TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

CARRERA:

ING. EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

MATERIA:

TALLER DE SISTEMAS OPERATIVOS

TEMA:

RESUMEN

NOMBRE ALUMNO:

MARIO ALEJANDRO LUGO FUENTES

NOMBRE DEL PROFESOR

JOSE CARLOS SANCHEZ LOPEZ

TEMAS:

1. ADMINISTRACIÓN DE PROCESOS

2. ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA

3. TIPOS DE TECNOLOGÍA DE MEMORIA O ALMACENAMIENTO

Subsistema: Es un sistema que se ejecuta sobre un sistema operativo

4. SUBSISTEMA DE ENTRADA Y SALIDA (E/S)

5. SUBSISTEMA DE RED

6. SUBSISTEMA DE ARCHIVOS

ADMINISTRACIÓN DE PROCESOS

● Que es la Administración?

Es un proceso muy particular consistente en las actividades de planeación, organización, ejecución, y control, desempeñadas para determinar y alcanzar los objetivos señalados

● Que es un Proceso?

1. Un proceso es una abstracción de un programa en ejecución y es la unidad de trabajo del sistema.

2. Se puede definir a un proceso como un programa en ejecución.

El sistema operativo es responsable de las siguientes actividades relacionadas con la administración de procesos:

● Crear y eliminar procesos de los usuarios y del sistema ● Suspender y reactivar procesos ● Proporcionar mecanismos para la sincronización de procesos ● Proporcionar mecanismos para la comunicación entre procesos● Proporcionar mecanismos para el manejo de interbloqueos (deadlocks)

Los procesos necesitan recursos para completar sus tareas

● CPU, memoria, E/S, archivos ● Datos de inicialización

Estados de un proceso:

● Nuevo: El proceso está siendo creado● En Ejecución: Se están ejecutando las instrucciones.● En espera: El proceso está esperando a que se produzca un suceso● Preparado: El proceso está a la espera de que se le asigne a un procesador● Terminado: Ha finalizado su ejecución

Terminación de un Proceso:

● Terminación normal ● Terminación por error● Error fatal● Terminación por otro proceso

Bloque De Control De Procesos: Cada proceso se encuentra representado en el S.O. mediante una estructura denominada “Bloque de Control de Procesos” o “PCB”.La PCB contiene toda la información que se necesita saber sobre el proceso entre otras cosas debe guardar el estado actual del proceso

Elementos del BCP:

● Estado del proceso: El estado puede ser nuevo, en ejecución, en espera, etc.● Contador de programas: Contiene la dirección de la siguiente instrucción a

ejecutar por el proceso.

● Registro de CPU: Incluye acumuladores, registro de índices, punteros de pila y registros de propósito general.

● Información de planificación CPU: Incluye prioridad del proceso, apuntadores a colas de planificación, etc.

Comunicación entre procesos Los procesos pueden ser:

Procesos independientes:● Si no pude afectar o verse afectado por los restantes procesos del sistema.

Procesos cooperativos:● Si puede afectar o verse afectado por otros procesos.

Mecanismos de comunicación entre procesos:

● Memoria Compartida: Requiere que los procesos que se estén comunicando establezcan una región de memoria compartida.

● Paso de mensajes: Proporciona un mecanismo que permite a los procesos comunicarse y sincronizar sus acciones sin compartir el mismo espacio de direcciones.

Planificación de procesos: La planificación de procesos tiene como objetivos obtener siempre la mayor productividad, o la mayor cantidad de trabajos realizados en una unidad de tiempo.

Con la planificación se pretende:

● Justicia en el reparto de la CPU entre los diferentes usuarios.● Logra la máxima capacidad de ejecución con el mayor número de usuarios

interactivos.● Se busca el equilibrio del uso de los recursos y de la respuesta de utilización.

Algoritmos de planificación :Pasos a seguir para que un proceso pase al estado de ejecución.

