PDF de programación - Tipos de Estructuras de los S.O. - Sistemas Operativos II

Tipos de
Tipos de

Estructuras de
Estructuras de

los S. O.
los S. O.

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas monolíticos

– Es muy común, no existe la estructura o es

mínima

– El S. O. es una colección de procedimientos

que se pueden llamar entre si

– Cada procedimiento tiene una interfaz bien

definida.

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas monolíticos

Procedimiento Principal

Procedimiento
de Servicio

Procedimiento
Utilitario

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas monolíticos

– Para ejecutar los servicios del S.O.:

• Se solicitan colocando los parámetros en lugares

bien definidos (registros o pilas)

• Se ejecuta una llamada especial (tramp), llamada

al núcleo o llamada al supervisor

• La instrucción cambia del modo usuario al modo

núcleo (supervisor)

• Cuando termina el control regresa al programa del

usuario

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas monolíticos

Programa 2 del Usuario
Programa 1 del Usuario

Llamada al Núcleo

4

3

Proc.

de Servicio

Memoria
Principal

1

2

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas monolíticos

Memoria
Principal

Programa 2 del Usuario
Programa 1 del Usuario

Llamada al Núcleo

4

Prog. del Usuario
En modo Usurio

3

1

2

Proc.

de Servicio

S. O.

En modo Núcleo

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas monolíticos

– MS-DOS
– Unix
– Linux

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas (THE)

– Dijkstra 1968
– Technische Hogeschool Eindhoven
– Consiste en organizar el S. O. como una
jerarquía de capas, c/u construida sobre la
inmediatamente inferior

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas (THE)

5 – Operador
4 – Programas de Usuario
3 – Control de Entrada / Salida
2 – Comunicaciones Operador – Proceso
1 – Administración de la memoria y del disco
0 – Asignación del procesador y multiprogramación

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas (THE)

– Capa 0

• Trabaja con la asignación del procesador
• Alterna entre los procesos cuando ocurren las

interrupciones o expiran los cronómetros
• Proporciona la multiprogramación básica

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas (THE)

– Capa 1

• Administra la memoria
• Asegura que las páginas (porciones de memoria)
requeridas por los procesos lleguen a memoria
cuando fueran necesarias

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas (THE)

– Capa 2

• Administra la comunicación entre cada proceso y

la consola del operador

• Por sobre esta capa cada proceso tiene una

consola de operador

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas (THE)

– Capa 3

• Controla los dispositivos de E/S y almacena en

buffers los flujos de información entre ellos

• Sobre esta capa cada proceso puede trabajar con
dispositivos abstractos de E/S en vez de
dispositivos reales

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas (THE)

– Capa 4

• Aloja a los programas de usuario
• Los programas de usuario no

tienen que
preocuparse por el proceso, memoria, consola o
control de E/S

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas (THE)

– Capa 5

• Localiza al proceso operador del sistema

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas

– MULTICS

• Multiplexed Information and Computing Service
• Presenta una estructura de anillos concéntricos,

siendo los interiores los más privilegiados

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas

– MULTICS

Programas de
Aplicación

S. O.

Lenguaje de Máquina

Microprogramación

Dispositivos

Físicos

Compiladores,

Intérpretes
de Comandos,

Editores

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas

– MULTICS

• Dispositivos físicos:

– son la capa más baja
– en ella están:
» los chips
» cables
» fuentes de poder
» tubos de rayos catódicos
» y otros dispositivos físicos.

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas

– MULTICS

• Microprogramación:

– Software de bajo nivel
– Se encarga de los dispositivos de E/S
– Normalmente grabado en la R. O. M.

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas

– MULTICS

•

Lenguaje de Máquina
– Tiene variada cantidad de instrucciones, en un rango

de 50 a 300

– La mayoría sirven para desplazar datos a través de la
máquina y hacer operaciones aritméticas y comparar
valores.

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas

– MULTICS

• Sistema Operativo

– oculta la complejidad de la utilización del hardware y
muestra un conjunto de instrucciones más apropiado
para trabajar.

– Los programas del Sistema Operativo están protegidos

de las acciones de los usuarios.

– Sobre este se ejecutan el resto de las aplicaciones

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas

– MULTICS

• Programas de Aplicación

– Programas con un fin específico

» Planillas de cálculo
» Procesadores de texto
» Presentaciones con Diapositivas
» Juegos
» Etc.

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Estructuras de los S. O.

• Sistemas de capas

– MULTICS -» Unix

• MIT, GE, Laboratorios Bell

– OS/2
IBM

•

– eComStation

• Serenity Systems

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Máquinas
Máquinas
Virtuales
Virtuales

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Estructuras de los S. O.

• Máquinas Virtuales

– Las máquinas virtuales instrumentan copias

exactas del hardware simple
• modo núcleo / usuario
• E/S
•

Interrupciones

– Pueden ejecutar cualquier S. O. que se

ejecute en forma directa sobre el hardware

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Estructuras de los S. O.

• Máquinas Virtuales

– Ejemplo VM/370 de IBM

• Utiliza CMS (Conversational Monitor System)
• Cuando se realiza una llamada al sistema

– La llamda es atrapada por el S. O. en su propia M. V.
– El CMS proporciona las instrucciones de E/S en el

hardware para realizar la llamada

– VM/370 atrapa estas instrucciones y las ejecuta en

sobre el hardware verdadero

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Estructuras de los S. O.

• Máquinas Virtuales

– Ejemplo VM/370 de IBM

Máquinas 370 Virtuales

Instrucc.
de E/S

CMS

CMS
VM/370

CMS

370 Hardware Simple

Llamada al Sistema

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Modelo
Modelo
Cliente /
Cliente /
Servidor
Servidor

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Modelo Cliente / Servidor
• Una tendencia de los S. O. modernos es
mover el código a capas superiores y
mantener el núcleo mínimo, de manera
similar al VM/370 de IBM

• Implementar la mayoría de las funciones

del S. O. en modo usuario

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Modelo Cliente / Servidor
– Para solicitar un servicio

• El proceso de Usuario (proceso cliente) envía la
solicitud a un proceso servidor, que realiza la
operación y regresa la respuesta

– El núcleo controla la comunicación entre los

clientes y los servidores

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Modelo Cliente / Servidor
– Se fracciona el S. O. en partes
– C/U controlando un servicio:

• de Archivos
• de Procesos
• de Terminales
• de Memoria
• Etc.

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Modelo Cliente / Servidor
– Los servidores se ejecutan como procesos en

modo usuario
• No tienen acceso directo al hardware
• Se aíslan y acotan más fácilmente los problemas

– Se adapta para su uso en los sistemas

distribuidos

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Estructuras de los S. O.

• Modelo Cliente/Servidor

– Los Clientes obtienen el servicio al enviar

mensajes a los Servidores

Proceso
Cliente

Proceso
Cliente

Servidor
Procesos

Servidor
Terminal
Núcleo (Kernell)

Servidor
Archivos

Servidor
Memoria

Modo Núcleo

Modo Usuario
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Sistemas
Sistemas

de Tiempo Real
de Tiempo Real

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Sistemas de Tiempo Real
• Es un sistema informático en el que el tiempo en

que se producen sus acciones es significativo.

• Las acciones del sistema deben ser correctas,
desde el punto de vista lógico o algorítmico, y
deben producirse