Funcions Clau del Sistema Operatiu: Executables, Memòria i E/S

Programa Executable

Programa en llenguatge màquina que pot carregar-se en memòria per a la seva execució. La seva estructura habitual és:

• Capçalera: Estat inicial dels registres, mida del codi i dades, i identificació com a executable.
• Codi en llenguatge màquina.
• Dades amb valor inicial.
• Taula de símbols.

El Sistema Operatiu (SO)

Un sistema operatiu és un programa que té per objectiu simplificar el maneig i la utilització del computador.

Funcions Clàssiques del SO

• Gestió dels recursos del computador.
• Execució de serveis pels programes en execució.
• Execució de les comandes d'usuari.

Altres Funcions Afegides

• Interfícies gràfiques.
• Protocols de comunicació.
• Bases de dades.

Fases d'Inici i Funcionament del Sistema Operatiu

1. Control de l'iniciador ROM: Test del maquinari i càrrega en memòria del carregador del SO.
2. Control del carregador (boot) del SO: Càrrega en memòria dels components del SO.
3. Control del SO resident:
   • Test del sistema de fitxers.
   • Creació d’estructures de dades internes.
   • Pas a mode de memòria virtual (si escau).
   • Completa càrrega del SO resident.
   • Habilita interrupcions.
   • Creació de processos de login.
4. Fase normal de funcionament: El SO queda a l’espera d’una interrupció.

Gestió de Memòria

Tasques del Sistema Operatiu en relació a la memòria principal:

• Assignar memòria als processos per crear la imatge de memòria.
• Assignar i alliberar espai de memòria a mesura que els processos ho sol·licitin.
• Permetre la compartició de memòria entre processos.
• Gestionar la jerarquia de memòria i resoldre les falles de pàgina en els sistemes amb memòria virtual.

Comunicació i Sincronització de Processos

La comunicació entre processos pot ser:

• Síncrona: Els serveis de comunicació són simultanis (el receptor espera l’emissor o al revés).
• Asíncrona: Els processos no esperen i el SO disposa d’una memòria temporal on l’emissor pot dipositar la informació.

Els semàfors i mutex són mecanismes específics per a la sincronització de processos.

El Gestor d'Entrada/Sortida (E/S)

El gestor d’E/S s’encarrega dels dispositius perifèrics (rellotges, terminals, dispositius d’emmagatzemament secundari o terciari, etc.). Controla el seu funcionament amb la finalitat de:

1. Facilitar el maneig: Proporcionant una interfície senzilla, uniforme i fàcil d’usar, a més de gestionar els errors que es produeixen durant l’accés.
2. Garantir la protecció: Evitant que usuaris no autoritzats puguin accedir-hi.

Independència del Dispositiu i Funcions Bàsiques

Els serveis d’E/S que proporciona el SO són independents del dispositiu. Això significa que es poden usar les mateixes funcions per llegir d’un disquet, un disc dur o un CD-ROM. Les funcions bàsiques són les de lectura i escriptura.

Depenent del perifèric, els serveis s’orienten a:

• Caràcters (terminals, impressores).
• Blocs (discs).

El Sistema de Fitxers

El sistema de fitxers forma part de la màquina estesa que proporciona el SO. Els seus objectius són:

1. Facilitar el maneig: Oferint una visió lògica (enfront de la física) simplificada en forma de fitxers i fitxers especials.
2. Protegir els usuaris: Posant limitacions als fitxers que pot manipular cada usuari.

Visió Lògica vs. Visió Física

• Visió Lògica: Permet que l’usuari disposi d’objectes (fitxers i directoris) etiquetats amb un nom lògic.
• Visió Física: Correspon a la forma en què els objectes lògics es projecten sobre els dispositius reals (discs).