Conceptos Fundamentales de Sistemas Operativos: Procesos, Llamadas al Sistema y Gestión de Archivos

Mecanismos Centrales en Sistemas Operativos

Llamadas al Sistema

La llamada al sistema es el mecanismo usado por un programa aplicativo para solicitar un servicio al sistema operativo.

Implementación de la Llamada al Sistema

¿Cómo se realiza una llamada al sistema? Se realiza colocando una serie de parámetros en un lugar específico para después ejecutar una instrucción del lenguaje máquina del procesador.

Llamadas Comunes en Entornos POSIX

En Sistemas Operativos bajo la norma POSIX se usan las siguientes llamadas:

• open
• read
• write
• close
• wait
• exec
• fork
• exit
• kill

El Concepto de Proceso

Un proceso es una abstracción de un programa en ejecución, también denominada tarea.

Características del Modelo de Procesos

1. Todo software ejecutable se organiza en varios procesos secuenciales o procesos.
2. Un proceso incluye al programa en ejecución y a los valores activos del contador, registros y variables del mismo.
3. Cada proceso tiene su propia CPU virtual.

Jerarquías y Ciclo de Vida de Procesos

Los Sistemas Operativos deben disponer de una forma de crear y destruir procesos cuando se requiera durante la operación, estableciendo jerarquías de procesos.

Consideraciones sobre los Estados del Proceso

Los procesos presentan dinámicas complejas en su ejecución:

1. Cada proceso es una entidad independiente, pero frecuentemente debe interactuar con otros procesos.
2. Los procesos pueden bloquearse en su ejecución porque:
   • Esperan datos que aún no están disponibles.
   • El SO asignó la CPU a otro proceso.
3. Los estados que puede tener un proceso son:
   • En ejecución
   • Listo
   • Bloqueado

Manejo de Señales e Interrupciones

Señales como Llamadas al Sistema

¿Cómo se realiza el manejo de señales como llamadas al sistema? Después de una llamada al sistema, si se genera una señal de tipo relevante (interrupción), el estado del proceso es ingresado a su pila, seguida de una llamada al manejador de señales. Cuando se termina el procedimiento de manejo de señales, simplemente se regresa al estado original.

Definición y Respuesta a Interrupciones

Una Interrupción es un evento que altera la secuencia en que el procesador ejecuta las instrucciones.

Pasos del Sistema Operativo ante una Interrupción

Cuando ocurre una interrupción, el Sistema Operativo realiza las siguientes acciones:

1. Obtiene el control.
2. Salva el estado del proceso interrumpido, generalmente en su bloque de control de procesos.
3. Analiza la interrupción.
4. Transfiere el control a la rutina apropiada para la manipulación de la interrupción.

Administración de Archivos

Definición de Archivo

Un archivo es una colección de datos que se almacena en un medio físico y a la cual se le asigna un nombre, agrupados en directorios.

El Sistema de Archivos

Una de las principales funciones de un S.O. es la administración del almacenamiento de información, para lo cual es necesario contar con un “Sistema de Archivos”.

Sistema de Archivos: Mecanismos y estructuras que el SO utiliza para organizar la información en medios físicos.

Funciones del Manejo de Archivos

• Identifican y localizan un archivo seleccionado.
• Usan un directorio para describir la localización de todos los archivos más sus atributos.
• En sistemas compartidos aplican algún control de acceso a los usuarios.
• Bloquean archivos.
• Asignan archivos a bloques libres.
• Manejan el espacio libre.