PDF de programación - Sistemas Operativos I

Sistemas Operativos I

Última modificación 2008/06

Compilación de apuntes de los temas 1 a 3 de la asignatura "Sistemas Operativos 1", curso 2005/2006, de la
Universidad Politécnica de Valencia (http://www.dsic.upv.es/~eargente/), realizada por Luis Miguel Armendáriz.

2008 – Güimi (http://guimi.net)

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Sistemas Operativos I

Contenido

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS.....................................................................................................3
SISTEMA POR LOTES SIMPLE..................................................................................................................................3
SISTEMA POR LOTES MULTIPROGRAMADO.......................................................................................................4
SISTEMA DE TIEMPO COMPARTIDO......................................................................................................................4
MODOS DE FUNCIONAMIENTO...............................................................................................................................4
Modo privilegiado.....................................................................................................................................................4
Modo usuario.............................................................................................................................................................4
INTERRUPCIONES.......................................................................................................................................................5
Actuación del sistema ante una interrupción.............................................................................................................6
Ejemplos de interrupciones.......................................................................................................................................6
SISTEMA DE FICHEROS EXT..........................................................................................................................................7
PROCESOS..........................................................................................................................................................................9
PROTECCIÓN.............................................................................................................................................................10
Reglas de protección...............................................................................................................................................10
CREACIÓN DE PROCESOS Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS............................................................................10
SEÑALES.....................................................................................................................................................................11
FINALIZACIÓN DE PROCESOS...............................................................................................................................11
GESTIÓN DE PROCESOS..........................................................................................................................................11
Estados, colas y planificación.................................................................................................................................11
Cambio de contexto.................................................................................................................................................12
Planificación de procesos........................................................................................................................................13
Criterios de planificación........................................................................................................................................14
Algoritmos de planificación....................................................................................................................................14
GESTIÓN DE LA MEMORIA..........................................................................................................................................17
ASIGNACIÓN..............................................................................................................................................................18
Asignación Contigua...............................................................................................................................................18
Asignación Dispersa................................................................................................................................................19
REUBICACIÓN...........................................................................................................................................................20
ESCASEZ.....................................................................................................................................................................21
PROTECCIÓN.............................................................................................................................................................24
EJERCICIOS......................................................................................................................................................................25

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INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS
Los S.O. son programas que actúan como interfaz entre los usuarios y el hardware del computador. Aparecen por
comodidad y eficiencia. Se pueden definir también como Máquina extendida o Gestor de recursos.

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS

Máquina extendida
- Ejecución de programas
- Operaciones de E/S
- Uso del sistema de ficheros
- Comunicaciones
- Detección de errores
Gestor de recursos
- Asignación de recursos
- Contabilidad
- Protección

SISTEMA POR LOTES SIMPLE

Los sistemas por lotes simples son aquellos en los que no había una
interacción directa usuario-máquina, sino que se contrataba a un operador
profesional que se encargaba de la máquina. Los trabajos se escribían en
tarjetas de control y se agrupaban en lotes de trabajos similares.
No existe todavía la multiprogramación. Los trabajos se van secuenciando. El
operador debe estar atento a la consola para comprobar si un trabajo ha
terminado, volcar la memoria y los registros en caso de error y cargar el
siguiente trabajo.
Posteriormente se incluye el monitor residente, que es un pequeño programa
que reside siempre en memoria y se encargará de la carga automática de los
programas.
También se utiliza el “spoolin” para reducir tiempos de E/S.

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INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS

SISTEMA POR LOTES MULTIPROGRAMADO

El sistema operativo debe realizar nuevas funciones:
- Planificación de trabajos
- Planificación de CPU
- Gestión de memoria
Todavía no existe interacción usuario-máquina

SISTEMA DE TIEMPO COMPARTIDO
Un sistema de tiempo compartido es un sistema multiprogramado en el cual se permite la interacción del usuario con el
ordenador. En los sistemas por lotes, la interacción la realiza exclusivamente el operador del sistema.
Nuevas funciones:
- Gestión de procesos
- Gestión de memoria
- Gestión de ficheros
- Protección (E/S, memoria, procesador y almacenamiento)

MODOS DE FUNCIONAMIENTO
Modo privilegiado
Las instrucciones privilegiadas son aquellas que están disponibles en modo supervisor y no lo están en modo usuario.
Están asociada a tres tipos de protección: protección de la entrada/salida, protección de la memoria y protección del
procesador. Solamente pueden utilizarlas los procesos del sistema operativo (procesos que se ejecutan en modo
supervisor).
El uso de instrucciones privilegiadas se hace en modo kernel, también llamado supervisor, superusuario, administrador,
sistema, monitor, núcleo o privilegiado.
Modo usuario
Las instrucciones no privilegiadas son el resto de instrucciones. Pueden ser empleadas tanto por los procesos del
sistema operativo como por los procesos de usuario (es decir, por procesos que se ejecutan en modo usuario -también
llamado normal- y por los que se ejecutan en modo supervisor).

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INTERRUPCIONES

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS

Interrupciones hardware: Causadas cuando un manejador informa de un evento.
Ejemplos: Finalización de salida, entrada detectada, errores físicos...
Interrupciones software (traps): Causadas cuando un proceso produce un error grave (no físico) que impide continuar
su ejecución o por una llamada al sistema.
Ejemplos: solicitud de un servicio del S.O. (llamada al sistema), división entre cero, acceso no válido a memoria, fallo
de página.
Las llamadas al sistema son el método utilizado por los procesos para solicitar un servicio al sistema operativo.
Definen el conjunto de servicios básicos que proporciona el sistema operativo. Por tanto son un interfaz entre un
proceso y el sistema operativo. (Normalmente se proporciona una interfaz como funciones de biblioteca de los
lenguajes de programación).
No hay que confundir las llamadas al sistema que realizan los programas internamente, con los programas del sistema,
cuya función es proporcionar un interfaz cómodo y eficaz entre el usuario y el sistema operativo.
El intérprete de órdenes es la base de la interfaz con el usuario. Es un programa que se ejecuta en modo usuario y su
función es