• 33Gestión
Gestiónde
deMemoria
Memoria
993.1
3.1Gestión
Gestiónde
deMemoria
Memoriasin
sinSwapping
SwappingooPaginación.
Paginación.
993.2
3.2Swapping.
Swapping.
993.3
3.3Memoria
MemoriaVirtual.
Virtual.
993.4
3.4Algoritmos
Algoritmosde
deDesalojo
Desalojode
dePáginas.
Páginas.
993.5
3.5Algoritmos
Algoritmosde
dePaginación.
Paginación.
993.6
3.6Diseño
Diseñode
deModelos
Modelosde
deSistemas
Sistemasde
dePaginación.
Paginación.
993.7
Segmentación.
3.7 Segmentación.
•• 44Sistemas
Sistemasde
deFicheros
Ficheros
994.1
4.1Ficheros.
Ficheros.
994.2
4.2Directorios.
Directorios.
994.3
4.3Implementación
Implementacióndel
delSistema
Sistemade
deFicheros.
Ficheros.
994.4
Seguridad.
4.4 Seguridad.
994.5
4.5Mecanismos
Mecanismosde
deProtección.
Protección.
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Sistemas Operativos - 2 - Dpto. Informática
4
Contenido:
Contenido:(III)
(III)
•• 55Entrada/Salida
Entrada/Salida
995.1
5.1Principios
Principiosde
deHardware
Hardwarede
deE/S.
E/S.
995.2
5.2Principios
Principiosde
deSoftware
Softwarede
deE/S.
E/S.
995.3
5.3Disco.
Disco.
995.4
5.4Relojes.
Relojes.
995.5
5.5Terminales.
Terminales.
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5
Contenido:
Contenido:(IV)
(IV)
•• 77Caso
Casode
deEstudio
Estudio11::Unix
Unix
997.1
7.1Historia
Historiadel
delUnix.
Unix.
997.2
7.2Repaso
Repasode
deUnix.
Unix.
997.3
7.3Conceptos
ConceptosFundamentales.
Fundamentales.
997.4
7.4Llamadas
Llamadasdel
delSistema.
Sistema.
997.5
7.5Implementaciones
Implementacionesde
deUnix.
Unix.
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Sistemas Operativos - 3 - Dpto. Informática
6
Introducción
Introducción
Introducción
Introducción
99Los
Losordenadores
ordenadoressin
sinun
unsoftware
softwareadecuado
adecuadoson
sonprácticamente
prácticamentechatarra.
chatarra.
99Dos
Dosclases
clasesde
deSoftware:
Software:
programas
programasdel
delsistema,
sistema,que
quecontrolan
controlanlas
lasoperaciones
operacionesdel
delcomputador
computadoren
ensi,
si,
programas
programasde
deaplicación,
aplicación, que
queresuelven
resuelvenlos
losproblemas
problemasde
delos
losusuarios.
usuarios.
99Entre
Entrelos
losprogramas
programasdel
delsistema,
sistema,elelSistema
SistemaOperativo
Operativoes
eselel más
másimportante
importante: :
controla
controlalos
losrecursos
recursosdel
delcomputador
computador(uno
(unooomás
másprocesadores,
procesadores,memoria,
memoria,discos,
discos,interfaces
interfacesde
de
red,
red,dispositivos
dispositivosde
deE/S,
E/S,etc),
etc),yy
sirve
de
base
para
que
sean
escritos
los
programas
de
aplicación.
sirve de base para que sean escritos los programas de aplicación.
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7
Introducción
Introducción
Gestión de
Bancos
Reserva de
Vuelos
Juegos de
Aventuras
Compiladores
Editores
Intérpretes
de comandos
Programas de
Aplicaciones
Programas de
Sistema
Sistema Operativo
Lenguaje Máquina
Microprogramación
Hardware
Dispositivos Físicos
Un computador está compuesto por el hardware, los programas de sistema y las aplicaciones.
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Sistemas Operativos - 4 - Dpto. Informática
8
Capas
Capasde
deun
unsistema
sistemainformático
informático
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9
Niveles
Niveles de
de tratamiento
tratamiento
ƒƒ Se
Se suele
suele dividir
dividir elel tratamiento
tratamiento de
de los
los computadores
computadores en
en los
los seis
seis niveles
niveles
siguientes
siguientes::
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Sistemas Operativos - 5 - Dpto. Informática
10
Modelo
Modelo de
deVon
VonNeumann
Neumann
•• En
En1947
1947se
sepublicó
publicóun
uninforme
informeen
enel
elque
quese
seestablecieron
establecieronlos
losfundamentos
fundamentos
de
delas
lascomputadoras
computadorasactuales.
actuales.Los
Losdos
dospuntos
puntosprincipales
principalesfueron:
fueron:
99Concepto
Conceptode
deprograma
programaalmacenado.
almacenado.
