Sistemas operativos

Lección #1 - Suplemento para los capítulos 1 y 2

Repaso de organización de computadoras.
Sabemos que un sistema computadorizado de información contiene 5 componentes: hardware, software, peopleware, procedimientos/documentación y datos. De esos componentes, el hardware es el que más influye a la hora de diseñar un sistema operativo. Por esta razón, comenzamos con un breve repaso deorganización de computadoras.
El hardware en un sistema se puede clasificar en los siguientes componentes: unidades de entrada ("input"), procesador, unidades de almacenaje secundario, y unidades de salida ("output"). Además, deben existir las estructuras/mecanismos adecuados para permitir el debido intercambio de información entre los diferentes componentes del sistema (buses).
El procesador controlalas operaciones del sistema. Se divide en memoria primaria, cache y CPU o Central Processing Unit. Este último a su vez se subdivide en ALU o Arithmetic Logic Unit, CU o Control Unit y los registros.
Procesador:


Características del procesador:
1- Cantidad de Memoria
2- Tamaño de la palabra (cantidad de bytes que ocupa una instrucción en lenguaje de máquina; la instrucciónpromedio es 32 bytes).
3- Cantidad de registros (son piezas de memoria , es costosa, rápida, eficiente, y es bien independiente a la memoria principal).
3- Tipos de registros (no todos los registros son iguales, hay registros para decodificar, para hacer operaciones aritméticas, índice de arreglos, registros externos, etc.).
4- Formatos de instrucciones (cantidad de operandos, ).5- Tamaño del Bus ( línea de transmisión, se conectan a los diferentes componentes del procesador y depende del tamaño de la palabra).
Los registros MAR (Memory Address Register) y MBR (Memory Buffer Register), facilitan el intercambio de datos entre la memoria primaria y el acumulador. Pero, a diferencia de el o los posibles acumuladores en el sistema, el MAR y el MBR, así como el ProgramCounter (PC), el Instruction Register (IR, donde se coloca la instrucción a ser decodificada por el CU) y el Program Status Word (PSW, donde se refleja el estado del sistema) son registros "invisibles", o sea, transparentes para el usuario.
Algunos registros visibles lo son el (los) acumulador(es) o registros de datos, el registro índice, el registro base, el "stack pointer", y la parte quecontiene los "condition codes" en el PSW.
La ejecución de una instrucción se compone de dos ciclos: ciclo de "fetch" donde la instrucción a ejecutarse se trae de memoria primaria y se coloca en el IR, y el ciclo de ejecución, donde la instrucción se decodifica y se ejecuta.
Practicamente todas las computadoras modernas permiten que el procesador realice diversas tareas mientras un dispositivo lento(ej. impresora) hace su labor. El mecanismo de interrupciones fue creado con el propósito de permitir que esto ocurra. Cuando un dispositivo lento tiene que realizar una tarea, el procesador, en vez de esperar a que se termine la tarea para él proseguir, continúa trabajando posiblemente en otras tareas aunque el dispositivo no haya terminado. Cuando este dispositivo termina, genera una señalllamada interrupción, para que el procesador "se entere" de que el dispositivo terminó su trabajo. De esta forma se es más eficiente con el procesador, permitiendo que el sistema pueda atender varios programas "a la vez".
La jerarquía de memoria se refiere a los diferentes tipos de memoria disponibles en un sistema. Estos diferentes tipos de memoria se colocan en una pirámide (vea la figura 9.2).Mientras más abajo en la jerarquía de memoria se encuentra el tipo de memoria, más lenta y barata es, pero hay mayor cantidad de ella en un sistema.
Tanto los registros como el cache y el RAM son volátiles, mientras que los medios magnéticos y los medios ópticos son no volátiles.
Introducción a los sistemas operativos.
Conceptos generales.
Un sistema operativo es el conjunto de rutinas que...