3. Blog informativo y correo electronico
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4. Índice de primera clase
INTRODUCCION A LOS SISTEMAS INFORMATICOS
• 1.1 elementos básicos
• 1.2 registro del procesador
• 1.3 ejecución de instrucciones
• 1.4 interrupciones
• 1.5 Jerarquía de memoria
• 1.6 memoria cache
• 1.7 técnicas de comunicación de E/S
• 1.8 lecturas recomendadas
• 1.9 problemas
• APENDICE 1A rendimiento de las memorias a dos niveles.
• APENDICE 1B control de procedimientos.
5. Introducción a los sistemas informáticos
Un sistema operativo (SO) explota los recursos de hardware de uno o mas procesadores para
ofrecer un conjunto de servicios a los usuarios del sistema. El sistema operativo también gestiona
la memoria secundaria y los dispositivos de entrada/salida (E/S) en nombre de los usuarios. Así
pues es conveniente disponer de una cierta comprensión del hardware del sistema informático
subyacente antes de comenzar el estudio de los sistemas operativos.
6. 1.1 Elementos básicos
PROCESADOR: controla la operación del computador y lleva a cabo las funciones del
procesamiento de datos. Cuando hay un solo procesador, se suele denominar unidad central de
procesamiento (CPU, central processing unit).
MEMORIA PRINCIPAL: almacena los datos y programas. Esta memoria es normalmente volátil;
también se le conoce como memoria real, o memoria principal.
MODULOS DE E/S: transporta los datos entre el computador y su entorno exterior. El entorno
exterior consta de una variedad de dispositivos externos, incluyendo los dispositivos de memoria
secundaria, los equipos de comunicación y los terminales.
INTERCONEXION DE SISTEMAS: ciertos mecanismos y estructuras que permiten la comunicación
entre procesadores, memoria principal y los módulos de E/S.
7. 1.1 Elementos básicos
El procesador es quien lleva el control. Una de sus funciones es intercambiar los datos con la
memoria, para este propósito, hace uso de dos registros internos (al procesador): un registro de
direcciones memoria (MAR, memory address register), el cual especifica la dirección en memoria
de la próxima lectura o escritura y un registro intermedio (buffer) de memoria (MBR, memory
buffer register), que contiene los datos que van a ser escritos a memoria o que fueron leídos de
la misma. De manera similar, un registro de direcciones de E/S (IOAR, input/Output address
register) especifica un dispositivo particular de E/S. un registro intermedio de E/S (IOBR,
input/Output buffer Register) se utiliza para intercambiar datos entre un modulo de E/S y el
procesador
8. 1.2 Registro del procesador
Dentro del procesador, hay un conjunto de registros que ofrecen un nivel de memoria que es mas
rápido y pequeño que la memoria principal. Los registros del procesador sirven para dos funciones:
CPU
PC MAR
PC MBR
E/S AR
E/S BR
MODULOS DE E/S
BUFFERS
9. Registro visible de usuarios
Registro visibles de usuario: un programador de lenguaje de maquina o ensamblador puede minimizar
las referencias a memoria principal mediante un uso optimo de estos registros. Con lenguajes de alto
nivel, un compilador que optimice códigos intentara hacer una selección inteligente de que variables
asignar a registros y cuales a ubicaciones de la memoria principal.
Registros de control y estado: son utilizados por el procesador para el control de las operaciones o por
rutinas privilegiadas del sistema operativo para controlar la ejecución de los programas .
No hay una separación clara de los registros en estas dos categorías. Por ejemplo, en algunas maquinas el
contador de programa es visible para los usuarios, pero en otras muchas no lo es. Sin embargo, para el
propósito de la discusión que viene a continuación, es conveniente emplear estas categorías.
10. Ejecución de instrucciones
Inicio
fin
Leer la
siguiente
instrucción
Ejecutar la
instrucción
Ciclo de lectura
Ciclo de
ejecucion
• 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.