99Utilización
Utilizacióndel
delsistema
sistemabinario
binariode
denumeración.
numeración.
•• El
Elesquema
esquemapropuesto,
propuesto,conocido
conocidocomo
como“modelo
“modelode
deVon
VonNeumann”
Neumann”se
seusó
usó
por
porvez
vezprimera
primeraen
enla
lamáquina
máquinaIAS
IAS(Institute
(Institutefor
for Advanced
AdvancedStudies),
Studies),de
dela
la
Universidad
Universidadde
dePrinceton.
Princeton.
En la memoria se
almacenan datos
y secuencias de
instrucciones.
La Unidad de
Control determina
el conjunto de
acciones a
ejecutar por la
unidad Aritmética
Lógica
El conjunto UC-UAL se
llama Unidad Central
de Proceso (UCP)
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11
Diferentes
Diferentes tipos
tiposde
de datos:
datos:
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Sistemas Operativos - 6 - Dpto. Informática
12
Un
Un computador
computador completo:
completo:
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13
Computador
Computadorcompleto
completocon
conmás
másdetalle
detalle
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Sistemas Operativos - 7 - Dpto. Informática
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CPU
CPU
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15
Memoria
Memoria Principal
Principal
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Sistemas Operativos - 8 - Dpto. Informática
16
Un
Un computador
computador completo
completo
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Introducción
Introducción
•• ¿Qué
¿Quées
esun
unSistema
SistemaOperativo?
Operativo?
99
Casi
Casitodos
todossabemos
sabemosde
dequé
quése
seestá
estáhablando,
hablando,pero
perono
noresulta
resultafácil
fácildefinirlo.
definirlo.
99Existen
Existendos
dosdefiniciones
definicionesque,
que,en
encierto
ciertomodo,
modo,se
secomplementan:
complementan:
Conjunto
Conjuntode
deprogramas
programasencargados
encargadosde
degestionar
gestionarde
deforma
formaeficiente
eficientetodos
todoslos
losrecursos
recursosde
deun
un
sistema
sistemainformático
informáticoentre
entretodos
todoslos
losprocesos
procesosque
quecompiten
compitenpor
porellos.
ellos.
Conjunto
Conjunto de
de programas
programas encargados
encargados de
de dar
dar alal usuario
usuario lala ilusión
ilusión de
de estar
estar utilizando
utilizando una
una
máquina
máquinarelativamente
relativamentesimple,
simple,ocultando
ocultandotodos
todoslos
losdetalles
detallesde
deimplementación
implementación(principio
(principiode
de
embellecimiento)
.
embellecimiento) .
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Sistemas Operativos - 9 - Dpto. Informática
18
Introducción
Introducción
El
ElSistema
SistemaOperativo
Operativocomo
comouna
unaMáquina
MáquinaVirtual.
Virtual.
R0
A
640
R1
R2
B
121
sumador
Sistema
Sistema
Operativo
Operativo
A=640;
B=121;
C=A+B;
Unidad Aritmético Lógica
C
761
LOAD 640, A
LOAD 121, B
MOV A, RO
MOV B, R1
ADD R0, R1
MOV R0, C
Programa
Código Máquina
Memoria
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Introducción
Introducción
El
ElSistema
SistemaOperativo
Operativocomo
comoun
unGestor
Gestorde
deRecursos.
Recursos.
Usuario 1
Recurso 1
Usuario 2
Recurso 2
Sistema
Sistema
Operativo
Operativo
Usuario n
Recurso m
Peticiones
Respuestas
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Sistemas Operativos - 10 - Dpto. Informática
20
Gestor
Gestorde
derecursos
recursos
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Introducción
Introducción
Historia
Historiade
delos
losSistemas
SistemasOperativos.
Operativos.
99Primer
Primercomputador
computadordigital:
digital:lalaMáquina
MáquinaAnalítica
Analíticade
deCharles
CharlesBabbage
Babbage(1833-1846).
(1833-1846).No
No
tenía
teníasistema
sistemaoperativo.
operativo.
