Resumen Capitulo 1.4 Libro Tanenbaum Andrew - Sistemas Operativos Modernos

Sistemas Operativos

Resumen del Capitulo 1.4 del libro Tanenbaum Andrew - Sistemas Operativos Modernos

28 de Agosto del 2012

Resumen del Capítulo 1.4
Un sistema operativo está íntimamente relacionado con el hardware del ordenador sobre el que se ejecuta pues extiende el conjunto de instrucciones del ordenador y administra sus recursos. La CPU, la memoria y los dispositivos de E/S estántodos conectados por el bus del sistema y se comunican entre sí a través de él. Los ordenadores personales modernos tienen una estructura más complicada en la que intervienen varios buses.
1.4.1 Procesadores
El “cerebro” del ordenador es la CPU, la cual toma instrucciones de la memoria y las ejecuta. El ciclo básico de toda CPU consiste en tomar la primera instrucción de la memoria,decodificarla para determinar su tipo y operandos, ejecutarla, y luego tomar, decodificar y ejecutar las instrucciones subsiguientes. Es así como se ejecutan los programas.
Todas las CPUs contienen algunos registros internos para guardar variables importantes y resultados temporales. El repertorio de instrucciones incluye por lo general instrucciones para cargar una palabra de la memoria en un registro, ypara almacenar en la memoria una palabra que está en un registro. Otras instrucciones combinan dos operandos tomados de los registros, de la memoria o de ambos, para producir un resultado.
Además de los registros generales que se utilizan para guardar variables y resultados temporales, casi todos los ordenadores tienen varios registros especiales que puede ver el programador. Uno de ellos es elcontador de programa, que contiene la dirección de memoria en la que está la siguiente instrucción que se va a extraer. Una vez extraída esa instrucción, el contador del programa se actualiza automáticamente para apuntar a la siguiente instrucción.
Otro registro es el puntero de pila, que apunta a la parte superior (cima) de la pila actual en la memoria. La pila contiene una trama (o registro deactivación) por cada procedimiento al que se ha llamado pero del cual no se ha retornado todavía
Otro registro más es la PSW (Program Status Word; palabra de estado del programa, también se le llama el registro de estado del procesador). Este registro contiene los bits de código de condición (también denominados indicadores o flags), que se activan cuando se ejecutan instrucciones de comparación,junto con la prioridad de ejecución de la CPU, el modo (usuario o supervisor (núcleo)) y otros bits de control. El sistema operativo debe conocer todos los registros. Al multiplexar en el tiempo la CPU, es común que el sistema operativo tenga que detener el programa en ejecución para iniciar o continuar la ejecución de otro. Cada vez que el sistema operativo detiene un programa en ejecución, debeguardar todos los registros para que puedan restablecerse cuando el programa continúe su ejecución.
Muchas CPUs modernas cuentan con los recursos necesarios para ejecutar más de una instrucción al mismo tiempo. Por ejemplo, una CPU podría tener unidades individuales para extraer, decodificar y ejecutar, de manera que mientras esté ejecutando la instrucción n, también puede estar decodificando lainstrucción n+1 y extrayendo la instrucción n+2. Tal organización se denomina pipeline (o segmentación encauzada).
Un diseño todavía más avanzado que el pipeline es una CPU superescalar, que cuenta con varias unidades de ejecución, por ejemplo, una para aritmética de enteros, una para aritmética de punto flotante y una para operaciones booleanas.
La mayoría de las CPUs, salvo las más simplesque se utilizan en los sistemas empotrados, tienen dos modos de operación: modo núcleo y modo usuario, como se mencionó antes.
* Cuando la CPU opera en modo núcleo puede ejecutar cualquiera de las instrucciones que componen su repertorio de instrucciones y realizar todas las funciones del hardware. El sistema operativo se ejecuta en modo núcleo, y eso le permite acceder a todo el hardware....