El trabajo trata acerca de la buena elaboración de los mapas conceptuales, una estrategia de aprendizaje significativo que sin duda ayuda a personas de diferentes niveles educativos y profes…Descripción completa
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Universidad Técnica del Norte Facultad de Ingenieria en Ciencias Aplicadas Escuela de Ingenieria en Sistemas
Silvia Suarez 20 de septiembre del 2010
Sistemas Operativos II(Mapa conceptual Tema 1)
El núcleo (Kernel)
Es el nivel mas bajo del SO, proporciona la interfaz entre el hardware y los demás niveles
Finalidad
Construir un entorno adecuado para que se puedan ejecutar los procesos.
Funciones
Características
Esta construido sobre el hardware.
Gestionar recursos y servicios básicos del SO
La mayor parte depende de la maquina. Contiene código ensamblador.
Gestión de Memoria
Mecanismo de Entrada y Salida
Servicios
Creación y planificación de procesos.
Autentificación
Intercomunicación entre procesos.
Control de acceso a recursos Gestión de ficheros
Requisitos de Hardware
Repertorio de instrucciones reservadas
Mecanismos de Interrupción
Protección de memoria
Reloj de tiempo real
Mecanismos de Interrupción Permite interrumpir el funcionamiento normal de la CPU Mejora el aprovechamiento del CPU Fuentes de Interrupción Si se produce mas de una rutina de interrupción al vez.
Funcionamiento
- Cada dispositivo E/S tiene ------Dirección de memoria(vector de interrupciones) — contiene—dirección de rutina(se ejecuta cuando se produce la interrupción). -Dispositivo—envía – señal de interrupción—procesador —termina la instrucción en curso –determina—fuente de interrupción—localiza – vector de interrupción—ejecuta—rutina de tratamiento de interrupciones—termina— ejecuta política de planificación de procesos. – elige si continua o ejecuta otro proceso.
Desactivar la interrupción mientras se procesa. -Se produce nuevas interrupciones y quedan pendiente para tratarse cuando vuelvan a ser rehabilitadas. Ventajas: Simplicidad, orden secuencial. Desventajas : No se permite prioridades
-El núcleo también guarda la in formación del proceso interrumpido para su posterior reanudación.
Establecer prioridad. Interrumpe la rutina de tratamiento cuando se generan otras con mayor prioridad.
Programas
Producidas por divisiones para cero(dirección de memoria no pertenece al espacio de direcciones del proceso)
Dispositivos de entrada / salida
Generado por el control de dispositivos. Se produce si no se completa la operación o cuando se producen errores.(fallas de hardware paridad . Etc.)
Reloj del Sistema Cada CPU posee un reloj que interrumpe en intervalos regulares.
Repertorio de instrucciones reservadas
Características
Sirve para que los procesos concurrente no interfieran entre ellos. Parte de las interrupciones deben ser reservadas para el uso exclusivo del SO.
Tareas
Uso de instrucciones reservadas
Cambio de M. usuario a M. núcleo se produce por llamadas al SO, Interrupciones, Trap(Condición de error de un proceso)
Habilitar y deshabilitar interrupciones. Acceder a registros usados por hardware de protección de memoria. Realiza operaciones de E/S. Conmutar un proceso entre distintos procesos.
Modo núcleo(supervisor)
Posee interrupciones reservadas
Modo Usuario
No maneja interrupciones reservadas
Requisitos de Hardware Reloj de tiempo real
Protección de memoria Ejecución concurrente de varios proceso necesita que la memoria usa este protegida para evitar accesos no autorizados de otros procesos.
Interrupciones a intervalos Fijos(Mucha precisión) Interrupciones periódicas se las llama Tics de reloj.