991.2.1
1.2.1 La
La Primera
Primera Generación
Generación (1945-1955):
(1945-1955): Válvulas
Válvulas de
de Vacio
Vacio yy Tableros
Tableros de
de
Conexiones:
Conexiones:
Los
Losprogramas
programaseran
erancableados
cableadosyyno
noexistía
existíaelelsistema
sistemaoperativo.
operativo.
Tarjetas
Tarjetasperforadas.
perforadas.
Un
Unmismo
mismogrupo
grupode
degente
gentediseñaba,
diseñaba,construía,
construía,programaba
programabayymantenía
manteníacada
cadacomputador.
computador.
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Sistemas Operativos - 11 - Dpto. Informática
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23
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Sistemas Operativos - 12 - Dpto. Informática
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Calculadora
Calculadora(1700)
(1700)Deutsches
DeutschesMuseum
MuseumMunich
Munich
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Sistemas Operativos - 13 - Dpto. Informática
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Sistemas Operativos - 14 - Dpto. Informática
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La
LaMáquina
MáquinaAnálítica
Análítica
La primera máquina de calcular de Babbage
Reproducción en el Museo de Ciencias
Londres.
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Sistemas Operativos - 15 - Dpto. Informática
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Sistemas Operativos - 16 - Dpto. Informática
DIA. Universidad de Salamanca
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33
MARK
MARKII
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Sistemas Operativos - 17 - Dpto. Informática
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ENIAC
ENIAC
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35
ENIAC
ENIAC
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Sistemas Operativos - 18 - Dpto. Informática
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Von
VonNeumann
Neumann
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Tabuladora
Tabuladorayyperdoradora
perdoradorade
defichas
fichas(1948)
(1948)
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Sistemas Operativos - 19 - Dpto. Informática
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Ordenadores
Ordenadoresde
dePrimera
PrimeraGeneración
Generación
Memoria de tambor magnético
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Introducción
Introducción
La
LaSegunda
SegundaGeneración
Generación(1955-1965):
(1955-1965):El
ElTransistor
Transistoryylos
losSistemas
SistemasBatch.
Batch.
99La
Laintroducción
introduccióndel
deltransistor
transistorcambió
cambióradicalmente
radicalmentelalaescena.
escena.
99Los
computadores
se
podían
comercializar
Los computadores se podían comercializaryycomprar.
comprar.
99Separación
Separaciónentre
entrelos
losdiseñadores
diseñadoresyylos
losusuarios.
usuarios.
entrada
proceso
salida
$END
$RUN
$LOAD
$FORTRAN
$JOB,10,3,pepe
Datos
Programa
FORTRAN
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Sistemas Operativos - 20 - Dpto. Informática
40
Ejemplo
Ejemplode
detrabajo
trabajoen
enla
lasegunda
segundageneración
generación
•• Un
Un ejemplo
ejemplo de
de conjunto
conjunto de
de fichas
fichas perforadas
perforadas para
para ejecutar
ejecutar un
un programa
programa
en
enFortran
Fortrancon
conelelsistema
sistemaOperativo
OperativoFMS:
FMS:
$JOB, 5494, LUIS
Fichas para la gestión del CPD
$XEQ
$FORTRAN
Llamada al compilador Fortran
.....
....
.....
Fichas con el programa en
Fortran
$DATA
....
....
Fichas con los datos para el
programa Fortran
....
$END
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Ordenador
Ordenadorde
decálculo
cálculode
detiro
tiro(1961)
(1961)
Museo Naval de El Ferrol
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Sistemas Operativos - 21 - Dpto. Informática
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IBM
IBM 7094
7094 (1962)
(1962)
El IBM 7094 de la Universidad de Columbia.
(1965)
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Introducción
Introducción
La
LaTercera
TerceraGeneración
Generación(1965-1980):
(1965-1980):ICs
ICsyyMultiprogramación.
Multiprogramación.
99Dos
Dostendencias
tendencias: :cálculo
cálculocientífico
científicoyytratamiento
tratamientomasivo
masivode
dedatos.
datos.
99Exigencia
Exigenciade
demás
másrapidez.
rapidez.