• Cada de dos pasos que se acaba de explicar. Los
dos pasos se llaman ciclo de lectura (fetch) y ciclo
de ejecución. La ejecución del programa se
detiene si solo se apaga el programa
11. Quienes actúan?
Procesador-memoria: se transfieren datos del procesador a la memoria o viceversa.
Procesador – E/S: se transfieren datos desde o hacia un dispositivo periférico, realizándose la
transferencia entre el procesador y un modulo de E/S
Tratamiento de datos: el procesador realiza alguna operación aritmética o lógica sobre los datos.
Control: las instrucción pide que se altere la secuencia de ejecución. Por ejemplo, el procesador
puede leer una instrucción de la ubicación 149, la cual especifica que la próxima instrucción sea
la de la ubicación 182. el procesador recordara este hecho ajustando el valor del contador de
programa a 182. de este modo, en el próximo ciclo de lectura, se traerá la instrucción de la
ubicación 182 y no de la 150.
12. Términos utilizados para contador de
programas
* PC: contador de programa
dirección de la instrucción
* IR: Registro de instrucción
instrucción que se esta ejecutando
* AC: Acumulador
almacenamiento temporal
Lista de instrucciones
00001 = cargar AC desde la memoria
00011 = almacenar AC en memoria
00101 = suma AC con memoria y guardar en
memoria
00111 = Sumar AC con AC y guardarlo en AC
01001 = Restar AC con memoria y guardar en
memoria
13. Términos utilizados para contador de
programas
.
1940
5941
2941
0003
0002
300
1940
Memoria
300
301
302
940
941
PC
IR
AC
14. Interrupciones
En el contexto de la informática, una interrupción (del inglés Interrupt Request, también conocida
como petición de interrupción) es una señal recibida por el procesador de un ordenador,
indicando que debe “interrumpir” el curso de ejecución actual y pasar a ejecutar código
específico para tratar esta situación.
Una interrupción es una suspensión temporal de la ejecución de un proceso, para pasar a
ejecutar una subrutina de servicio de interrupción, la cual, por lo general, no forma parte del
programa, sino que pertenece al sistema operativo o al BIOS). Una vez finalizada dicha
subrutina, se reanuda la ejecución del programa.
15. Importancia de las interrupciones
El mecanismo de tratamiento de las interrupciones permite al SO utilizar la CPU en servicio de
una aplicaciones, mientras otra permanece a la espera de que concluya una operación en un
dispositivo de E/S.
El hardware se encarga de avisar al SO cuando el dispositivo de E/S ha terminado y el SO puede
intervenir entonces, si es conveniente, para hacer que el programa que estaba esperando por el
dispositivo, se continúe ejecutando.
En ciertos intervalos de tiempo puede convenir no aceptar señales de interrupción. Por ello las
interrupciones pueden inhibirse por programa.
17. INICIO
Leer la instrucción
siguiente
Ejecutar la instrucción
Comprobación de
interrupción; interrupción
del proceso
FIN
Interrupciones habilitadas
Ciclo de lectura
Ciclo de ejecución
Ciclo de interrupción
19. Jerarquía de memoria
La cantidad esta relativamente abierta, según sea la capacidad probablemente se construirá
aplicaciones que la utilicen. La cuestión de la velocidad es, en cierto sentido, fácil de responder,
para lograr un mayor rendimiento la memoria debe ser capaz de ir al ritmo del procesador. Es
decir, mientras el procesador esta ejecutando instrucciones, seria conveniente no tener que hacer
pausas esperando a instrucciones u operador
Y la ultima pregunta también hay que tenerla en cuenta. Para un sistema practico, el coste de la
memoria debe ser razonable en relación a los otros componentes.
22. Memoria cache
Aunque la memoria cache es invisible para el sistema operativo, interactuar con otras partes del
hardware de gestión de memoria, es mas, muchos de los principios utilizados en la memoria
virtual son también aplicables a la memoria cache.
La memoria también tiene una particularidad muy corriente la cual establece un rápido acceso al
componente u programa que ya fue ejecutado dándole acceso rápido por que la instrucción ya
fue registrada en el componente haciendo que el interprete tenga una ejecución imparable a la
hora de depurar dicho programa.
