Ejecuciondeinstrucciones

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descripción de como se hacen o ejecutan la instrucciones en un sistema operativo independiente de su plataforma.

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Ejecuciondeinstrucciones

  1. 1. Sistemas Operativos EJECUCIÓN DE INSTRUCCIONES Presentado por León Arenas Rivera Ing. Sistemas y Telecomunicaciones Universidad Católica de Pereira Fundación centro de investigación Docencia y consultoría Administrativa Facultad Ntic’s e ingenierías
  2. 2. Funcionamiento de los sistemas de computación Para comprender este capítulo dentro del funcionamiento de los sistemas operativos, necesitamos retomar la parte de funcionamiento de hardware de nuestra máquina, así que recordemos que... CPU (procesador) La unidad central de procesamiento es la que ejecuta los programas. En un sistema puede haber más de una. El ciclo básico consiste en tomar la instrucción apuntada por el PC (program counter) (fetching), decodificarla para determinar su tipo y operandos (decoding), ejecutarla (executing), y luego continuar con la siguiente instrucción. Arquitecturas modernas aumentan la performance ejecutando las operaciones en paralelo (fetching, decoding, executing). Esta técnica es conocida como pipelining. Existen varias arquitecturas de procesador que se clasifican en RISC (Reduced InstructionSet Computer) o CISC (Complex Instruction Set Computer). Algunas arquitecturas: SPARC, POWER,
  3. 3. La velocidad del procesador es varios órdenes de magnitud mayor que la velocidad de acceso a información que está en la memoria volátil (RAM). Esto implicó la creación de registros a nivel del procesador y finalmente una cache de memoria (caches de 1er. Nivel, 2do. Nivel y hasta 3er. Nivel). Los registros son la memoria más rápida que accede un procesador y están integrados al chip. En los últimos años han surgido procesadores que en un mismo chip contienen varios núcleos de ejecución. Esto ha llevado a una nueva terminología: single-core, dual-core, quad-core, etc. Dentro del mismo chip del procesador se incluyen registros de rápido acceso: –Registros punto fijo y punto flotante. –Registros de direccionamiento ES, SS, DS, CS, etc.. –Registro de Estado. Incluye PC y banderas con zero, carry. –Caches: •1er. Nivel (del orden de 20 Kb). •2do. Nivel (del orden de 512Kb a 2Mb). •3er. Nivel (del orden de 8Mb).
  4. 4. INSTRUCCIONES La tarea básica que realiza un computador es la ejecución de los programas. El programa a ejecutar consta de un conjunto de instrucciones almacenadas en memoria. El procesador lleva a cabo el trabajo, ejecutando las instrucciones especificadas en el programa. Para alcanzar una mayor comprensión de esta función y de la manera en que los componentes principales del computador interactúan para ejecutar un programa, hace falta analizar con cierto detalle los elementos de la ejecución de un programa. EL punto de vista más sencillo es considerar que el procesamiento de instrucciones consta de dos pasos. El procesador (1) trae las instrucciones desde la memoria, una cada vez y (2) ejecuta cada instrucción. La ejecución de un programa consiste en la repetición de este proceso de lectura y ejecución de la instrucción. La ejecución de la instrucción puede involucrar varias operaciones y depende de la naturaleza de la instrucción. El procesamiento requerido para una instrucción simple se llama ciclo de instrucción.
  5. 5. Operador Operandos... Los operandos pueden ser inmediatos, registros, relativos, de memoria DS: [SI] según diferentes técnicas. (vistos en Arquitectura de computadores). Las familias de instrucciones incluyen aritméticas, lógicas, transferencia control (Jmp, Call, Loop, etc), de memoria, de stack, de sincronización (Lock:XChg ax, bx) y de entrada salida. Las instrucciones de sincronización sirven para resolver problemas de concurrencia. Instrucciones privilegiadas Se establecen niveles de ejecución y conjunto de instrucciones para cada nivel. Un protocolo seguro para aumentar el nivel de ejecución que se basa en siempre transferir el control a código autenticado (trusted) para aumentar el nivel de ejecución. Por ejemplo: –Detener el procesador –Cambiar el vector de interrupciones
  6. 6. Ejecución de instrucciones (1): „ Se clasifican en: •Procesador –memoria. •Procesador –E/S. •Procesamiento de datos. •Control. „ Ciclo de instrucción:
  7. 7. Ejecución de instrucciones (2): „ Características de un máquina hipotética: •a) •b) •c) Registros internos de CPU: •PC: contador de programa , contiene la dirección de la siguiente instrucción a leer. •IR: registro de instrucción (de la que está ejecutándose). •AC: acumulador, almacenamiento temporal. •d) Lista parcial de códigos de operación: •0001 Cargar de memoria a AC. •0010 Almacenar AC en memoria. •0101 Sumar a AC el contenido de la memoria.
  8. 8. Bibliografía SISTEMAS OPERATIVOS Segunda edición William Stallings SISTEMAS OPERATIVOS MODERNOS TERCERA EDICIÓN ANDREW S. TANENBAUM Vrije Universiteit Amsterdam, Holanda Imágenes tomadas de internet.

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