Funcions Essencials i Gestió dels Sistemes Operatius

Tipus d'Aturades del Sistema Operatiu

Per aturar l'ordinador, el SO guarda tota la informació de memòria a disc i finalitza tots els processos actius. Després d'una aturada sobtada (RESET o interrupció d'alimentació), cal comprovar la consistència del sistema de fitxers i reparar els possibles problemes detectats. En un sistema multiusuari, cal avisar els usuaris que es produirà una aturada.

Altres tipus d'aturades

• Hibernació: La informació de memòria es copia al disc i, en arrencar, es recupera l'estat anterior amb tots els processos actius.
• Aturada en espera: Satura tot l'ordinador, però es manté alimentada la memòria. Cal una bateria per mantenir la memòria. Una interrupció (rellotge o bateria baixa) provoca la sortida d'aquest estat.

Serveis Síncrons i Asíncrons

Un servei és síncron si el procés que el sol·licita queda bloquejat esperant que acabi el servei. El servei és asíncron si el procés pot continuar l'execució sense que el servei hagi finalitzat.

Tipus de Sistemes Operatius

Els sistemes operatius es poden classificar segons diverses característiques:

• Processos simultanis: Monotasca (monoprocés), Multitasca (multiprocés)
• Interacció amb l'usuari: Interactiu, Per lots
• Usuaris simultanis: Monousuari (personal), Multiusuari (temps compartit)
• Processadors que pot atendre: Monoprocessador, Multiprocessador
• Fils d'execució (threads) per procés: Monofil, Multifil
• Ús: Client, Servidor, Encastat, De comunicacions, De temps real
• Mobilitat: Fix, Mòbil

Aquesta classificació no és excloent; un sistema pot ser multiprocessador, multifil i multiusuari simultàniament. Alerta: No s'ha de confondre *Multiprocessos* amb *Multiprocessador*.

Gestió de Processos

La gestió de processos és una funció clau del sistema operatiu.

Conceptes clau en la gestió de processos

• Procés: Unitat de processament gestionada pel SO.
• Executable: Programa (conjunt d'instruccions) que pot executar-se. Diferents processos poden executar el mateix programa simultàniament.
• Imatge de memòria: Informació que manté el procés dins el mapa de memòria. L'execució d'un procés modifica la imatge de memòria.
• Bloc de control del procés (BCP): Part de la informació que manté el SO sobre cada procés per identificar les seves característiques i recursos assignats.

Serveis de processos

• Crear un procés.
• Executar un procés.
• Finalitzar l'execució d'un procés.
• Canviar l'executable d'un procés: exec.

Gestió de Memòria

Les tasques del Sistema Operatiu en relació a la memòria principal inclouen:

• 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

Els processos són entitats independents i aïllades, però el SO proporciona mecanismes que permeten la comunicació i sincronització entre ells, tant sobre una mateixa màquina com entre màquines diferents.

Mecanismes de comunicació

Alguns mecanismes de comunicació (i sincronització) són les tuberíes (pipes), la memòria compartida i els sockets. El SO permet crear-los, usar-los (enviar, rebre) i destruir-los.

Tipus de comunicació

• 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.

Gestió de l'E/S (Entrada/Sortida)

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:

• Facilitar el maneig dels perifèrics, proporcionant una interfície senzilla, uniforme i fàcil d'usar, a més de gestionar els errors que es produeixen durant l'accés a aquests dispositius.
• Garantir la protecció, evitant que usuaris no autoritzats puguin accedir-hi.

Els serveis d'E/S que proporciona el SO són independents del dispositiu. Això significa que poden usar-se 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) o a blocs (discs).

Gestió de Fitxers i Directoris

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

• Facilitar el maneig dels dispositius perifèrics, oferint-ne una visió lògica (enfront de la física) simplificada en forma de fitxers i fitxers especials.
• Protegir els usuaris, posant limitacions als fitxers que pot manipular cadascun d'ells.

La visió lògica permet que l'usuari disposi d'objectes (fitxers i directoris) etiquetats amb un nom lògic cadascun d'ells. La visió física correspon a la forma en què els objectes lògics es projecten sobre els dispositius reals (discs).