Sistemas operativos

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Sistemas Informáticos

1. Introducción a los sistemas informáticos. Repaso de arquitectura de computadores
2. Conceptos fundamentales sobre sistemas operativos
3. Procesos.
4. Concurrencia: exclusión mutua y sincronización.
5. Concurrencia. Interbloqueo (Deadlock) e inanición (Starvation).
6. Gestión de memoria.
7. Memoria virtual.
8. Planificación demonoprocesadores
9. Planificación de multiprocesadores
10. Gestión de e/s. Planificación de discos.
11. Gestión de archivos.
12. File system en Unix. I-nodos.
13. Redes y proceso distribuido.
14. Apéndices

CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS INFORMÁTICOS
REPASO DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
1.1. Elementos básicos
En un alto nivel, un sistema informático consta:
a) Procesador
b) Memoriac) Módulos de E/S
d) Interconexión de sistemas: mecanismos y estructuras que permiten la comunicación entre procesadores, memoria principal y los módulos de E/S.
El procesador es normalmente quien lleva el control. Una de sus funciones es intercambiar los datos con la memoria. Para este propósito, hace uso de dos registros internos:
MAR: Memory Adress Register. Especifica la dirección enmemoria de la próxima lectura o escritura.
MBR / MDR: Memory Buffer/Data Register. Contiene los datos que van a ser escritos a memoria o que fueron leídos desde ella.
IOAR: Input Output Adress Register. Especifica un dispositivo particular de E/S.
IOBR: Input Output Buffer Register. Permite intercambiar datos entre un módulo de E/S y el procesador.
1.2. Conceptos varios
Definiciones variasByte: equivale a un término binario (Binary termin) generalmente compuesto por 8 bits.
Carácter: es el conjunto de bits necesarios para representar un símbolo de un código (alfabético, numérico, especial, etc.)
Palabra: es una unidad lógica de información. Generalmente está compuesto por un número entero de bytes o caracteres.
Frecuencia / Período
El tiempo de transmisión de estados otiempos de cada ciclo de un computador es el tiempo que se requiere para modificar los valores de un conjunto de registros y está determinado por la frecuencia del reloj. El período se calcula como la inversa de la frecuencia:
Período * Frecuencia = 1
[ Período ] = s (segundo)
[ Frecuencia ] = Hz (Hertz).

Equivalencia de unidades
1 KB (kilobyte) = 210 bytes = 1024 bytes
1 MB(megabyte) = 220 bytes = 1024 KB
1 GB (gigabyte) = 230 bytes = 1024 MB
1 TB (terabyte) = 240 bytes = 1024 GB

1 ms (milisegundo) = 10-3 segundos
1 s (microsegundo) = 10-6 segundos
1 ns (nanosegundo) = 10-9 segundos
1 ps (picosegundo) = 10-12 segundos

1.3. Registros del procesador
Dentro del procesador, hay un conjunto de registros que ofrecen un nivel de memoria que es más rápido ypequeño que la memoria principal. Los registros del procesador sirven para dos funciones:
a) Registros visibles del usuario (o Registros para el programador de sistemas)
b) Registros de control y de estado (o Registros para el programador de sistemas)
1.4. Ejecución de instrucciones
Un ciclo para la ejecución de instrucciones posee cuatro etapas:
a) Búsqueda de la instrucción (BI) (fasefetch)
b) Decodificación (D)
c) Búsqueda de operandos (BO)
d) Ejecución (E)
Los microprocesadores de INTEL trabajan con un sistema llamado Cascada o Pipeline que consiste en poder trabajar con cuatro instrucciones en forma simultánea. Cuando se ejecuta una serie de instrucciones al ritmo de los impulsos de un reloj, con el primero de dichos impulsos se realiza la BI de la primera instrucción(11). Con el segundo impulso, 11 pasa a la fase D y 12 pasa a BI. Y así sucesivamente.
Ejemplo de ejecución de instrucciones
A continuación veremos la ejecución de instrucciones de un fragmento de programa que suma el contenido de la dirección 940 al contenido de la dirección 941 y almacena el resultado en esta última dirección.
Conociendo el siguiente mapeo de memoria:
300 1940
301 5941...