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Páginas: 20 (4836 palabras)
Publicado: 23 de septiembre de 2013
TEMA 3: EL NÚCLEO DE UN SISTEMA OPERATIVO
1. Introducción. Funciones del núcleo de un S.O.
Los Sistemas Operativos proporcionan un número potencialmente grande de servicios
accesibles al usuario. Uno de los problemas principales que se encuentran los diseñadores de
sistemas operativos es cómo manejar esta complejidad de funciones a muchos niveles de
detalle mientras proporcionan un productofiable y fácil de mantener.
Con la experiencia que se tiene sobre el tema, se está tendiendo a la implantación de sistemas
operativos en forma de niveles jerárquicos de abstracción. De esta forma, se obtendrán una
serie de módulos que ocultarán los detalles de la estructura de datos y los algoritmos de
procesamiento que utilicen. Externamente se conocerá cada módulo por realizar unasfunciones específicas que sólo pueden usar las capas superiores, pero los detalles de cómo lo
hacen no estarán disponibles.
Como resultado, los módulos tienden a ser pequeños y fáciles de comprender e implementar.
Con todo esto, el diseño jerárquico ofrece una mayor facilidad en la depuración, modificación
y verificación de los sistemas operativos.
Programa de
aplicación
Programa de
aplicaciónModo usuario
Modo kernel
Servicios del sistema
Sistema de Archivos
Administración de dispositivos de memoria y de E/S
Planificación del procesador
Hardware
El núcleo del sistema operativo es el nivel más interno del sistema operativo. Actúa de
interfaz entre el hardware básico y el resto del sistema operativo. Su finalidad es constituir un
entorno adecuado en el que se puedandesarrollar los distintos procesos.
Las funciones básicas del núcleo de un sistema operativo son:
•
Manipulación de las interrupciones
•
Creación/Destrucción de procesos
•
Cambios de estados de procesos
•
Planificación de los procesadores
•
Suspensión/Reanudación de procesos
•
Sincronización de procesos
•
Comunicación entre procesos
•
Manipulación debloques de control de procesos
•
Soporte de las actividades de entrada/salida
•
Soporte de la asignación/liberación del almacenamiento
•
Soporte del sistema de archivos
•
Soporte de un mecanismo de llamada/regreso al procedimiento
•
Soporte de ciertas funciones contables del sistema
Características del núcleo:
•
Se encuentra residente en Memoria Principal
•Tienden a ser ininterrumpibles
•
Se ejecutan con el máximo privilegio
El núcleo es la parte más dependiente del hardware. Normalmente se escribe en ensamblador,
pero existen otros lenguajes para diseño de sistemas operativos: BCPL (Basic Compiled
Programming Language), BLISS (Basic Language for Implementing Systems), C, Pascal
Concurrente, PL/2, ...
2. Requisitos básicos delhardware
Veamos el hardware básico necesario para soportar un modelo de sistema operativo
sencillo.
Se requieren las siguientes posibilidades en el hardware:
•
Un mecanismo de interrupción. Salvará como mínimo el PC (Contador de Programa)
y transferirá el control a una posición de memoria.
•
Un mecanismo de protección que debe implementarse en el hardware de
direccionamiento de lamemoria. Esto se realiza para proteger la memoria de un
proceso del acceso no autorizado por parte de otros procesos.
•
Repertorio de instrucciones reservadas. Con el fin de que varios procesos concurrentes
no se interfieran entre ellos. Estas instrucciones llevan a cabo funciones tales como:
o Autorizar e inhibir las interrupciones
o Conmutar un procesador entre distintos procesos
oAcceder a los registros usados por el hardware de protección de memoria
o Llevar a cabo la E/S
o Manejo y control del reloj en tiempo real
o Parar el procesador central
Para establecer cuándo se pueden usar estas instrucciones reservadas, existen dos modos
de funcionamiento del computador:
•
Modo núcleo o supervisor (kernel): Ejecuta todas las instrucciones (tanto reservadas
como de...
