Sistemas operativos

2. FUNCIONAMIENTO DE LOS
ORDENADORES Y S. O.
• Ejecución de un solo programa a la vez.
• Batch: conjunto de programas que se ejecutan en grupo.
• Multiprogramación: varios programas se ejecutan a la vez y el S.
O. Asigna los recursos.
• Entrada remota de trabajos
• Tratamiento de transacciones: permite la ejecución múltiple de
un mismo programas (multithreading)
• Multiacceso: varios usuarios actuando de forma concurrente.
• Tiempo real: los ordenadores pueden interactuar con otros
equipos.

3. DEFINICIÓN DE S. O.
• Es un programa o conjunto de programas.
• Estos programas trabajan juntos para lograr ciertos objetivos.
• Se encarga de gestionar ciertos recursos:
• Entrada/salida
• Tratamiento de la información
• Almacenamiento masivo
• Actúa de intermediario entre el hardware y los programas de aplicación.

4. OBJETIVOS DE LOS S. O.
• Hacer posible el uso eficiente de los recursos del
sistema:
• Actúa coordinando las diferentes velocidades de
funcionamiento de los dispositivos. P. E. Mas velocidad de
procesadores, mas lentitud de periféricos.
• Simplificar la operación de trabajo con el hardware:
• Generan una máquina virtual: ordenador simplificado en el
que el S. O. Carga con el trabajo de acercamiento al
hardware.

5. FUNCIONES DE LOS S. O.
• Asignación de tiempo de CPU:
• Planificar las diversas actividades.
• Control de recursos:
• Asignar recursos de forma racional. P. E. División de la memoria del ordenador entre los
programas, controlar colas de e/s.
• Control de entrada/salida:
• Gestionar los datos desde y hacia los periféricos.
• Control de los errores y protección:
• Informar de las situaciones anómalas
• Interfaz con el usuario:
• Facilita el uso.
• Facilidades contables:
• Cálculo de costes de uso de CPU.

6. TIPOS DE S. O.
• Estructura jerárquica

7. TIPOS DE S. O.
• Sistema operativos por
servicios

8. ESTRUCTURA DE UN S. O.
• Núcleo
• Gestión de la memoria
• Control de entrada/salida
• Gestión de dispositivos de almacenamiento masivo
• Asignación de recursos y planificación
• Protección
• Interfaz de usuario

9. NÚCLEO
• Descansa directamente sobre el hardware y proporciona una serie de
servicios a las capas superiores del sistema.
• Las tareas principales son:
• Manejo de interrupciones
• Asignación de trabajo al procesador
• Proporcionar una vía de comunicación entre los diferentes programas

10. NÚCLEO
• Manejo de interrupciones:
• Cuando el hardware detecta una interrupción, el control se transfiere a este
módulo,
• el cual analiza el carácter de la interrupción y toma las acciones apropiadas:
• Transferir el control a otro módulo del S. O.
• Iniciar otro programa
• Continuar la ejecución del programa interrumpido

11. GESTIÓN DE
INTERRUPCIONES S. O.
MULTITAREA
SO
P1
P2
P3
ES1
ES2
ES3
P2 P3
P1
P3

12. NÚCLEO
• Asignación de trabajo al procesador y comunicación
entre programas
• El núcleo transfiere el control al programa que el
planificador ha determinado para que sea el próximo en
ejecutarse.
• La comunicación entre programas se logra manteniendo
una cola de mensajes en espera para cada uno de los
programas activos.
• El núcleo recibe los mensajes y los va almacenando en la
cola apropiada al destino en cuestión, para distribuirlos
cuando el programa destino se active.

13. NÚCLEO

14. GESTIÓN DE LA MEMORIA
• La memoria principal de la mayoría de los ordenadores es
mucho mas pequeña de lo que sería necesario para
manejar todos los programas y datos.
• El módulo de gestión de memoria es el encargado de
asignar ciertas porciones de la memoria principal a los
diferentes programas, mientras el resto de programas y
datos se mantienen en los dispositivos de almacenamiento
masivo.
• La forma mas común de gestión de memoria es crear una
memoria virtual utilizando los dispositivos de
almacenamiento masivo.

