Niveles del S.O.NúcleoServiciosShell
Carga y Activación de un S.O.Arranque hardwareUbicación del Sistema OperativoArranque del Sistema Operativo
Arquitecturas de Sistemas OperativosSistemas monolíticosSistemas en capasMáquinas virtualesExokernelsModelo cliente/servidorModelo OO o de objetos distribuidos y componentes
ELEMENTO DE COMPETENCIA 3
NIVELES DEL SISTEMA OPERATIVO
N úcleoServic ios
Program as
U suarios
Shell
Sistem aopera tivo
A PI
H ardw are
EL NUCLEO
KERNEL de un S.O. es un conjunto de rutinas cuya misión es la de gestionar el procesador, la memoria, la entrada/salida y el resto de recursos disponibles.
FUNCIONES:- procesamiento de interrupciones- creación/destrucción de procesos- sincronización de procesos- soporte a actividades de E/S- soporte a actividades de asignación de memoria- soporte a actividades de desasignación de memoria- soporte a actividades con archivos- soporte llamada/regreso procedimientos
TODAS LAS FUNCIONES SON TRANSPARENTES.
CAPA DE SERVICIOS ó LLAMADAS AL SISTEMA
• Ofrece a los programas unos servicios en forma de una interfaz
de programación API.
• API : Aplication Programming Interface
EL SHELL
EL SHELL
• Es la interfaz principal entre el usuario sentado frente a una terminal y el S.O.
• Código que interpreta las llamadas al sistema agrupadas en programas llamadas
comandos.
Inicio sesion Shell
TerminalE/S $
Indicador
$ date
Comando
EL SHELL
TIPOS DE SHELL
• Tipo gráfico (windows)
• Tipo comando (DOS, Linux, etc)
MODO GRÁFICO:
todo se hace a través del ratón
MODO COMANDO:
shell comienza mostrando el prompt (indicador) que le
indica al usuario que el shell está listo para leer un
comando.
CARGA Y ACTIVACIÓN DE UN S.O.
El arranque de un ordenador actual tiene 2 fases:
Arranque hardware
Arranque del S.O.
ARRANQUE HARDWAREIniciador ROM Programa de arranque disponible en la
ROM
Al arrancar el ordenador Señal eléctrica Carga valores
predefinidos en los registros.
Contador del programa dirección de inicio del iniciador ROM
El iniciador ROM realiza tres funciones:
1) Comprueba el sistema, detectando sus características y
comprobando su funcionamiento.
2) Lee y almacena en memoria el programa cargador del S.O.
3) Pasa el control al cargador del S.O., saltando a la dirección
de memoria donde lo ha almacenado.
PC’s la ROM tiene también un SW de E/S, la BIOS
UBICACIÓN DEL SISTEMA OPERATIVOS.O. está almacenado en una unidad de disco
Programa cargador (o boot) del S.O. primeros sectores del disco y con un tamaño prefijado.
Master Boot Record o Volume Boot Record
Programa iniciador de la ROM y S.O. tienen un acuerdo sobre el cargador del S.O.: Ubicación
Dirección de arranque
Tamaño
Esto permite que el iniciador pueda soportar varios S.O.
ARRANQUE DEL SISTEMA OPERATIVO
Programa cargador del S.O. trae a memoria algunos componentes del S.O.
Empieza la fase de iniciación del S.O.:
Comprobación del sistema
Se establecen estructuras internas del S.O.: tabla de procesos, tabla de memoria, de E/S
Se carga la parte del S.O. que va a estar siempre en memoria, sistema operativo residente
Se lanzan los procesos auxiliares y demonios (impresión, red, etc.)
Se crea un proceso de inicio o login, por cada terminal.
Introducción Sistemas Operativos. 12 Ing. Johnny Larrea P.
COMPONENTES DEL SO
Núcleo
POSIX
Program as de usuario
Usuarios
Sistem aoperativo
Varias API
Hardware
W in 32
Shell 1 Shell 2
G estión deprocesos
G estión dem em oria
G estión de la E /S
C om unicac.y
sinc ron iz .
S eguridad y
pro tección
G estión de arch ivos y d irectorios
Introducción Sistemas Operativos. 13 Ing. Johnny Larrea P.
• Gestión de procesos.- Encargada planificación y destrucción procesos.
• Gestión de memoria.- Encargada : memorias libres, ocupadas, asignación, liberación.
• Gestión de E/S.- Encargada manejo de los dispositivos periféricos.• Gestión de archivos y directorios.- Encarga manejo archivos y
directorios y administración almacenamiento secundario.• Comunicación y sincronización entre procesos.- Encargada
mecanismos para que procesos puedan comunicarse y sincronizarse.• Seguridad y protección.-Encarga garantizar la identidad de los
usuarios y definir su perfil.
