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Facultad de IngenieríaUniversidad de Buenos
Aires
75-08 Sistemas OperativosLic. Ing. Osvaldo Clúa
2007
Introducción a los Sistemas Operativos
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¿Qué es un Sistema Operativo?
● Un programa que hace de intermediario entre el usuario de una computadora y el Hardware.
● Es quien administra los recursos de un Sistema de Computación.
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Concepto de máquina extendida
Cada nivel interpreta al nivel superior
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Niveles
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Interpretación
EstadoS1
EstadoS2
Instrucción I1
S1b S1c S1kS1a I11 I12 I13 I1n
Nivel N
Nivel N1
El estado de una máquina virtual solo está definido entre instrucción e instrucción.
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Modos de la CPU (1)
● Son restricciones a las instrucciones que pueden ejecutarse.
● Se los conoce también como niveles o anillos de privilegio.– El modo con mas privilegios (menos restricciones) se
conoce como ring-0, kernel, master-mode, supervisor, privileged.
– El resto son modos de usuario o user-mode.
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Modos de la CPU (2)
● Se pasa de un modo usuario a modo supervisor por medio de una Interrupción.– Sincrónica o Software trap.– Asincrónica (I/O, Timer, External)
● El retorno a un modo usuario está a cargo del programa.
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Interrupciones
● Primer Nivel de atención de interrupciones– salvar el contexto (registros, cod condición,
dirección de retorno).– según el tipo de interrupción pasar al
● Segundo nivel de atención de Inerrupciones– atender la Interrupción
● ¿Se puede interrumpir una interrupción?
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Modos de la CPU (3)
● Algunas arquitecturas incluyen mas modos– X86 Modo real, protegido y virtual.– Modo hypervisor.
● Un sistema operativo puede tener partes corriendo en cada uno de los modos.
● Un programa de usuario solo corre en user mode.
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Modos del Sistema Operativo
● Modo Usuario – ejecutando un programa de usuario.
● Modo Kernel – ejecutando un servicio propio del Sistema Operativo– La CPU puede estar en algún modo user,
kernel (supervisor), hypervisor, etc.
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System Calls
● Pedidos de servicio al sistema operativo.– En UNIX, descriptas en la sección 2 del man.– Rastreadas durante la ejecución de un
programa con strace (1).– Ponen al Sistema Operativo en modo Kernel
Depende del sistemas Operativo (y del autor del libro)
Pueden pasar a la CPU a modo Kernel (p. ej. read())Pueden no precisar hacerlo (p. ej. getpid())
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Library Calls
● Son llamados a procedimientos de biblioteca.– A veces terminan en System Calls (printf( )).– A veces no (strcmp()).
Library = Biblioteca (se consultan libros)Bookstore = Librería (se venden libros)
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Pasos para atender un System Call (con trap)
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Algunos System Calls (Unix)
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Algunos System Calls (Win 32)
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Multi Core CPUS
● Un microprocesador que combina dos o mas procesadores independientes en un único package.
● Chip Level Multiprocessing
http://www.intel.com/technology/computing/dualcore/
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Simultaneous Multithreading (SMT)
●Permite a varios threads ejecutar instrucciones diferentes en el mismo ciclo de reloj.
● Grano fino – en cada ciclo se hace una instrucción de un thread diferente.
● Grano grueso – Solo cambia de thread ante eventos de latencia larga.
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HyperThreading
● Versión Intel de SMT.● Duplica los elementos
que guardan el estado.● Barrel Processor.● Debe administrarlo el
Sistema Operativo.ftp://download.intel.com/technology/itj/2002/volume06issue01/vol6iss1_hyper_threading_technology.pdf
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Máquinas Virtuales
● Se agrega software a una máquina para implementar otra arquitectura.
● Emulación: Bochs PearPC, Virtual PC (Versión PPC), QEMU
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Máquinas Virtuales (2)
● Virtualización de Aplicaciones: Se crea un ambiente parcial para determinadas aplicaciones.– Java Virtual Machine, Softricity. (No WINE).
● Virtualización del Sistema Operativo:– Linux-VServer, Virtuozzo, OpenVZ,
Solaris Containers, y FreeBSD Jails
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● Para-Virtualización: No simula el Hardware sino que ofrece una API a la que se accede modificando el Sistema Anfitrión (Host).– XEN, Parallels, VMWare, VirtuaBox.– Las APIs se suelen llamar HyperCalls– Al sistema se lo conoce como HyperVisor
Máquinas Virtuales (3)
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HyperVisor● Un monitor para maquinas virtuales
– Tipo 1 – Corre sobre el hardware (Xen, VMware's ESX Server)
– Tipo 2 – Precisa de un Sistema Operativo ( VMware server, Microsoft Virtual Server).
● La migración vertical está llegando: IVT (Vanderpool) AMD-v (Pacifica)
● Más sobre el tema – IEEE Computer Mayo 2005