Funcionamiento Componentes -Decrementa el registro contador cada oscilación del cristal de cuarzo cuando llega a cero se produce la interrupción , el registro contador toma el valor inicial del contenido del registro de carga cuando se produce la interrupción se para hasta ser puesto de nuevo en marcha explícitamente -cuando el registro contador llaga a cero se produce la interrupción y automáticamente vuelve a tomar el valor del registro de carga y comienza de nuevo
-Cristal de cuarzo. -Registro contador -Registro de carga
Núcleos Monolíticos y Micro núcleos (MicroKernels ) -Funcionamiento del núcleo depende del la arquitectura de SO. Micro núcleos(Microkernels)
Monolíticos
Características
-Proporcionan servicios directamente a través de llamadas al sistema. -Esta codificado de forma no modular. -Modificación muy complicada.
Ventajas -Eficiencia: opera en el mismo espacio de direcciones del núcleo
Características
-Mantiene el núcleo lo mas pequeño posible. -Proporciona un conjunto de servicios esenciales. -Servicios secundarios se proporcionan como procesos servidores a nivel de usuario mediante pasos de mensaje -En general sus funciones son: gestionar recursos básicos(procesos, memoria, e/S, intercomunicación).
Ventajas -SO es muy modular. -Fácil de implementar instalar y depurar nuevos servicios. -Muy flexible.
Arquitectura
Posee: -Gestor de procesos: Crea , elimina y planifica procesos. -Gestor de Hebras: Crea , planifica y sincroniza hebras.(hebras son actividades panificables que se asignan a un proceso) -Gestor de comunicación: Comunica hebras y procesos.
Son portables
-Gestor de memoria: Gestiona memoria del Sistema local.
-Se codifican en lenguajes de alto nivel(C y C++).
-Supervisor: Parte por encima de hardware.
-Están estructurados en capas.
Procesos
-SO consiste en una colección de procesos.(ejecutan código del sistema y código del usuario)
Espacio de direcciones
Regiones
-Tamaño -atributos. -Lectura, escritura o ejecución. -Crece arriba o abajo del espacio de direcciones de la memoria virtual
Proceso= Espacio de direcciones + actividad
Representación
Colección de regiones de una memoria virtual Propiedades
Es un programa en ejecución donde l as instrucciones se ejecutan de forma secuencial.
-Se representa mediante un descriptor de procesos (Bloque de control o vector de estado)contiene una estructura con información relevante del proceso.
Estados
Ejecución Proceso esta siendo ejecutado
-Código:: (Solo lectura) Tabla de procesos permite código ejecutable del acceder al descriptor de procesos. proceso. -Datos: Variables globales del proceso -Pila: Datos temporales.
Planificación Listo
Bloqueado
No puede ejecutarse , esperando ocurrencia de un suceso.
Esta listo para ejecutarse.
Información almacenada
-Algunos procesos se dedican a la planificación y se denominan dispatcher(planificador de bajo nivel), esta generalmente bloqueado y es despertado dependiendo del esquema de planificación
-Estado del proceso -Contador del programa. Registro de la CPU. Información relacionada a gestión de memoria. -Información para la planificación -Información estadística.
Concluciones:
El nucleo es la parte mas importante del SO, sirve de interfaz entre el hadware del computador. El nucleo cumple funciones de gestion y planificacion de procesos. Las interupciones son un elemento fundamental en el SO ya que permite interumpir procesos que se estan ejecutando normalmente en el CPU con la finalidad de mejorar el funcionamiento del mismo, y dar lugar a nuevos procesos según la planificacion de procesos. Los nucleos monoliticos no son modulares, los micronucleo son muy pequeños y modulares de facil implementacion. Un proceso es un programa en ejecucion que cuenta con un espacio de direciones que contiene informacion importante del proceso; puede tener tres estados basicos ejecucion bloquedo y listo.
Recomendaciones:
Es importante el estudio de los componentes del SO, tal como el nucleo para la mejor comprencion del proceso de instrucciones que debe ser ejecutado por el mismo. Las interrupciones son muy necesarias en la comprencion de la ejecucion continua de tareas en un SO por lo que recomendamos la comprension de sus diferentes procesos de ejecucion y etapas. El comprender los avances que a tenido los nucleos en la actualidad nos lleva a recomendar y analisar las diferentes caracteristicas, ventajas y desventajas entre los nucleos monoliticos y micronucleos.