1. Introducción. Funciones del núcleo de un S.O.
Los Sistemas Operativos proporcionan un número potencialmente grande de servicios
accesibles al usuario. Uno de los problemas principales que se encuentran los diseñadores de
sistemas operativos es cómo manejar esta complejidad de funciones a muchos niveles de
detalle mientras proporcionan un productofiable y fácil de mantener.
Con la experiencia que se tiene sobre el tema, se está tendiendo a la implantación de sistemas
operativos en forma de niveles jerárquicos de abstracción. De esta forma, se obtendrán una
serie de módulos que ocultarán los detalles de la estructura de datos y los algoritmos de
procesamiento que utilicen. Externamente se conocerá cada módulo por realizar unasfunciones específicas que sólo pueden usar las capas superiores, pero los detalles de cómo lo
hacen no estarán disponibles.
Como resultado, los módulos tienden a ser pequeños y fáciles de comprender e implementar.
Con todo esto, el diseño jerárquico ofrece una mayor facilidad en la depuración, modificación
y verificación de los sistemas operativos.
Programa de
aplicación
Programa de
aplicaciónModo usuario
Modo kernel
Servicios del sistema
Sistema de Archivos
Administración de dispositivos de memoria y de E/S
Planificación del procesador
Hardware
El núcleo del sistema operativo es el nivel más interno del sistema operativo. Actúa de
interfaz entre el hardware básico y el resto del sistema operativo. Su finalidad es constituir un
entorno adecuado en el que se puedandesarrollar los distintos procesos.
Las funciones básicas del núcleo de un sistema operativo son:
•
Manipulación de las interrupciones
•
Creación/Destrucción de procesos
•
Cambios de estados de procesos
•
Planificación de los procesadores
•
Suspensión/Reanudación de procesos
•
Sincronización de procesos
•
Comunicación entre procesos
•
Manipulación debloques de control de procesos
•
Soporte de las actividades de entrada/salida
•
Soporte de la asignación/liberación del almacenamiento
•
Soporte del sistema de archivos
•
Soporte de un mecanismo de llamada/regreso al procedimiento
•
Soporte de ciertas funciones contables del sistema
Características del núcleo:
•
Se encuentra residente en Memoria Principal
•Tienden a ser ininterrumpibles
•
Se ejecutan con el máximo privilegio
El núcleo es la parte más dependiente del hardware. Normalmente se escribe en ensamblador,
pero existen otros lenguajes para diseño de sistemas operativos: BCPL (Basic Compiled
Programming Language), BLISS (Basic Language for Implementing Systems), C, Pascal
Concurrente, PL/2, ...
2. Requisitos básicos delhardware
Veamos el hardware básico necesario para soportar un modelo de sistema operativo
sencillo.
Se requieren las siguientes posibilidades en el hardware:
•
Un mecanismo de interrupción. Salvará como mínimo el PC (Contador de Programa)
y transferirá el control a una posición de memoria.
•
Un mecanismo de protección que debe implementarse en el hardware de
direccionamiento de lamemoria. Esto se realiza para proteger la memoria de un
proceso del acceso no autorizado por parte de otros procesos.
•
Repertorio de instrucciones reservadas. Con el fin de que varios procesos concurrentes
no se interfieran entre ellos. Estas instrucciones llevan a cabo funciones tales como:
o Autorizar e inhibir las interrupciones
o Conmutar un procesador entre distintos procesos
oAcceder a los registros usados por el hardware de protección de memoria
o Llevar a cabo la E/S
o Manejo y control del reloj en tiempo real
o Parar el procesador central
Para establecer cuándo se pueden usar estas instrucciones reservadas, existen dos modos
de funcionamiento del computador:
•
Modo núcleo o supervisor (kernel): Ejecuta todas las instrucciones (tanto reservadas
como de...
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