15. GESTIÓN DE LA MEMORIA

16. GESTIÓN DE LA MEMORIA

17. DIVISIÓN DE LA MEMORIA
ENTRE LAS TAREAS
• Por páginas: bloques de bytes de igual tamaño para todos los procesos y
tareas.
• Por segmentos: bloques de bytes con distinto tamaño según el proceso.
• Por segmentos paginados: Los segmentos de tamaño distinto se dividen a su
vez en páginas de distinto tamaño.

18. CONTROL DE LA ENTRADA/SALIDA
• Los problemas derivados de las diferentes velocidades
de funcionamiento de los dispositivos son tratados
por este módulo presentándolo como una cuestión
independiente del dispositivo.
• P.e. En las salidas es frecuente la utilización de
spoolers, los datos se almacenan temporalmente en
una cola situada en un dispositivo de almacenamiento
masivo hasta que el periférico requerido quede libre.

19. GESTIÓN DE ENTRADAS/SALIDAS
Proceso Soft E/S Soft Perif Ctrl Interr Hardware
Petición E/S
Petición OK

20. GESTIÓN DE LOS
DISPOSITIVOS DE
ALMACENAMIENTO MASIVO• Los datos y programas de un dispositivo de
almacenamiento masivo se mantienen en ficheros.
• Supervisa la creación, actualización y eliminación de
estos ficheros.
• Mantiene un directorio con todos los ficheros que
existen en el sistema en cada momento.
• Cada fichero está dotado de un conjunto de
privilegios de acceso, que indican la extensión con la
que pueden compartir la información contenida en el
fichero. El S. O. Vigila que estos privilegios no sean
violados.

21. SISTEMA DE ARCHIVOS• Todas las aplicaciones computarizadas necesitan almacenar y recuperar la información
Superando las limitaciones del almacenamiento real.
• Trascendiendo a la duración de los procesos que las utilizan o generan.
• Independizando a la información de los procesos permitiendo el acceso a la misma a
través de varios procesos.
• Las condiciones esenciales para el almacenamiento de la información a largo plazo son:
• Debe ser posible almacenar una cantidad muy grande de información.
• La información debe sobrevivir a la conclusión del proceso que la utiliza.
• Debe ser posible que varios procesos tengan acceso concurrente a la información.
• La solución es el almacenamiento de la información en discos y otros medios externos
en unidades llamadas archivos:
• Los archivos deben ser persistentes, es decir que no deben verse afectados por la creación o
terminación de un proceso.
• Los archivos son una colección de datos con nombre.
• Pueden ser manipulados como una unidad por operaciones como: open, close, create,
destroy, copy, rename, list.
• Los elementos de datos individuales dentro del archivo pueden ser manipulados por
operaciones como: read, write, update, insert, delete.
• El “Sistema de Archivos” es la parte del sistema de administración del almacenamiento
responsable, principalmente, de la administración de los archivos del almacenamiento
secundario.
• Es la parte del S. O. responsable de permitir “compartir controladamente” la
información de los archivos.

22. SISTEMA DE ARCHIVOS
• Los usuarios deben poder crear, modificar y borrar archivos.
• Se deben poder compartir los archivos de una manera cuidadosamente controlada
• El mecanismo encargado de compartir los archivos debe proporcionar varios tipos de acceso controlado:
• Ej.: “Acceso de Lectura”, “Acceso de Escritura”, “Acceso de Ejecución”, varias combinaciones de estos, etc.
• Se debe poder estructurar los archivos de la manera más apropiada a cada aplicación. Los usuarios deben poder ordenar la
transferencia de información entre archivos.
• Se deben proporcionar posibilidades de “respaldo” y “recuperación” para prevenirse contra:
• La pérdida accidental de información.
• La destrucción maliciosa de información.
• Se debe poder referenciar a los archivos mediante “Nombres Simbólicos”, brindando “Independencia de Dispositivos”. En
ambientes sensibles, el sistema de archivos debe proporcionar posibilidades de “Cifrado” y “Descifrado”.
• El sistema de archivos debe brindar una interfase favorable al usuario:
• Debe suministrar una “visión lógica” de los datos y de las funciones que serán ejecutadas, en vez de una “visión física”.
• El usuario no debe tener que preocuparse por:
• Los dispositivos particulares.
• Dónde serán almacenados los datos.
• El formato de los datos en los dispositivos.
• Los medios físicos de la transferencia de datos hacia y desde los dispositivos.

