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Tema 4. El soporte de Sistema Operativo

1. Introducción 2. El núcleo 3. Procesos e Hilos

Tema 4

El soporte de Sistema Operativo

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Introducción

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El soporte de Sistema Operativo

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Introducción. 1

• Sistema operativo distribuido:
– permite programar el SD (implementar aplicaciones) – provee abstracciones de alto nivel – implementado como una colección de:
•núcleos y procesos servidores

– provee transparencia de ubicación al nivel más bajo

• Ej.: Mach, Chorus, Amoeba, …
– basados en núcleo mínimo = microkernel
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Tareas en una invocación

• Resolución de nombre:
– a partir del identificador de recurso encontrar al servidor o núcleo que lo gestiona

• Comunicación:
– pasar los parámetros de lasolicitud y la respuesta entre el cliente y el servidor

• Planificación:
– cuando se invoca una operación, el núcleo debe decidir cuándo se ejecuta el proceso que la realiza
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El núcleo

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El núcleo y la protección

• Tiene privilegios absolutos de acceso a los recursos físicos del ordenador en que seejecuta • Espacios de direccionamiento:
– especifican los derechos de acceso a cada zona de memoria

• Apoyo hardware a la protección:
– núcleo: modo supervisor – aplicaciones: modo usuario (en general) – instrucciones trap:
• invocación de recursos gestionados por el núcleo • el hw garantiza que se ejecuta una función del núcleo
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Llamadas al núcleo• Son el mecanismo usado para invocar los servicios proporcionados por el núcleo • Pasos habituales:
– cargar los registros del procesador con los parámetros que se deben pasar – provocar una excepción software (TRAP) – si hay resultados, se recogen también en registros del procesador
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Llamadas al sistema

• Forma de acceso a las funciones que elSO proporciona para operar sobre el hardware • Constan de una serie de llamadas al núcleo
– desde ninguna a muchas

• Librerías de sistema:
– así se presentan las llamadas al sistema en lenguajes de alto nivel: C, C++, Java, ... – sintaxis como la de las funciones típicas en estos lenguajes
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Apertura de un SOD

• Cargar sólo los módulosnecesarios • Independencia en:
– cambio de máquina o sw que proporciona un servicio – inclusión de nuevos servicios

• Distintas alternativas para un mismo servicio • Decisión de diseño. Las funcionalidades del SO:
– ¿cuáles van en el núcleo y cuáles en los servidores?
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Núcleo monolítico y microkernel. 1

• Núcleo monolítico:
– Funcionalidades compiladasen un único programa (controladores, drivers, ...) – masivo, indiferenciado e intratable – difícil adaptar a entornos cambiantes

• Microkernel:
– sólo se ocupa de las abstracciones de más bajo nivel:
• memoria e IPC

– todos los demás servicios los proporcionan:
• servidores cargados dinámicamente allí donde sea necesario
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Núcleo monolítico ymicrokernel. 2

S 4 S 1

....
S 1 S 2 S 3 S 4 ....

S 2

S 3

....

Núcleo monolítico

Microkernel

Servidor

Código y datos del núcleo

Programa servidor cargado dinámicamente

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El papel del microkernel
Lógica de Mediación Subsistema de soporte al lenguaje Subsistema de soporte al lenguaje Microkernel Subsistema deemulación del SO

….

Hardware

• Características del microkernel:
– Los servidores se ejecutan a nivel de usuario
• Acceso mediante paso de mensajes (IR)

– Emuladores de SO como servidores
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Comparación

• Ventajas del microkernel. Apertura:
– Modularidad:
• garantizada tras las fronteras de protección de memoria

– Simple: más a salvo de...