Sistemas Operativos

Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación

UniversitariaInstituto Universitario Tecnológico Mario Briseño

IragorryCarora-Edo-Lara

Sistemas Operativos

Participantes:Tua NuedbysVargas Danilo

13DA

Introducción Sin el software, una computadora no es más que una masa metálica sin utilidad. Con el software, una computadora puede almacenar, procesar y recuperar información, encontrar errores de ortografía en manuscritos, tener aventuras e intervenir en muchas otras valiosas actividades para ganar el sustento. El software para computadoras puede clasificarse en general en dos clases: los programas de sistema, que controlan la operación de la computadora en si y los programas de aplicación, los cuales resuelven problemas para sus usuarios. El programa fundamental de todos los programas de sistema es el sistema operativo (SO), que controla todos los recursos de la computadora y proporciona la base sobre la cual pueden escribirse los programas de aplicación.

Núcleo de un Sistema Operativo

El núcleo del sistema operativo, también llamado kernel es aquella parte de un sistema operativo que interactúa de forma directa con el hardware de una máquina. Entre sus funciones principales del kernel se encuentran

La gestión de memoria.La administración del sistema de archivosLa administración de servicios de entrada/salida.La asignación de recursos entre los usuarios.

La manipulación del hardware se realiza por medio de controladores de dispositivo, que conocen la forma de comunicarse directamente con el hardware de la máquina y el software por su parte puede comunicarse con el kernel por medio de llamadas al sistema, las cuales le indican al kernel que realice tareas como abrir y escribir un archivo, ejecutar un programa, finalizar un proceso u obtener la fecha y hora del sistema.

Mecanismos de interrupción

Una interrupción, es una señal recibida por el procesador de un ordenador, indicando que debe "interrumpir" el curso de ejecución actual y pasar a ejecutar código específico para tratar esta situación.

Una interrupción es una suspensión temporal de la ejecución de un proceso, para pasar a ejecutar una subrutina de servicio de interrupción, la cual, por lo general, no forma parte del programa, sino que pertenece al sistema operativo o al BIOS. Una vez finalizada dicha subrutina, se reanuda la ejecución del programa.

Surgen de la necesidad que tienen los dispositivos periféricos de enviar información al procesador principal de un sistema informático.

La primera técnica que se empleó para esto fue el polling, que consistía en que el propio procesador se encargara de sondear los dispositivos periféricos cada cierto tiempo para averiguar si tenía pendiente alguna comunicación para él. Este método presentaba el inconveniente de ser muy ineficiente, ya que el procesador consumía constantemente tiempo y recursos en realizar estas instrucciones de sondeo.

El mecanismo de interrupciones fue la solución que permitió al procesador desentenderse de esta problemática, y delegar en el dispositivo periférico la responsabilidad de comunicarse con él cuando lo necesitara.

El procesador, en este caso, no sondea a ningún dispositivo, sino que queda a la espera de que estos le avisen (le "interrumpan") cuando tengan algo que comunicarle (ya sea un evento, una transferencia de información, una condición de error, etc.).

Atendiendo a la fuente que las produce, las interrupciones pueden clasificarse de la siguiente forma:

Interrupciones de hardware. Estas son asíncronas a la ejecución del procesador, es decir, se pueden producir en cualquier momento independientemente de lo que esté haciendo el CPU en ese momento. Las causas que las producen son externas al procesador y a menudo suelen estar ligadas con los distintos dispositivos de E/S.

Excepciones. Son aquellas que se producen de forma síncrona a la ejecución del procesador y por tanto podrían predecirse si se analiza con detenimiento la traza del programa que en ese momento estaba siendo ejecutado en la CPU. Normalmente son causadas al realizarse operaciones no permitidas tales como la división entre 0, el desbordamiento, el acceso a una posición de memoria no permitida, etc.

Interrupciones por software. Las interrupciones por software son aquellas generadas por un programa en ejecución. Para generarlas, existen distintas instrucciones en el código máquina que permiten al programador producir una interrupción, las cuales suelen tener nemotécnicos tales como INT (por ejemplo, en DOS se realiza la instrucción INT 0x21 y en Unix se utiliza INT 0x80 para hacer llamadas de sistema).

Interrupciones

Protección de hardware:

Operación en modo Dual

Protección de E/S

Protección de Memoria

Protección de CPU.

Operación de Modo Dual

El compartir los recursos del sistema requiere que el SO se asegure que un programa incorrecto, no pueda propiciar que otros programas se ejecuten de forma correcta.

Proporciona soporte al hardware para diferenciar entre al menos dos modos de operación

Modo de usuario –-> Ejecución de parte del usuario. Modo monitor –> Ejecución realizada por parte del sistema

operativo. Se adiciona al hardware un bit de modo para indicar el modo

actual: Monitor (0) o modo usuario (1). Cuando sucede una interrupción o fallo, el hardware se

cambia a modo monitor.

Protección de E/S

Todas las instrucciones de E/S son privilegiadas.

Debe asegurarse que el programa del usuario no pueda tener el control del computador en el modo supervisor.

Protección de Memoria

Debe proveer protección de memoria al menos para el vector de interrupciones y el vector de las rutinas de servicios de interrupción.

Con el fin de tener la protección de memoria, se agregan dos registros que determinan el rango de las direcciones validas que un programa puede acceder:

Registro Base –> Contiene la dirección legal física más pequeña. Registro Limite –> Contiene el tamaño.

Protección por CPU Temporizador – Interrumpe al computador después de un periodo

especifico para garantizar que el SO mantenga el control. El temporizador se decrementa por cada pulsación del reloj. Cuando el temporizador alcanza el valor de 0, ocurre una

interrupción. El temporizador se utiliza comúnmente para implementar

tiempo compartido y calcular tiempo actual. La carga del temporizador es una instrucción privilegiada.

Conclusión Luego de haber investigado y analizado se puede ver que se han desarrollado varios tipos de sistemas operativos con diferentes interfaces y categorías. Pero hemos podido observar que todos los sistemas operativos han sufrido cambios por parte de los programadores, y siguen evolucionando.

El diálogo entre el usuario y la máquina suele realizarse a través de una interfaz de línea de comandos o de una interfaz gráfica de usuario (GUI, siglas en inglés). Las interfaces de línea de comandos exigen que se introduzcan instrucciones breves mediante un teclado. Las GUI emplean ventanas para organizar archivos y aplicaciones con iconos y menús que presentan listas de instrucciones. El usuario manipula directamente estos objetos visuales en el monitor señalándolos, seleccionándolos y arrastrándolos o moviéndolos con un Mouse.

Los sistemas operativos empleados normalmente son UNIX, Macintosh OS, MS-DOS, OS/2, Windows 95 y Windows NT. El UNIX y sus clones permiten múltiples tareas y múltiples usuarios. Otros SO multiusuario y multitarea son OS/2, desarrollado inicialmente por Microsoft e IBM, Windows NT y Win95 desarrollados por Microsoft. El SO multitarea de Apple se denomina Macintosh OS. El MS-DOS es un SO popular entre los usuarios de PCs pero solo permite un usuario y una tarea.