99Familia
Familiade
decomputadores
computadores: :
misma
mismaarquitectura,
arquitectura,diferente
diferenteprecio
precioyyprestaciones
prestaciones
circuitos
circuitosintegrados
integrados(ICs)
(ICs)
SO
SOversátiles,
versátiles,grandes
grandesyycomplejos.
complejos.
multiprogramación
multiprogramación
partición
particiónde
dememoria
memoria
Particiones
spooling
spooling
de
tiempo
tiempocompartido
compartido
Memoria
Trabajo 3
Trabajo 2
Trabajo 1
Sistema
Operativo
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Sistemas Operativos - 22 - Dpto. Informática
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IBM
IBM360/91
360/91(1969)
(1969)
Un IBM 360/91 en la NASA (1969)
El Sistema Operativo era OS/360
VAX 11 de DEC (1978)
El Sistema Operativo era VMS
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45
Olivetti
Olivetti1967
1967
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Sistemas Operativos - 23 - Dpto. Informática
46
Introducción
Introducción
La
LaCuarta
CuartaGeneración
Generación(1980-1990):
(1980-1990):Ordenadores
OrdenadoresPersonales.
Personales.
99circuitos
circuitosintegrados
integradosde
dealta
altaescala
escalade
deintegración
integración(VLS).
(VLS).
99computadores
personales
y
workstations.
workstations
computadores personales y workstations.
99industria
-friendly,
user
friendly los
industria del
del software,
software, useruser-friendly,
los usuarios
usuarios no
no tienen
tienen que
que saber
saber nada
nada sobre
sobre
informática.
informática.
99dos
dosSOs
SOs: :elelMS-DOS
MS-DOS(PCs
(PCsIntel
Intel8088
8088yy80x86)
80x86)yyelelUNIX
UNIX(WSs).
(WSs).
99redes
de
PCs
:
SO
de
red
y
SO
distribuidos.
distribuidos
redes de PCs : SO de red y SO distribuidos.
SO
SOde
dered,
red,los
losusuarios
usuariosconocen
conocenlalaexistencia
existenciade
demultiples
multiplescomputadores.
computadores.
SO
distribuido,
los
usuarios
no
deberían
saber
dónde
SO distribuido, los usuarios no deberían saber dóndese
seestán
estánejecutando
ejecutandosus
susprogramas,
programas,oo
dónde
dóndeestán
estánlocalizados
localizadossus
susficheros.
ficheros.
•• 1990
1990––Actualidad
Actualidad
99LA
LArevolución
revoluciónmayor
mayorestá
estáproducida
producidapor
porlalaRed
Redde
deredes
redes(Internet)
(Internet)que
queha
haproducido
producido
una
unaserie
seriede
defenómenos
fenómenostecnológicos
tecnológicosy,y,sobre
sobretodo,
todo,sociológicos
sociológicoscuyo
cuyoalcance
alcanceestá
está
todavía
por
determinar.
todavía por determinar.
99Además,
Además,los
losavances
avancesen
enlalamicroelectrónica
microelectrónicayylos
losdescensos
descensosen
enlos
loscostes
costeshan
hanhecho
hecho
que
quelos
loscomputadores
computadoresestén
esténpresentes
presentes en
encasi
casitodos
todoslos
losámbitos.
ámbitos.
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Spectrum
Spectrum 1982
1982
•• Procesador
Procesador Zilog
Zilog Z80A
Z80A de
de 88 bit
bit aa 3,5
3,5 MHZ,
MHZ, memória
memória de
de 64K
64K
(ROM,
RAM)
y
UAL.
La
ROM,
con
16K,
almacenaba
de
(ROM, RAM) y UAL. La ROM, con 16K, almacenaba de modo
modo
permanente
programas,
permanente
programas, tablas
tablas etc.
etc. necesarios
necesarios para
para el
el
funcionamiento
funcionamiento del
del sistema
sistema yy un
un interprete
interprete BASIC.
BASIC. La
La RAM
RAM
tenía
teníaun
unárea
áreade
detrabajo
trabajode
de 48K.
48K.
Foto: Museo Virtual
de la Universidad
de Minho
(Portugal)
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Sistemas Operativos - 24 - Dpto. Informática
48
Ordenadores
Ordenadorespersonales
personales
Osborne 1 (1982)
Primer ordenador
potátil (11 Kg)
MacIntosh (1984)
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49
Ley
Leyde
deMoore
Moorede
deevolución
evolucióntecnológica
tecnológica
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Sistemas Operativos - 25 - Dpto. Informática
50
Algunos
Algunoshitos
hitosen
enla
lahistoria
historiade
delos
loscomputadores
computadores
Año
1834
Nombre
Máquina Analítica
Hecho por
C. Babbage
Comentario
Primer intento de construcción
1936
Z1
K. Zuse
Máquina de relés.
