Sistemas operativos

SISTEMAS OPERATIVOS
Nota: los números de página hacen referencia al libro: Andrew S. Tanembaum, “Sistemas Operativos”, Prentice Hall, 1999.

1 INTRODUCCIÓN
1.1 HISTORIA
¿Qué es un sistema operativo?. ¿Para qué sirve?. Nombres comerciales. o Máquina virtual (oculta la complejidad del hardware; balancea prestaciones del hardware). Niveles: HW/microprogramación/BIOS/núcleo delSO/SO/SHELL/Aplicaciones/Usuario. Ej: controlador de floppy con 16 comandos. o Administra recursos (acceso a hardware sin conflictos cuando hay concurrencia en multiprogramación y multiusuario). Ej: tres procesos quieren imprimir a la vez. Primera computadora digital moderna: Charles Babbage (mediados de 1800). Pero era mecánica. Ada Lovelace fue la primera programadora. Primera generación (1945-1955): tubos devacío y tableros de conmutación. Sólo cálculos. Código máquina binario. Segunda generación (1955-1965): transistores y sistemas por lote, de tarjetas perforadas y cintas. Ensamblador y FORTRAN. Tercera generación (1965-1980): Circuitos integrados y multiprogramación y multiusuario (la E/S es lenta y hay que aprovechar los tiempos de espera). MULTICS = sistema operativo para un gran computadorcentral con cientos de usuarios. Fracasó. De ahí Ken Thompson derivó una versión reducida a un usuario, que llamó UNIX. Cuarta generación (1980-hoy): Computadores personales. El precio bajó mucho. MS-DOS, UNIX. Windows, Linux. Gráficos, mouse, para dummies. Redes. Sistemas operativos distribuidos con nuevos problemas (tolerancia a fallos, localización de la información, información duplicada,información contradictoria...) Otras: el fracaso de la quinta generación japonesa, los wearable computers, los computadores en la nevera, edificios inteligentes...

-

-

-

1.2 CONCEPTOS DE SISTEMAS OPERATIVOS
Procesos = programas en ejecución. En memoria consta de tres partes: código, datos (heap) y pila (stack). Un programa puede estar ejecutándose más de una vez simultáneamente. Cada ejecuciónes un proceso, identificado por un PID. Archivos = programas o datos en el disco. E/S, periféricos. Interrupciones hardware. Manejo de memoria. Jerarquía de memoria. El shell. Llamadas al sistema: o Para administración de procesos y manejo de tiempo. o Para manejo de señales (signal, kill-9, etc). o Para administración de archivos y directorios, incluyendo permisos. o De seguridad.

-

1.3ESTRUCTURA DEL SISTEMA OPERATIVO
Monolíticos: procedimientos que pueden llamarse unos a otros (y desde las aplicaciones de usuario) en cualquier orden. Por capas: Cada capa sólo puede hacer llamadas a las inferiores (de más prioridad, más críticas), que examinan cuidadosamente los parámetros y el nivel de prioridad de la capa llamante. Suelen existir dos modos: el modo kernel (se permiten todas lasinstrucciones de máquina) y el modo usuario (no se permiten instrucciones de E/S y otros ciertos tipos). Las llamadas al modo kernel se hacen por medio de traps (interrupciones software), que buscan la dirección de la función en la tabla de vectores de interrupción. Esto es muy importante, pues evita que un programa pueda saltar a cualquier punto arbitrario de una función del kernel (por ejemplo,después de que la función chequee los parámetros). Máquinas virtuales: la primera capa del sistema operativo captura interrupciones software (llamadas al sistema) para hacer ver a las demás capas que tienen la CPU sólo para ellas. Entonces, cada programa de usuario cree que es el único. Cada máquina virtual es idéntica al verdadero hardware. El Pentium puede simular tener muchos 8088 dentro, paradar compatibilidad a viejos programas. Ello lo usa Windows95 en adelante, para ejecutar programas de MS-DOS. Con máquinas virtuales cada usuario podría tener corriendo su propio sistema operativo, simultáneamente a los demás. Modelo cliente-servidor: todos los bloques funcionales (manejo de archivos, manejo de memoria, manejo de terminales, manejo de procesos...) tienen dos partes: de bajo...