RELACIÓN CON EL HARDWARE

RELACION CON EL HARDWARE

INTRODUCCION
UNIDAD DE PROCESAMIENTO
JERARQUIA DE PROCESAMIENTO
INTERRUCCIONES Y NEXCEPCIONES
DISPOSITIVOS ALMACENAMIENTOS
RELOJES Y TEMPORIZADORES
LLAMADAS AL SISTEMA ARQUITECTURASY API
REFERENCIA A LOS COMPONENTES
1. INTRODUCCION
Todos los sistemas de cómputo están compuestos por al menos una unidad de proceso junto con dispositivos que permiten ingresardatos (teclado, mouse, micrófono, etc.) y otros que permiten obtener resultados (pantalla, impresora, parlantes, etc.). Como se vio anteriormente, una de las funciones del sistema operativo es la de abstraer el hardware de la computadora y presentar al usuario una versión unificada y simplificada de los dispositivos. En este capítulo se verá la relación que mantiene el sistema operativo con elhardware, las funciones que cumplen y algunas abstracciones comunes utilizadas en sistemas operativos modernos.
2. Unidad de procesamiento
Es la parte fundamental de todo sistema de cómputo. Esta es la encargada de ejecutar tanto los programas del usuario como el sistema operativo en sí mismo.
2.1. Jerarquía de procesamiento
Las computadoras que siguen la arquitectura von Neumann esto es,prácticamente la totalidad hoy en día, podrían resumir su operación general a alimentar a una unidad de proceso (CPU) con los datos e instrucciones almacenados en memoria, que pueden incluir llamadas a servicio originados en medio externos.
La arquitectura von Neumann fue planteada, sin considerar la posterior diferencia entre la velocidad que adquiriría el CPU y la memoria. Los procesadores son cada vezmás rápidos (se logró un aumento de 1 000 veces tanto entre 1975 y 2000 tan sólo en el reloj del sistema), pero la memoria aumentó su velocidad a un ritmo mucho menor; aproximadamente un factor de 50 para la tecnología en un nivel costo-beneficio suficiente para usarse como memoria primaria. Una respuesta parcial a este problema es la creación de una jerarquía de almacenamiento, yendo de una pequeñaárea de memoria mucho más cara pero extremadamente rápida y hasta un gran espacio de memoria muy económica, aunque mucho más lenta.
La relación entre las capas superiores está administrada por hardware especializado de modo que su existencia resulta transparente al programador. Ahora bien, aunque la relación entre estos medios de almacenamiento puede parecer natural, para una computadora tieneuna realidad completamente distinta: los registros son parte integral del procesador, y la memoria está a sólo un paso de distancia. Para efectos prácticos, el caché no se maneja explícitamente, el procesador no hace referencia directa a él, sino que es manejado por los controladores de acceso a memoria. Y por último, el acceso o modificación de cualquier dato almacenado en disco requiere en primertérmino de la transferencia a la memoria, y solamente cuando ésta haya finalizado, el llamado a las rutinas.
2.2. Interrupciones y Excepciones
Cuando ocurre algún evento que requiera la atención del sistema operativo el hardware encargado de procesarlo escribe directamente a una ubicación predeterminada de memoria la naturaleza de la solicitud (el vector de interrupción) y, levantando unasolicitud de interrupción, detiene el proceso que estaba siendo ejecutado. El sistema operativo entonces ejecuta su rutina de manejo de interrupciones (típicamente comienza grabando el estado de los registros del CPU y otra información relativa al estado del proceso desplazado) y posteriormente la atiende.
Las interrupciones pueden organizarse por prioridades, de modo que una interrupción de menorjerarquía no interrumpa a una más importante, dado que las interrupciones muchas veces indican que hay datos disponibles en algún buffer, el no atenderlas a tiempo podría llevar a la pérdida de datos.
Hay un número limitado de interrupciones definidas para cada arquitectura, mucho más limitado que el número de dispositivos que tiene un equipo de cómputo actual. Las interrupciones son generadas...