1943
COLOSSUS
Gobierno Británico
Primer computador electrónico
1944
Mark 1
H. Aiken
Primer
electromecánico
computador
1946
ENIAC
Eckert, Mauchly
Inicio de la historia.
1952
IAS
Von Neumann
Arquitectura actual
1960
PDP-1
Digital
Primer
minicomputador
vendieron 50)
(se
1964
Serie 360
IBM
Primera familia de productos.
1964
6600
CDC
Primer superordenador
1970
PDP-11
Digital
Mini más vendido
1978
VAX
Digital
Mini-super-ordenador
1981
IBM PC
IBM
Primer computador personal
1985
HP –UX
Hewlett Packard
Version comercial de Unix.
1985
MIPS
MIPS
Primera máquina RISC
1987
SPARC
SUN
Primera máquina RISC-SPARC
1993
Pentium
Intel
Procesador 32 bits
...........
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51
Microsoft
Microsoft
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Sistemas Operativos - 26 - Dpto. Informática
52
DIA. Universidad de Salamanca
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53
Organización
Organizacióntípica
típicade
deun
uncomputador.
computador.
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Sistemas Operativos - 27 - Dpto. Informática
54
Ciclo
Ciclobásico
básicode
deinstrucción
instrucción
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55
Algunas
Algunasmejoras
mejorassobre
sobreVon
VonNeumann(1)
Neumann(1)
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Sistemas Operativos - 28 - Dpto. Informática
56
Algunas
Algunasmejoras
mejorassobre
sobreVon
VonNeumann(2)
Neumann(2)
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57
Algunas
Algunasmejoras
mejorassobre
sobreVon
VonNeumann(3)
Neumann(3)
•• Máquinas
Máquinas“superescalares”
“superescalares”::
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Sistemas Operativos - 29 - Dpto. Informática
58
Algunas
Algunasmejoras
mejorassobre
sobreVon
VonNeumann(4)
Neumann(4)
•• Sistemas
Sistemasmultiprocesadores
multiprocesadores::
DIA. Universidad de Salamanca
24-sep-07
59
Componentes
Componentesde
deun
unSistema
SistemaOperativo
Operativo
DIA. Universidad de Salamanca
24-sep-07
Sistemas Operativos - 30 - Dpto. Informática
60
Introducción
Introducción
Conceptos
Conceptossobre
sobreSistemas
SistemasOperativos.
Operativos.
99Llamadas
LlamadasalalSistema
Sistema: :
interface
interfaceentre
entreelelSO
SOyylos
losprogramas
programasde
deusuario.
usuario.
crean,
crean,borran
borranyyutilizan
utilizanobjetos
objetossoftware
softwaregestionados
gestionadospor
porelelSO.
SO.
99Procesos.
Procesos
Procesos.
99Ficheros.
Ficheros
Ficheros.
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61
24-sep-07
Introducción
Introducción
Procesos
Procesos
99Genérico:
Genérico: Proceso
Proceso == secuencia
secuencia de
de actividades
actividades llevadas
llevadas aa cabo
cabo para
para un
un propósito
propósito
específico.
específico.Por
Porejemplo,
ejemplo,proceso
procesopenal,
penal,proceso
procesoquímico,
químico,etc.
etc.
99Informática
Informática: :proceso
proceso== programa
programaen
enejecución
ejecuciónyytoda
todalalainformación
informaciónnecesaria
necesariapara
para
ejecutar
ejecutarelelprograma.
programa.
99En
Ensistemas
sistemasde
detiempo
tiempocompartido,
compartido,cuando
cuandose
sesuspende
suspendelalaejecución
ejecuciónde
deun
unproceso
proceso
debe
debeguardarse
guardarsesu
suestado
estadopara
parapoder
poderrestaurarlo
restaurarlodespués:
después:
99Tabla
Tablade
deProcesos.
Procesos.
