Sistemas Operativos: Gestión de Procesos, Memoria y E/S
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1.e) Algoritmos de Planificación
Los algoritmos de planificación pueden ser de diferentes tipos: con expropiación, sin expropiación, por intervalos de tiempo o por prioridades.
- Algoritmos de operación por rondas: Asignan tiempos de ejecución a los diferentes procesos por rondas.
- Algoritmo FCFS (First Come, First Served): El primero en entrar es el primero en salir.
- Algoritmo STR (Shortest Time Remaining): Prioriza el proceso con el tiempo de ejecución más corto.
- Algoritmo SRTF (Shortest Remaining Time First): Prioriza el proceso con el tiempo restante más breve.
1.f) Sincronización y Bloqueo entre Procesos
4.2) Gestión de Memoria
El administrador de memoria es el encargado de administrar la memoria. Sus funciones son:
- Llevar un control de qué partes de la memoria están en uso y cuáles no.
- Asignar memoria a los procesos que la necesiten y retirársela cuando terminen.
- Administrar el intercambio entre la memoria central y la memoria secundaria.
Los sistemas de administración de la memoria pueden ser de dos tipos:
- Aquellos que mueven los procesos entre la memoria principal y el disco durante la ejecución.
- Aquellos que no lo hacen.
Gestión de la Memoria en Monoprogramación
Consiste en tener un solo proceso cargado en memoria y permitir que este proceso use toda la memoria.
Gestión de Memoria en Multiprogramación
Se deja a un proceso y a los demás se los reserva hasta que el otro proceso termine.
Multiprogramación en Memoria Virtual
Mecanismo Básico de la Memoria Virtual
Separar las direcciones a las que hacen referencia los procesos de las direcciones disponibles.
Paginación
Consiste en dividir la memoria virtual y la memoria física en bloques de igual tamaño.
Segmentación
Es similar a la paginación, pero los bloques de memoria son de tamaño variable, llamados segmentos.
4.3) Gestión de Entrada y Salida
El subsistema de entrada y salida se encarga de:
- Emitir órdenes a los dispositivos.
- Captar las interrupciones.
- Manipular errores.
- Proporcionar una interfaz entre los dispositivos y los usuarios.
2. Clasificación de los Periféricos
Se pueden clasificar en dos categorías:
- a) Dispositivos de bloques: Almacenan la información en bloques de tamaño fijo.
- b) Dispositivos de caracteres: Aceptan un flujo de caracteres sin considerar estructuras de bloques.
3. Controladora de Dispositivos
Es un componente hardware que actúa de intermediaria entre el ordenador y los dispositivos de E/S.
Estos puertos E/S contienen una serie de registros que son:
- Registros de datos de entrada.
- Registros de datos de salida.
- Registros de órdenes.
- Registros de estado.
4.1 Objetivos del Software E/S
- Independencia de los dispositivos.
- Uniformidad en los nombres de los dispositivos.
- Tratamiento uniforme de los periféricos.
4.4) Gestión de Ficheros
Los objetivos principales de todo sistema de ficheros deben ser los siguientes:
- Crear, borrar y modificar ficheros.
- Permitir el acceso controlado a la información.
- Permitir intercambiar datos entre ficheros.
- Poder efectuar copias de seguridad recuperables.
- Permitir el acceso a los ficheros mediante nombres simbólicos.
Definición de S.O.
Conjunto de programas, servicios y funciones que gestionan y coordinan el funcionamiento del hardware y software. El S.O. reconoce el hardware y el sistema informático empieza a funcionar. El usuario se comunica con el ordenador a través de la interfaz.
Multiprogramación
Si ejecutamos un solo programa en un ordenador, difícilmente podremos alcanzar un rendimiento del 100%, ya que siempre tendrá que realizar operaciones de entrada/salida. Es decir, habrá tiempos muertos del procesador durante los que no realizará ningún trabajo, y no todo el tiempo estará realizando cálculos del programa.
Clasificación de los S.O.
- Clasificación en función del número de usuarios simultáneos:
- Monousuarios: Solo puede trabajar un usuario con el ordenador. Todos los recursos del sistema estarán disponibles solo para él.
- Multiusuarios: Varios usuarios pueden ejecutar procesos distintos sobre la misma CPU y compartir el uso de los recursos en el sistema de forma simultánea.
- En función del número de procesos simultáneos:
- Monotarea: Cuando el procesador solo ejecuta un proceso y hasta que este no finaliza no puede iniciarse el siguiente.
- Multitarea: Cuando el procesador puede ejecutar varios procesos simultáneamente. Estos procesos comparten el tiempo de uso del procesador.
- En función del número de procesadores:
- Monoproceso: El ordenador tiene un único procesador. Todos los procesos irán alternando su uso de CPU.
- Multiproceso: Es capaz de manejar más de un procesador en el sistema, distribuyendo la carga de trabajo entre todos los procesadores que existan en el sistema.
- En función de los requerimientos temporales:
- Sistemas de tiempo real: La respuesta es inmediata.
- Sistemas interactivos: Es equivalente a un tiempo real, pero menos estricto.
- Procesos por lotes: Un proceso no empieza a ejecutarse hasta que no ha finalizado el proceso anterior.
Arquitectura de los S.O.
- Estructura monolítica: Todos los procesos pueden llamarse entre sí.
- Estructura en capas o de anillos concéntricos: Consta de 6 capas:
- Capa 0: Representa al hardware del sistema. Su función es aislar al resto de las capas de las particularidades del hardware sobre el que va a correr el S.O.
- Capa 1: Se encarga de asignar el procesador y alternar sus usos entre los distintos procesos cuando se producen interrupciones.
- Capa 2: Administración de la memoria. Establece mecanismos de memoria principal.
- Capa 3: Gestiona los dispositivos de E/S y los archivos.
- Capa 4: Soporta la interfaz de llamadas al sistema a partir de las cuales los procesos de usuario pueden recibir los sistemas disponibles.
- Capa 5: Es donde corren los programas de usuario.
1.c) Transiciones de Estado de los Procesos
- De en ejecución a bloqueado: Cuando un proceso descubre que no puede seguir hasta que no ocurra un evento externo.
- De en ejecución a listo: Ha expirado su tiempo de CPU, es decir, agota su quantum.
- De listo a en ejecución: Momento en el que se le asigna la CPU, cuando lo requiere el planificador de la CPU.
- De bloqueado a listo: Se dispone del recurso por el que se había bloqueado el proceso.
1.d) Planificador del Procesador
Se refiere a la manera o técnicas que se usan para decidir cuánto tiempo de ejecución y cuándo se le asignan a cada proceso del sistema en un sistema multitarea. Tiene tres niveles: alto, medio y bajo.