UF1465_7 : Funciones y objetivos de los s.operativos

Sistema Operativo

Se denomina Sistema Operativo al software (programa) encargado de gestionar el ordenador. 

Es la aplicación que oculta la física real del ordenador para mostrarnos un interfaz que permita al usuario un mejor y más fácil manejo del ordenador.

Objetivos

• Hacer posible el uso eficiente de los recursos del sistema: 
• Actúa coordinando las diferentes velocidades de funcionamiento de los dispositivos. P. E. Mas velocidad de procesadores, mas lentitud de periféricos.
• Simplificar la operación de trabajo con el hardware:
• Generan una máquina virtual: ordenador simplificado en el que el S. O. Carga con el trabajo de acercamiento al hardware.

Funciones

• Asignación de tiempo de CPU:
• Planificar las diversas actividades.
• Control de recursos:
• Asignar recursos de forma racional. P. E. División de la memoria del ordenador entre los programas, controlar colas de e/s.
• Control de entrada/salida:
• Gestionar los datos desde y hacia los periféricos.
• Control de los errores y protección:
• Informar de las situaciones anómalas
• Interfaz con el usuario:
• Facilita el uso.
• Facilidades contables:
• Cálculo de costes de uso de CPU.

Estructura (organización jerárquica)

Clasificación

• Sistemas monousuarios y multiusuarios.
• En los monousuarios sólo un usuario puede trabajar con el sistema (MS-DOS, DR-DOS e IBM-DOS). En los multiusuarios, varios usuarios pueden utilizar los recursos a la vez (UNIX, Windows 2000, Windows Vista, Linux…)
• Sistemas monotarea y multitarea.
• Los monotarea (o monoprogramación) no pueden ejecutar más de un programa a la vez, o sea, sólo un programa puede ocupar el tiempo de respuesta del microprocesador. Los multitarea permiten ejecutar varios programas a la vez.
• Sistemas monoproceso y multiproceso.
• En el sistema monoproceso, el ordenador sólo puede manejar un único procesador, aunque se disponga de dos. El sistema multiproceso permite distribuir la carga de trabajo en varios microprocesadores.

Estructura

1. Núcleo
2. Gestión de la memoria
3. Control de entrada/salida
4. Gestión de dispositivos de almacenamiento masivo
5. Asignación de recursos y planificación
6. Protección
7. Interfaz de usuario

1.- Núcleo

Descansa directamente sobre el hardware y proporciona una serie de servicios a las capas superiores del sistema.

Las tareas principales son:

• Manejo de interrupciones
• Cuando el hardware detecta una interrupción, el control se transfiere a este módulo, el cual analiza el carácter de la interrupción y toma las acciones apropiadas:
• Transferir el control a otro módulo del S. O.
• Iniciar otro programa
• Continuar la ejecución del programa interrumpido
• Asignación de trabajo al procesador y Proporcionar una vía de comunicación entre los diferentes programas
• El núcleo transfiere el control al programa que el planificador ha determinado para que sea el próximo en ejecutarse.
• La comunicación entre programas se logra manteniendo una cola de mensajes en espera para cada uno de los programas activos.
• El núcleo recibe los mensajes y los va almacenando en la cola apropiada al destino en cuestión, para distribuirlos cuando el programa destino se active.

2.- Gestión de la memoria

• La memoria principal de la mayoría de los ordenadores es mucho mas pequeña de lo que sería necesario para manejar todos los programas y datos.
• El módulo de gestión de memoria es el encargado de asignar ciertas porciones de la memoria principal a los diferentes programas, mientras el resto de programas y datos se mantienen en los dispositivos de almacenamiento masivo.
• La forma mas común de gestión de memoria es crear una memoria virtual utilizando los dispositivos de almacenamiento masivo.

División de tareas

• Por páginas: bloques de bytes de igual tamaño para todos los procesos y tareas. 
• Por segmentos: bloques de bytes con distinto tamaño según el proceso. 
• Por segmentos paginados: Los segmentos de tamaño distinto se dividen a su vez en páginas de distinto tamaño.

Requerimientos

Tipos memoria

Memoria virtual

Windows: Acceder a gestión memoria virtual

• Equipo
• Botón derecho, propiedades
• Configuración avanzada del sistema
• Opciones avanzadas
• Rendimiento, configuración
• Opciones avanzadas
• Memoria virtual, cambiar

3.- Control entrada/salida

Los problemas derivados de las diferentes velocidades de funcionamiento de los dispositivos son tratados por este módulo presentándolo como una cuestión independiente del dispositivo.

4.- Gestión dispositivos almacenamiento masivo

Los datos y programas de un dispositivo de almacenamiento masivo se mantienen en ficheros.
Supervisa la creación, actualización y eliminación de estos ficheros.

Mantiene un directorio con todos los ficheros que existen en el sistema en cada momento.

5.- Asignación de recursos y planificación

La mayor parte del tiempo en que un ordenador está funcionando, la demanda de recursos es mayor que los realmente existentes. Este problema se resuelve aplicando una política de asignación de recursos.

6.- Protección

Actúa contra dos sucesos: 

• Errores 
• Abuso deliberado de los recursos del sistema

7.- Interfaz usuario

• Interfaz de comandos 
• Interfaz gráfica

Paginación

Ventajas

• Es posible comenzar a ejecutar un programa, cargando solo una parte del mismo en memoria, y el resto se cargara bajo la solicitud.
• No es necesario que las paginas estén contiguas en memoria, por lo que no se necesitan procesos de compactación cuando existen marcos de paginas libres dispersos en la memoria.
• Es fácil controlar todas las páginas, ya que tienen el mismo tamaño.

Desventajas

• El costo de hardware y software se incrementa, por la nueva información que debe manejarse y el mecanismo de traducción de direcciones necesario. Se consume mucho mas recursos de memoria, tiempo en el CPU para su implantación.
• Se deben reservar áreas de memoria para las PMT de los procesos. Al no ser fija el tamaño de estas, se crea un problema semejante al de los programas (como asignar un tamaño óptimo sin desperdicio de memoria, u "ovearhead" del procesador).