Fundamentos y Arquitectura de los Sistemas Operativos Modernos

Funciones del Sistema Operativo

Las funciones del sistema operativo consisten en servir de enlace entre el usuario y el hardware, para lo cual realiza la planificación de memoria, gestiona las unidades de entrada/salida y otros dispositivos, inicializa y controla las operaciones de entrada/salida, trata los errores, coordina la comunicación entre el sistema y el operador, mantiene un registro de las operaciones del sistema y controla las operaciones en los trabajos de multiprogramación, multiproceso y tiempo compartido.

Arquitectura según el diseño del Sistema Operativo

• 1º Sistemas Monolíticos

  El SO está construido por procedimientos que se pueden llamar los unos a los otros y con variables globales. Tiene tres niveles: programa principal, procedimiento de llamada al sistema y procedimientos auxiliares.

• 2º Sistemas en Niveles o Jerárquicos

  Se estructura en una jerarquía de niveles, cada uno sobre el anterior; los procedimientos de un nivel pueden llamar a los inferiores.

• 3º Máquina Virtual

  Emula a la computadora permitiéndonos la multiprogramación, ofreciendo varias máquinas virtuales que simulan el hardware.

• 4º Sistema Cliente-Servidor

  El núcleo establece la comunicación entre los clientes y los servidores; de esta manera se divide todo, permitiendo que funcione más rápido.

• 5º Sistemas Orientados a Objetos

  El SO no es una colección de funciones, sino de objetos.

Procesos y Control de Entrada/Salida

Un proceso es un programa en ejecución; puede estar en estado de ejecución, bloqueado o listo.

Elementos de control de E/S:

• Manejadores de interrupciones: Por programas manejadores de dispositivos que, cuando se requiere una E/S, se bloquean en espera de una interrupción.
• Drivers y programas independientes del dispositivo.

Niveles del Sistema Operativo

• 1º Núcleo (Kernel)

  Es la capa interna del SO que está en contacto con el hardware (HW); gestiona la memoria y las operaciones de E/S.

• 2º Nivel Ejecutivo

  Gestiona archivos y procesos.

• 3º Nivel Supervisor

  Interpreta los mandatos del sistema.

• 4º Nivel de Interfaz de Usuario

  Presenta y gestiona las órdenes del usuario al sistema. Puede ser en modo texto (como el MS-DOS) o modo gráfico con ventanas.

Modos de Explotación

• 1º Trabajo por Lotes (Batch)

  Los trabajos se cargan en lotes y se procesan según se introducen.

• 2º Tiempo Real

  El sistema recibe, procesa y responde inmediatamente; cada proceso tiene una prioridad y se ejecuta en función de ella.

• 3º Sistemas Mixtos

  Ejecutan los dos anteriores.

• 4º Tiempo Compartido

  Reparte de forma equitativa los recursos comunes.

Tipos de Sistema Operativo

Según usuarios conectados al mismo:

• Monousuario: Solo trabaja un usuario.
• Multiusuario: Varios usuarios ejecutan procesos distintos y comparten el uso de los recursos del sistema.

Según utilización de los recursos:

• Monoprogramación: Solo se ejecuta un programa.
• Multitarea: Varios procesos a la vez; se basan en técnicas de multiprogramación. Puede ser apropiativa (el procesador lo controla el SO) o cooperativa (el procesador lo controla el programa).
• Multiproceso: Varios procesadores en un mismo PC.

Técnicas de Gestión de la Memoria

• No hay gestión: Se usa toda la memoria.
• Particiones en memoria:
  • Tamaño fijo.
  • Tamaño variable:
    • Mapa de bits.
    • Listas enlazadas: Estrategias de primero donde quepa, siguiente donde quepa, donde quepa mejor o donde quepa peor.
    • Método de los colegas (Buddy System).
• Memoria virtual.