Revision Y Aspectos De Hardware

REVISION DE ASPECTOS DE HARDWARE
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.
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 primerainstrucción 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.
Cada CPU ejecuta un repertorio de instrucciones específico. Por lo tanto, un Pentium no puede ejecutar programas para un SPARC, y un SPARC no puede ejecutar programas para un Pentium. Puesto que accedera loa memoria para extraer una instrucción o una palabra de datos tarda mucho más que la ejecución de una instrucción, todas las CPU’s 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 in registro, y para almacenar en la memoria una palabraque está en un registro. Otras instrucciones combinan dos operandos tomados de los registros, de la memoria o de ambos, para producir un resultado; por ejemplo, sumar dos palabras y almacenar el resultado en un registro o en la memoria.
Además de los registros generales que se utilizan para guardar variables y resultados temporales, casi todos los ordenadores tienen varios registro especialesque puede ver el programador. Uno de ellos es el contador del 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 lamemoria. La pila contiene una trama (o registro de activación) por cada procedimiento al que se ha llamado pero del cual no se ha retornado todavía. La trama de pila de un procedimiento contiene los parámetros de entrada, las variables locales y variables temporales que no se guardan en registros.
Otro registro más es la PSW (Program Status Word; palabra de estado del programa) (también se lellama el registro de estado del procesador). Este registro contiene los bits de código de condición (también llamados 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. Los programas de usuario por lo general pueden leer la PSW entera, pero sólo puedenescribir en algunos de sus campos. La PSW desempeña un papel muy importante en las llamadas al sistema y la E/S.
El S.O. debe conocer todos los registros. Al multiplexar en el tiempo la CPU, es común que el s.o. tenga que detener rl programa en ejecución para iniciar o continuar la ejecución de otro. Cada vez que el sistema operativo detiene un programa en ejecución, debe guardar todos losregistros para que puedan restablecerse cuando el programa continúe su ejecución.
Con el fin de mejorar el rendimiento, los diseñadores de las CPUs abandonaron desde hace ya mucho tiempo el modelo según el cual simplemente se extrae, decodifica y ejecuta una instrucción a la vez. Muchas CPUs modernas cuentan con los recursos necesarios para ejecutar más de una instrucción al mismo tiempo. Porejemplo, una CPU podría tener unidades individuales para extraer, decodificar y ejecutar, de manera que mientras esté ejecutando la instrucción n, también puede estar decodificando la instrucción n+1 y extrayendo la instrucción n+2. Tal organización se denomina pipeline (o segmentación encauzada) y se ilustra en la Figura con un pipeline de tres etapas, aunque son comunes pipelines más largos. En...