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IntroduccionManejador de Dispositivos

Manejador de ProcesosManejador de MemoriaManejador de Archivos

Consideraciones de ImplementacionOrganizacion

Organizacion del Sistema OperativoSistemas Operativos

Andres Felipe Barco Santa

Pontificia Universidad Javeriana

Febrero de 2010

Andres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo




Funciones BasicasPerspectivas del Computador

Funciones Basicas

Responsabilidades del SO

Crear un ambiente de maquina abstracta con multiplescomponentes autonomos.






Funciones Basicas

Responsabilidades del SO

Crear un ambiente de maquina abstracta con multiplescomponentes autonomos.

Coordinar el uso de los componentes de acuerdo a laspolıticas del administrador.






Perspectivas del Computador

Las funciones del SO se concentran en satisfacer lossiguientes requerimientos basicos:








1 Manejo de dispositivos








1 Manejo de dispositivos2 Manejo de procesos, hilos y recursos








1 Manejo de dispositivos2 Manejo de procesos, hilos y recursos3 Manejo de memoria








1 Manejo de dispositivos2 Manejo de procesos, hilos y recursos3 Manejo de memoria4 Manejo de archivos





MotivacionDivisionDevice Management

Motivacion

El sistema operativo maneja la asignacion, aislamiento ycomparticion de los dispositivos de acuerdo a una polıticaescogida por los disenadores o administradores del sistema.






Motivacion

El sistema operativo maneja la asignacion, aislamiento ycomparticion de los dispositivos de acuerdo a una polıticaescogida por los disenadores o administradores del sistema.

Modularidad

El manejador de dispositivos esta compuesto por dos partes.Una parte independiente de los dispositivos y una partedependiente de cada dispositivo. Esto con el proposito desimplificar la operacion de adicionar un nuevo dispositivo.






Division

Parte Dependiente Implementa aspectos del manejo deldispositivos que son unicos a el (device driver)






Division

Parte Dependiente Implementa aspectos del manejo deldispositivos que son unicos a el (device driver)

Parte Independiente Define un ambiente general de softwareen donde las partes dependientes (drivers)puedan ejecutarse






Device Management

Figura: Device Management - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary NuttAndres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo




MotivacionProcess, threads and resourcesProcess Manager

Motivacion

Procesos, hilos y recursos

Procesos e hilos son unidades basicas de computacion yrecursos (abstractos) son elementos del ambientecomputacional necesitados para ejecutar hilos.






Motivacion

Procesos, hilos y recursos

Procesos e hilos son unidades basicas de computacion yrecursos (abstractos) son elementos del ambientecomputacional necesitados para ejecutar hilos.

Manejador de procesos es responsable de administrar elprocesador y varios recursos abstractos. Cooperacon el manejador de memoria.






Process, threads and resources

Figura: Process Management - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary NuttAndres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo





Process Manager

El manejo de procesos, hilos y recursos podrıa hacerse endiferentes uniades logicas, sin embargo la mayorıa de lossistemas operativos las combinan en un solo modulo, dado queson parte fundamental del ambiente de la maquina abstracta.





MotivacionMemoria VirtualMemory Management

Motivacion

Memoria principal

El manejador de memoria coopera con el manejador derecursos para administrar la asignacion y uso de la memoriaprimaria (memoria ejecutable).






Motivacion

Memoria principal

El manejador de memoria coopera con el manejador derecursos para administrar la asignacion y uso de la memoriaprimaria (memoria ejecutable).

Allocate El manejador asigna memoria a procesos deacuerdo a una polıtica y forza el aislamiento delrecurso.






Memoria Virtual

Si el sistema soporta memoria virtual, el manejador cooperacon el dispositivo o manejador de archivos para manejar lamemoria y dispositivos de paginado.






Memoria Virtual

Si el sistema soporta memoria virtual, el manejador cooperacon el dispositivo o manejador de archivos para manejar lamemoria y dispositivos de paginado.

Virtual Memory

Son extensiones abstractas para que la memoria principalaparente ser mas grande de lo que realmente es. Se logra pormedio del manejador de memoria virtual y los dispositivos dealmacenamiento.






Memory Management

Figura: Memory Management - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary NuttAndres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo




MotivacionFile Manager

Motivacion

Archivos

Los archivos son abstracciones de dispositivos dealmacenamiento. Estas son las abstracciones mas usadas enel sistema de computo.