Componentes del SO
Servicios según función
Introducción Sistemas Operativos. 14 Ing. Johnny Larrea P.
Estructuras Sistemas Operativos
Sistemas con capasSistema cliente/servidor
Estructura: forma en que se encuentran organizadas los diferentes componentes del sistema operativo.
MonolíticosESTRUCTURAS
Estructurados
Introducción Sistemas Operativos. 15 Ing. Johnny Larrea P.
ESTRUCTURA MONOLÍTICA
Constituido por un solo programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas de tal forma que c/u pueda llamar a cualquier otra.
CARACTERÍSTICAS:¨ No poseen estructura clara y bien definida.¨ Construcción del prog. Objeto Final a base de módulos compilados
separadamente que se unen a través del editor de enlace (ligador).¨ Carecen de protecciones y privilegios.¨ Ejecutan mdo núcleo.¨ MS-DOS, UNIX
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Sistemas Monolíticos
Procedimiento Principal
Procedimiento de servicios
Procedimiento Utilitarios
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ESTRUCTURA CON CAPAS
Sistema Operativo dividido en niveles totalmente definidos y con una clara interface con el resto de elementos.
THE
•Technische Hogeschool Eindhoven•Holanda: E.W. Dijkstra 1968•Procesamiento por lotes - Electrológica X8
. . .
SISTEMAS OPERATIVOS ESTRUCTURADOS
OS/2 Deitel 1994
Introducción Sistemas Operativos. 18 Ing. Johnny Larrea P.
CAPAS EN ORDEN JERARQUICO:
¨ Hardware (Nivel 0)¨ Planificación del procesador (Nivel 1)¨ Gestión de la memoria (Nivel 2)¨ Controlador de la consola del operador (Nivel 3).¨ Control de las operaciones de entrada/salida (Nivel 4)¨ Control de programas del usuario (Nivel 5).
ESTRUCTURA CON CAPAS
Introducción Sistemas Operativos. 19 Ing. Johnny Larrea P.
ESTRUCTURA CON CAPAS
Introducción Sistemas Operativos. 20 Ing. Johnny Larrea P.
ESTRUCTURA CLIENTE SERVIDOR
Sistema Operativo de propósito general, se basa en lo mismo que el resto de los sistemas operativos convencionales: el núcleo y los procesos, presenta diferencias en cuanto a la forma de distribuir los trabajos entre sus distintas partes.
NUCLEO tiene como misión establecer la comunicación entre los clientes y los servidores.
Procesocliente
Servidorde
Procesos
Servidorde
terminales
Servidorde
archivos
Servidorde
memoria. . .
NÚCLEO
Sistema Cliente - Servidor
Introducción Sistemas Operativos. 21 Ing. Johnny Larrea P.
Estructura cliente-servidor
Micronúcleo
Procesos
cliente
Procesos
servidores
API API
Hardware
Servidor de
procesos
Servidor de
memoria
Servidor de
la E/S
Servidor
de
Comunicac.
Servidor de
Seguridad
Modo núcleo
Modo usuarioServidor de
archivos y
directorios
Introducción Sistemas Operativos. 22 Ing. Johnny Larrea P.
• Implementar todos servicios y funciones S.O. modo Usuario.• MICRONÚCLEO: gestión de interrupciones, gestión básica de
procesos y de memoria y de comunicación entre procesos.• SERVIDORES
VENTAJAS• Gran flexibilidad • Cada proceso servidor sólo se ocupa de una funcion.• Facilita desarrollo y depuración de los procesos servidores.
DESEVENTAJAS • Mayor sobrecarga en el tratamiento de los servicios que los
monolíticos.
Ejemplos: Minix (Tanenbaum, 1998), Mach (Accetta, 1986), Amoeba (Mulender, 1990). Windows NT
Estructura cliente-servidor
Introducción Sistemas Operativos. 23 Ing. Johnny Larrea P.
• Ejemplo: un programa de aplicación normal es un cliente que llama al servidor correspondiente para acceder a un archivo o realizar una operación de entrada/salida sobre un dispositivo concreto. A su vez, un proceso cliente puede actuar como servidor para otro. Este paradigma ofrece gran flexibilidad en cuanto a los servicios posibles en el sistema final, ya que el núcleo provee solamente funciones muy básicas de memoria, entrada/salida, archivos y procesos, dejando a los servidores proveer la mayoría que el usuario final o programador puede usar. Estos servidores deben tener mecanismos de seguridad y protección que, a su vez, serán filtrados por el núcleo que controla el hardware.
Estructura cliente-servidor
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Modelo Cliente-Servidor
Núcleo
Cliente
Núcleo
Servidorarchivos
Núcleo
Servidorprocesos
Núcleo
Servidorterminales
Máquina 1 Máquina 3Máquina 2 Máquina 4
mensaje cliente al servidor
RED
Cliente Servidor
los dos son inteligentes