Proceso 1
Proceso 2
Proceso 3
Proceso n
direcciones
datos
P. C.
Stack Pointer
Pila
Registros
Estructura relativa a un Proceso
Tabla de Procesos
99Creación
Creaciónyydestrucción
destrucción
99Procesos
Procesoshijo
hijo
99Comunicación
Comunicaciónentre
entreprocesos:
procesos:señales
señales
99Identificación
de
procesos
Identificación de procesos
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24-sep-07
Sistemas Operativos - 31 - Dpto. Informática
62
Introducción
Introducción
Ficheros
Ficheros
99elelSO
SOse
seencarga
encargade
depresentarnos
presentarnosun
unmodelo
modelode
desistema
sistemade
deficheros
ficherosindependiente
independiente
de
dedispositivo
dispositivo
99las
lasllamadas
llamadasalalsistema
sistemase
seencargan
encargande
delas
lasoperaciones
operacionescon
conficheros
ficheros
99directorio:
directorio:una
unamanera
manerade
deorganizar
organizaryyagrupar
agruparficheros
ficheros
99jerarquía
jerarquíade
dedirectorios,
directorios,árbol
árbolde
dedirectorios
directorios
99path
pathname
name
proceso
proceso
99root
rootdirectory
directory
pipe
99working
directory
working directory
A
B
99sistema
sistemade
deprotección
protecciónde
deficheros
ficheros
99dispositivos
dispositivosde
deE/S
E/Svistos
vistoscomo
comoficheros
ficheros
99pipes
pipes
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63
24-sep-07
Introducción
Introducción
•• Las
LasLlamadas
LlamadasalalSistema
Sistema
Sistema de
Ficheros
count=read(file,buffer,nbytes)
Programa de usuario
file
disco
nbytes
cilindro
buffer
pista
READ
read
file,buffer,nbytes
Procedimiento
Llamada al sistema
RETURN
Procedimientos
lectura
TRAP
FROM
TRAP
Biblioteca de
datos
Sistema
Sistema
Operativo
Operativo
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24-sep-07
Sistemas Operativos - 32 - Dpto. Informática
64
Introducción
Introducción
El
ElShell
Shell
tratamiento de las
llamadas al sistema
compiladores
editores
etc ...
$
$ date
intérprete de
comandos
Sistema
Operativo
$ date >fichero
$ sort <fichero1
>fichero2
$ cat file1 file2
| sort >/dev/lp
$ cat file1 file2
| sort >/dev/lp &
$
Herramientas
Shell
Terminal de usuario
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24-sep-07
65
Introducción
Introducción
Estructura
Estructuradel
delSistema
SistemaOperativo
Operativo
99Hasta
Hasta ahora
ahora hemos
hemos estado
estado analizando
analizando alal SO
SO desde
desde fuera,
fuera, desde
desde su
su función
función yy
objetivos.
objetivos.En
Enesta
estasección
secciónvamos
vamosaaexaminar
examinarcuatro
cuatrodiferentes
diferentesestructuras
estructurasdel
delmismo
mismo
que
quehan
hansido
sidoprobadas,
probadas,para
parapoder
poderhacernos
hacernosuna
unaidea
ideade
delas
lasposibilidades.
posibilidades.
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24-sep-07
Sistemas Operativos - 33 - Dpto. Informática
66
Introducción
Introducción
Sistemas
SistemasMonolíticos
Monolíticos
Programa de Usuario 2
Programa de Usuario 1
Llamada al
Sistema
Memoria
Principal
Programas de Usuario
Ejecutandose en
Modo Usuario
(4)
(1)
(3)
Procedimiento
de Servicio
(2)
Sistema Operativo
Ejecutandose en
Modo Supervisor o “kernel”
Tabla
Pasos implicados en una llamada al sistema :
(1) programa de usuario manda una llamada (TRAP) al kernel.
(2) El SO determina el numero del procedimiento de servicio requerido.
(3) El SO localiza y llama al procedimiento de servicio implicado.
(4) El control es devuelto al programa de usuario.
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67
24-sep-07
Introducción
Introducción
Sistemas
SistemasMonolíticos
Monolíticos(cont.)
(cont.)
99Esta
Estaorganización
organizaciónsugiere
sugierelalasiguiente
siguienteestructura
estructurabásica
básicadel
delSO:
SO:
1.1.- Un
Unprograma
programaprincipal
principalque
queinvoca
invocaalalprocedimiento
procedimientode
derespuesta
respuestade
deservicio.
servicio.
2.2.- Un
Unconjunto
conjuntode
deprocedimientos
procedimientosde
deservicio
servicioque
quetratan
tratanlas
lasllamadas
llamadasalalsistema.
sistema.
3.3.- Un
Unconjunto
conjuntode
deprocedimientos
procedimientosde
deutilidad
utilidadque
queayuden
ayudenaalos
losprocedimientos
procedimientosde
deservicio.
servicio.