23. SISTEMA DE ARCHIVOS
• Un “Archivo” es un conjunto de registros relacionados
• El “Sistema de Archivos” es un componente importante de un S. O. y suele contener:
• “Métodos de acceso” relacionados con la manera de acceder a los datos almacenados en archivos.
• “Administración de archivos” referida a la provisión de mecanismos para que los archivos sean almacenados, referenciados,
compartidos y asegurados.
• “Administración del almacenamiento auxiliar” para la asignación de espacio a los archivos en los dispositivos de
almacenamiento secundario.
• “Integridad del archivo” para garantizar la integridad de la información del archivo.
• El sistema de archivos está relacionado especialmente con la administración del espacio de almacenamiento
secundario, fundamentalmente con el almacenamiento de disco. Una forma de organización de un sistema de
archivos puede ser la siguiente:
• Se utiliza una “raíz ” para indicar en qué parte del disco comienza el “directorio raíz ”.
• El “directorio raíz ” apunta a los “directorios de usuarios”.
• Un “directorio de usuario” contiene una entrada para cada uno de los archivos del usuario.
• Cada entrada de archivo apunta al lugar del disco donde está almacenado el archivo referenciado.
• Los nombres de archivos solo necesitan ser únicos dentro de un directorio de usuario dado. El nombre del sistema
para un archivo dado debe ser único para el sistema de archivos.
• En sistemas de archivo “jerárquicos” el nombre del sistema para un archivo suele estar formado como el “nombre
de la trayectoria” del directorio raíz al archivo.

24. SISTEMA DE ARCHIVOS

25. ASIGNACIÓN DE RECURSOS Y
PLANIFICACIÓN
• La mayor parte del tiempo en que un ordenador está
funcionando, la demanda de recursos es mayor que los
realmente existentes. Este problema se resuelve aplicando una
política de asignación de recursos.
• El mecanismo sería sencillo si se pudiese utilizar una política del
tipo: “atender primero al que antes lo solicite”, sin embargo
esto puede llevar a situaciones de deadlock (sistema colgado o
caido) cuando dos programas solicitan insistentemente recursos
asignados a otro.
• El planificador cuenta con una política que varia de un S. O. a
otro. Una política muy común consiste en el time slicing
(asignación de intervalos cortos de tiempo a los programas)

26. ASIGNACIÓN DE RECURSOS Y
PLANIFICACIÓN
Cola del
procesador Procesador
Colas de
Entrada/salida
Nuevos
programas
Fin de un intervalo de tiempo
Programas
terminados
Programas
ejecutables
Ejecución de
Un programa
Programas listos
para ejecutarse
Programas no ejecutables
Programas bloqueados
por peticiones e/s
Programas cuyas
peticiones e/s
satisfechas

27. PROTECCIÓN
• Actúa contra dos sucesos:
• Errores
• Abuso deliberado de los recursos del sistema

28. BLOQUEOS

29. INTERFAZ DE USUARIO
• Interfaz de comandos
• Interfaz gráfica

30. MS DOS
Procesador
de comandos
Usuario
Sistema de
Transferencia de
caracteres
Sistema de
ficheros
Programas
de aplicación
Utilidades
Controladores de
dispositivos
Bios
Firmware
Hardware

31. MS DOS
• Gestión de almacenamiento masivo
• Gestión de ficheros del ordenador
• Sistemas de directorios
Directorio
raíz
Fichero Directorio Fichero Directorio
FicheroDirectorio Fichero Fichero