Sistemas operativos - Departamento de Tecnología Electrónica

Sistemas operativos
Jorge Juan Chico <jjchico@dte.us.es>, Julián Viejo Cortés <julian@dte.us.es> 2011, 2014
Departamento de Tecnología Electrónica
Universidad de Sevilla
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Objetivos
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●
●
Conocer las funciones de los sistemas operativos bajo la
perspectiva de los distintos tipos de usuarios
Conocer la evolución histórica de los sistemas operativos
y relacionarla con los cambios en la forma de usar el
ordenador
Conocer los tipos de tareas principales que realiza un
sistema operativo moderno
2
Contenidos
●
Funciones del sistema operativo
–
●
Para el usuario. Para el programador. Para el desarrollador
del sistema operativo.
Tareas del sistema operativo
–
Evolución. Gestión de procesos. Gestión de memoria.
Gestión de E/S
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Jerarquía del software
aplicaciones
utilidades
usuario
programador
bibliotecas
kernel
desarrollador
S.O.
hardware
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Funciones del S.O.
El Usuario: interfaz
●
Software genérico que “viene” instalado con el ordenador
–
–
–
Interfaz hombre/máquina: interfaz de usuario
Utilidades varias: editor de textos, calculadora, etc.
Aplicaciones de uso general: reproductor multimedia,
navegador web, correo electrónico, etc.
Funciones del S.O. El programador:
interfaz de programación
●
Funciones y utilidades básicas que permiten la instalación
y desarrollo de otras aplicaciones
–
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–
Programas básicos: editor de textos, comandos básicos
Biblioteca de funciones básicas
Herramientas de desarrollo: compilador, enlazador,
ensamblador, etc.
Funciones del S.O.
El desarrollador: máquina virtual
●
Como gestor de recursos y controlador de la ejecución de
procesos. Abstracción del hardware
–
–
–
–
–
Gestión de archivos
Gestión de memoria
Gestión de tareas
Gestión de entrada/salida
Máquina virtual
HARDWARE
KERNEL
SOFTWARE
Funciones del S.O.
El desarrollador: máquina virtual
Bibliotecas, Utilidades, Aplicaciones
read() write() creat() fork() mmap() ioctl()
INDEPENDIENTE DEL HARDWARE
DEPENDIENTE DEL HARDWARE
driver 1 driver 2 driver 3 driver 4 driver 5
cont. 1 cont. 2 cont. 3 cont. 4 cont. 5
Contenidos
●
Funciones del sistema operativo
–
●
Para el usuario. Para el programador.
Tareas del sistema operativo
–
Evolución. Gestión de procesos. Gestión de memoria.
Gestión de E/S
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Evolución de los S.O.
●
Sistemas sin S.O.
–
–
–
●
programación directa en código máquina
los programas (cada instrucción) se cargan en memoria
directamente (ej: mediante tarjetas perforadas)
los errores se indican con indicadores luminosos
Sistemas primitivos
–
–
–
–
–
existe software pre-programado de uso general
● ensambladores, compiladores, bibliotecas, ...
se escriben programas en lenguajes de alto nivel
planificación de tareas manual
● tiempo de preparación alto, grandes pausas entre tareas
● gran desperdicio de tiempo de CPU
entrada: tarjetas/cinta magnética
salida: impresora
Evolución de los S.O.
●
Sistemas de colas sencillos
–
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–
–
–
trabajos ordenados en una cola de entrada
monitor residente: programa que carga y ejecuta trabajos
automáticamente
preparación automática: lenguaje de control de trabajos
soporte del hardware:
● interrupciones
● protección de memoria
● temporización
● instrucciones privilegiadas: E/S, etc.
inconveniente: pérdida de tiempo de CPU durante E/S
Evolución de los S.O.
●
Sistemas de colas sofisticados
–
–
–
●
Multiprogramación: varios programas cargados en memoria
a la vez
● necesaria protección de memoria
● necesaria planificación de tareas
Un nuevo proceso pasa a ejecutarse cuando otro está en
espera de que concluya una operación de E/S
Soporte del hardware
● múltiples interrupciones
● acceso directo a memoria (DMA)
Sistemas de tiempo compartido
–
–
Uso interactivo del sistema
Ejecución de tareas de forma “casi” simultánea
● multitarea preeventiva
Evolución de los S.O.
Ámbito
mainframe
S.O. 2
S.O. 1
workstation
ordenador personal
sistema empotrado
1980
2008
Tareas de los S.O.
●
Planificación de procesos
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–
–
–
●
Gestión de memoria
–
–
–
●
asignación eficiente de recursos a programas en ejecución
implementación de la multitarea
protección entre procesos
comunicación entre procesos
asignación dinámica de memoria
protección de memoria
implementación de la memoria virtual
Gestión de entrada/salida (E/S)
–
–
–
control del acceso a E/S
gestión de permisos
implementación de sistemas de archivos
Memoria virtual
Memoria
Real
(RAM)
Memoria
Virtual
Espacio
Intercambio
(en disco)
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