Procedimiento
Principal
Procedimientos
de
Servicio
Procedimientos
de
Utilidades
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24-sep-07
Sistemas Operativos - 34 - Dpto. Informática
68
Introducción
Introducción
Sistemas
SistemasEstructurados
Estructuradospor
porCapas.
Capas.
99Una
Una generalización
generalización de
de lala aproximación
aproximación anterior
anterior es
es organizar
organizar elel SO
SO como
como una
una
jerarquí
ía de
jerarqu
capas
jerarquía
decapas,
capas,cada
cadauna
unade
delas
lascuales
cualesestá
estáconstruida
construidasobre
sobreotra
otraque
queestá
estápor
por
debajo
debajode
deella.
ella.
Ejemplo
Ejemplo: :elelTHE
THE
5
El Operador
4
Programas de Usuario
3
Gestión de E/S
2
Comunicación Operador-Procesos
1
Gestión de Memoria
0
Localización de Procesos y Multiprogramación
Estructura del Sistema Operativo THE
DIA. Universidad de Salamanca
69
24-sep-07
Introducción
Introducción
Máquinas
MáquinasVirtuales
Virtuales
99tiempo
tiempocompartido
compartido
99separar
separarlalamultiprogramación
multiprogramaciónyylalamáquina
máquinaextendida
extendida
99Monitor
de
Máquina
Virtual
:
Monitor de Máquina Virtual : justo
justo por
por encima
encima del
del hardware,
hardware, permite
permite
multiprogramación
multiprogramaciónyyproporciona
proporcionavarias
variasmáquinas
máquinasvirtuales.
virtuales.
99Máquina
MáquinaVirtual:
Virtual:copia
copiaexacta
exactadel
delhardware
hardwaresubyacente.
subyacente.
99Conversational
Monitor
System
:
sistema
Conversational Monitor System : sistemainteractivo
interactivomonousuario.
monousuario.
Máquinas 370 virtuales
Usuario1
Instrucción E/S ...
... se atrapa aquí.
CMS
Usuario1
CMS
Usuario1
CMS
Llamada al sistema ...
... se atrapa aquí.
VM/370
Hardware del 370
Estructura del VM/370 con CMS
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24-sep-07
Sistemas Operativos - 35 - Dpto. Informática
70
Introducción
Introducción
Modelo
ModeloCliente-Servidor
Cliente-Servidor
Kernel
Kernelmínimo
mínimo
Proceso
cliente
Procesocliente,
cliente,(modo
(modousuario),
usuario),solicita
solicitaservicio
servicio(mediante
(mediantemensajes
mensajesque
quemaneja
manejaelel
kernel),
kernel),que
queefectua
efectuaelelproceso
procesoservidor
servidor(modo
(modousuario)
usuario)
Problema:
Problema:procesos
procesosde
deusuarios
usuariossin
sinacceso
accesototal
totalaahardware
hardware
Solución:
Solución:
–– procesos
procesosservidores
servidorescriticos
criticosen
enmodo
modokernel
kerneloosupervisor.
supervisor.
–– dejar
en
kernel
mecanismos
y
las
políticas
dejar en kernel mecanismos y las políticasde
dedecisión
decisiónen
enprocesos
procesosmodo
modo
usuario.
usuario.
Proceso
Cliente
Proceso
Cliente
Servidor
Procesos
Servidor
Terminales
Servidor
Ficheros
Servidor
Memoria
Modo
Usuario
Modo
Kernel
Kernel
El Cliente obtiene
Servicio mandando
Mensajes al Servidor
DIA. Universidad de Salamanca
71
24-sep-07
Introducción
Introducción
Modelo
ModeloCliente-Servidor
Cliente-Servidor(cont.)
(cont.)
99sistemas
distribuidos
sistemasdistribuidos:
distribuidos: elelcliente
clienteno
nonecesita
necesitaconocer
conocersisielelmensaje
mensajese
sequeda
quedaen
ensu
su
propia
propiamáquina
máquinaoosisinavega
navegaaatravés
travésde
delalared
redhacia
haciauna
unamáquina
máquinaremota.
remota.
