sistema operativos

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INTRODUCCIÓN
Un ordenador moderno consiste de uno o más procesadores, alguna memoria principal,discos, impresoras, un teclado, una pantalla, interfaces de red y otros dispositivos de entrada/salida. Se trata de un sistema muy complejo. Resulta un trabajo extremadamente difícil escribir programas que controlen todos esos componentes y los utilicen de una forma correcta, no digamos óptima. Poresa razón, los ordenadores están equipados con una capa de software que se denomina el sistema operativo, cuya función es gestionar todos esos dispositivos y proporcionar a los programas del usuario una interfaz con el hardware más sencilla. Estos sistemas constituyen el tema de este libro.
En la Figura 1-1 se muestra el emplazamiento del sistema operativo. En el fondo está el hardware, que, enmuchos casos, está compuesto a su vez de dos o más niveles (o capas). El nivel más bajo contiene dispositivos físicos, consistentes de chips de circuitos integrados,cables, fuentes de alimentación, tubos de rayos catódicos y otros dispositivos físicos similares.
Cómo se construyen y cómo funcionan esos dispositivos es competencia del ingeniero electrónico.A continuación viene el nivel de lamicroarquitectura, en el cual los dispositivos físicos se agrupan para formar unidades funcionales. Este nivel contiene típicamente algunosregistros internos a la CPU (Central Processing Unit; Unidad Central de Procesamiento) y una ruta de datos conteniendo una unidad aritmético-lógica. En cada ciclo de reloj se extraen uno o
dos operandos de los registros y se combinan en la unidad aritmético-lógica(por ejemplomediante la operación de suma o el AND lógico). El resultado se almacena en uno o másregistros. En algunas máquinas es el software quien controla el funcionamiento de la ruta dedatos. Dicho software se denomina el microprograma. En otras máquinas son los circuitos delhardware quienes controlan directamente la ruta de datos.







Figura 1-1. Un ordenador consta de hardware,programas del sistema y programas de aplicación.
El propósito de la ruta de datos es ejecutar algún repertorio de instrucciones. Algunas de
esas instrucciones pueden completarse en un único ciclo de ruta de datos; otras pueden requerir
varios ciclos de ruta de datos. Las instrucciones pueden utilizar registros u otros recursos del
hardware. Juntos, el hardware y las instrucciones visibles parael programador en lenguaje
ensamblador constituyen el nivel ISA (Instruction Set Architecture; Arquitectura del Repertorio
de Instrucciones). A este nivel se le denomina a menudo el nivel del lenguaje máquina.
El lenguaje máquina tiene típicamente entre 50 y 300 instrucciones, la mayoría de las
cuales son para mover datos dentro de la máquina, hacer operaciones aritméticas y comparar
valores.En este nivel, los dispositivos de entrada/salida se controlan cargando valores en
registros especiales de los dispositivos. Por ejemplo, puede encargarse la lectura de un sector
del disco cargando los valores de la dirección del sector en el disco, la dirección de memoria
principal, el número de bytes y la direccionalidad (lectura o escritura) en sus registros. En la
práctica, se necesitaespecificar muchos más parámetros, y la información de estado retornada
por la unidad después de una operación es enormemente compleja. Además, en la programación
de muchos dispositivos de E/S (Entrada/Salida) juega un papel muy importante una adecuada
temporización.
Para ocultar esa complejidad se proporciona un sistema operativo, el cual consiste en
una capa de software que oculta(parcialmente) el hardware y da al programador un repertorio
de instrucciones más conveniente con el que trabajar. Por ejemplo, read block from file es más
simple conceptualmente que tener que preocuparse sobre los detalles de cómo mover las
cabezas lectoras, esperar a que se estabilicen, etcétera.
Por encima del sistema operativo está el resto del software del sistema. Aquí
encontramos el intérprete...