Motivacion

Archivos

Los archivos son abstracciones de dispositivos dealmacenamiento. Estas son las abstracciones mas usadas enel sistema de computo.

El manejador de archivos se encarga de implementar laasbtraccion de archivo por medio de la interaccion con elmanejador de dispositivos y con el manejador de memoria.






File Manager

Figura: Memory Management - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary Nutt





Debe CumplirseTener en cuentaMecanismos del SO

Debe Cumplirse

El sistema operativo es una coleccion de algoritmos yestructuras de datos. Para lograr la funcionalidad deseada deaislar y compartir recursos, el sistema debe tener en cuenta:






Debe Cumplirse


Comportamiento






Debe Cumplirse


Comportamiento

Uso exclusivo de los recursos






Tener en cuenta

Performance

El SO debe ser implementado lo mas eficientemente posiblepara brindar un minimo uso de los recursos (especialmenteprocesador y memoria), maximizando el uso de los recursospor parte de las aplicaciones de usuario.






Tener en cuenta

Performance

El SO debe ser implementado lo mas eficientemente posiblepara brindar un minimo uso de los recursos (especialmenteprocesador y memoria), maximizando el uso de los recursospor parte de las aplicaciones de usuario.

Exclusive use of resources

El SO debe proveer el aislamiento de los recursos permitiendoa los procesos guardar informacion con certeza de que nosera alterada ni robada.






Mecanismos del SO

Existen tres mecanismos basicos que implementa todo sistemaoperativo moderno:






Mecanismos del SO


Modos del procesador






Mecanismos del SO



Nucleos (kernels)






Mecanismos del SO



Nucleos (kernels)

Metodos de invocar los servicios






Mecanismos del SO

Processor modes

Un bit en el hardware define si se esta ejecutando operacionespor parte del SO o por parte del usuario.






Mecanismos del SO

Processor modes

Un bit en el hardware define si se esta ejecutando operacionespor parte del SO o por parte del usuario.

Figura: Exclusive Access to Resource - Tomado de OperatingSystems, 3 Edition, Gary NuttAndres Felipe Barco Santa Organizacion del Sistema Operativo





Mecanismos del SO

Kernels

La parte mas crıtica del SO es el kernel. Este es disenadocomo software seguro (trusted software) que controla lacorrecta operacion de todo el resto de software.






Mecanismos del SO

Kernels

La parte mas crıtica del SO es el kernel. Este es disenadocomo software seguro (trusted software) que controla lacorrecta operacion de todo el resto de software.

El kernel implementa mecanismos basicos que aseguran lafuncionalidad del sistema entero. Otro software (incluyendopartes del SO) y todos los programas de aplicacion sonejecutados como software inseguro (user mode).






Mecanismos del SO






Mecanismos del SO

Metodos de Invocar Servicios

Este punto tiene que ver en la manera como el usuario pideservicios del SO; llamando a una funcion o mandando unmensaje a un proceso del sistema.






Mecanismos del SO



Existen dos tecnicas por las cuales un programa en modousuario puede acceder a los servicios del kernel en modosupervisor.






Mecanismos del SO




1 Llamado al sistema - System Call






Mecanismos del SO




1 Llamado al sistema - System Call2 Paso de mensaje - Message Passing






Mecanismos del SO

Syscall

Se invoca una funcion que ejecuta una llamada conparametros adecuados al kernel. Esta funcion hace un cambioindirecto, por medio de una tabla de direcciones llamada traptable, a la funcion kernel del sistema operativo.






Mecanismos del SO

Syscall

Se invoca una funcion que ejecuta una llamada conparametros adecuados al kernel. Esta funcion hace un cambioindirecto, por medio de una tabla de direcciones llamada traptable, a la funcion kernel del sistema operativo.

Message Passing

El proceso del usuario construye un mensaje que le envia alkernel, este a su vez envia un mensaje al proceso usuario.






Mecanismos del SO

Figura: Invocar al SO - Tomado de Operating Systems, 3 Edition,Gary Nutt





Organizacion Logica del SO


A nivel logico, el SO esta hecho del manejador de procesos,memoria, dispositivos y archivos. Cada uno de esosmanejadores necesitan, de vez en cuando, estructuras“poseidas” por otro manejador. Por esta razon se violanprincipios de modularidad al disenar un SO.







Figura: Organizacion del SO - Tomado de Operating Systems, 3Edition, Gary Nutt






Fin de la Clase

Nos vemos en la proxima!!!


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