Máquina 1
Máquina 2
Cliente
Servidor Ficheros
Kernel
Kernel
Máquina 4
Máquina 3
Servidor Procesos
Servidor Terminales
Kernel
Kernel
Red
Mensaje del Cliente
al Servidor
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24-sep-07
Sistemas Operativos - 36 - Dpto. Informática
72
•• Estructura
Estructurade
deun
unsistema
sistemaUnix
Unixtípico
típico::
DIA. Universidad de Salamanca
24-sep-07
73
Estructura
Estructurade
deWindows
Windows2000
2000
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Sistemas Operativos - 37 - Dpto. Informática
74
Caracteristicas
Caracteristicasde
delos
losSistemas
SistemasOperativos
OperativosActuales
Actuales
•Arquitectura
•Arquitecturade
demicronúcleo
micronúcleo(MICROKERNEL)
(MICROKERNEL)architecture
architecture
9El
9Elnúcleo
núcleosolamente
solamentetiene
tieneunas
unaspocas
pocasfunciones
funcionesesenciales:
esenciales:
address
addressspace
space
interprocess
interprocesscommunication
communication(IPC)
(IPC)
basic
basicscheduling
scheduling
•Multihilo
•Multihilo(Multithreading
(Multithreading
9Los
9Losprocesos
procesosse
sedividen
dividenen
en“hilos”
“hilos”que
quepueden
puedenejecutarse
ejecutarsesimultánemente
simultánemente
9Hilo
9Hilo: :mínima
mínimaunidad
unidadde
detrabajo
trabajodespachable
despachable
9Se
9Seejecuta
ejecutade
deforma
formasecuencial
secuencialyyes
esinterrumpible
interrumpible
9Un
9Unproceso
procesoes
esuna
unacolección
colecciónde
deuno
unooomás
máshilos
hilos
•Multiproceso
•Multiprocesosimétrico
simétrico(Symmetric
(Symmetricmultiprocessing)
multiprocessing)
9Hay
9Haymúltiples
múltiplesprocesadores.
procesadores.
9Todos
9Todoslos
losprocesadores
procesadoresson
sonidénticos
idénticosyycomparten
compartenlalamemoria
memoriayylalaE/S
E/S
•Sistemas
•SistemasOperativos
OperativosDistribuidos
Distribuidos(Distributed
(Distributedoperating
operatingsystems)
systems)
9Dan
9Danlalailusión
ilusiónde
deuna
unaúnica
únicamemoria
memoriaenorme
enorme(principal
(principalyysecundaria)
secundaria)
9Usado
9Usadopara
parasistemas
sistemasde
deficheros
ficherosdistribuidos.
distribuidos.
•Diseño
•DiseñoOrientado
OrientadoaaObjetos
Objetos(Object-oriented
(Object-orienteddesign)
design)
9Para
9Paraañadir
añadirextensiones
extensionesmodulares
modularesaaun
unnúcleo
núcleopequeño.
pequeño.
9Permite
9Permiteque
quelos
losprogramadores
programadorespersonalicen
personalicenun
unSO
SOsin
sinperturbar
perturbarlalaintegridad
integridaddel
delsistema.
sistema.
DIA. Universidad de Salamanca
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75
Sistemas
SistemasOperativos
OperativosActuales
Actuales
•Windows
•Windows2000
2000(y
(ysucesores:
sucesores:XP,
XP,Vista,
Vista, ):):
9Aprovecha
9Aprovechalalapotencia
potenciade
delos
losmicroprocesadores
microprocesadoresde
de32
32bits.
bits.
9Multitarea
9Multitareacompleta
completaen
enun
unentorno
entornode
deusuario
usuarioúnico.
único.
9Cliente/servidor
9Cliente/servidor
9Estructura
9Estructuramodular.
modular.
9Se
9Seejecuta
ejecutaen
envarias
variasplataformas
plataformashardware.
hardware.
9Soporta
9Soportaaplicaciones
aplicacionesescritas
escritaspara
paraotros
otrosSO.
SO.
•Unix:
•Unix:
9El
9ElSO
SO“rodea”
“rodea”alalhardware.
hardware.
9El
9ElSO
SOse
sellama
llamaelelnúcleo
núcleo(kernel)
(kernel)
9Viene
9Vienecon
convarios
variosservicios
serviciosde
deusuario
usuarioeeinterfaces:
interfaces:
shell
shell
CCcompiler
compiler
9Familias
9FamiliasUnix:
Unix:
System
SystemVVRelease
Release44(SVR4)
(SVR4)
Solaris
Solaris2.x
2.x
4.4BSD
4.4BSD
Linux
Linux
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Sistemas Operativos - 38 - Dpto. Informática
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Paginas
Paginasweb
webde
dehistoria:
historia:
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Más
Máspáginas
páginasweb...
web...
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Sistemas Operativos - 39 - Dpto. Informática
78