● Fifo● Shortest-job-firs● Por prioridad● Por round robin

ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA

Se encarga de gestionar la misma, esta gestión se lleva a cabo a través de diferentes� operaciones como, llevar un registro de las secciones de la memoria que estén siendo utilizadas, así como también de aquellas que estén libres, para poder asignar o liberar memoria para los procesos.�

● Memoria real�● Memoria virtual�

La administración de la memoria determina qué y cuándo es lo que debe estar en memoria:

● Optimizar la utilización de la CPU y el tiempo de respuesta a los usuarios

Actividades de la administración de memoria:● Llevar control de las secciones de memoria que están siendo utilizadas, y por

quién.● Decidir qué procesos (o partes de él) y qué datos deben moverse fuera o dentro

de la memoria ● Alojar y desalojar el espacio en memoria de acuerdo a las necesidades

Unidad de manejo de memoria (MMU)

Este es un hardware que ubica a los procesos en diferentes direcciones físicas� separadas. La unidad de manejo de memoria (MMU) es parte del procesador. Sus funciones son:

● Convertir las direcciones lógicas emitidas por los procesos en direcciones físicas.�● Comprobar que la conversión se puede realizar. ● Comprobar que el proceso que intenta acceder a una cierta dirección de memoria�

tiene permisos para ello.

Memoria caché(almacenamiento rápido, temporal)

Esta es memoria de alta velocidad, situada entre la memoria principal y el procesador propiamente, que guarda copias de las páginas que van siendo accesadas

El espacio en memoria de un proceso

�Sección de texto: � Es el nombre que recibe la imagen en memoria de las instrucciones a ser ejecutadas�Sección de datos: � Espacio fijo preasignado para las variables globales. Este espacio es fijado en tiempo de compilación, y no puede cambiar.�Espacio de libres: � Espacio de memoria que se emplea para la asignación dinámica de memoria durante la ejecución del procesoSegmentación(Método para administrar la memoria)Es un esquema de manejo de memoria mediante el cual la estructura del programa refleja su división lógica, llevándose a cabo una agrupación lógica de la información en bloques de tamaño variable denominados segmentos.

Paginación La paginación es una estrategia de organización de la memoria que consiste en dividir la� memoria en porciones de igual tamaño, a dichas porciones se las conoce como marcos de página o simplemente como páginas.

Memoria Virtual

La memoria virtual permite la ejecución de los procesos, no completamente en memoria.También permite:

● Independencia físicaEste concepto se refiere a que al poseer la memoria virtual, ésta será independiente de la memoria física, por lo cual, el sistema no estará restringido solamente al espacio de la memoria física. Esto da una ventaja adicional, y es que se pueden ejecutar más programas al mismo tiempo, sin reducir el tiempo de respuesta ni el de ejecución.

● Biblioteca compartidaLos procesos que se encuentran alojados en la memoria virtual, tienen la propiedad de compartir las bibliotecas del sistema.

● Compartimiento de memoriaLa memoria virtual permite que los procesos puedan compartir el espacio de memoria, se crea una región destinada para este fin.

● Carga simplificada del programaUna función importante de la memoria virtual es la “reubicación” que permite que el programa también se ejecute en cualquier lugar de la memoria física.

● Paginación bajo demandaCuando se carga la memoria, todo el código ejecutable es cargado aunque éste no vaya a ser utilizado por completo. La memoria virtual ofrece una característica muy importante, que es la de administrar solamente el código ejecutable con el que se trabajará, esto quiere decir, que durante la ejecución del programa, sólo se cargarán las páginas en memoria que el programa necesite y sean necesarias para que la ejecución ocurra correctamente, las páginas que no sean utilizadas durante la ejecución del programa no llegarán a cargarse en la memoria física.

Rendimiento● Aumentar la memoria física del sistema hace disminuir la probabilidad de un fallo �

de pagina ● Para que el funcionamiento de un sistema con memoria virtual sea optimo hay

que conseguir que el número de fallos de página sea mínimo

TIPOS DE TECNOLOGÍA DE MEMORIA O ALMACENAMIENTO

Proceso de transferencia de datos o Procedimiento de Lectura en un equipo de cómputo: Es un proceso que realizan los ordenadores para acceder a datos de una fuente y situarlos en su memoria volátil para procesarlos

Procedimiento de Lectura: El proceso de transferencia de datos desde la computadora hacia el almacenamiento.

Tipos de almacenamiento● Almacenamiento Magnético(Unidad de disco duro)● Almacenamiento óptico(Disco compacto)● Almacenamiento magneto-óptico(Sistema combinado )

● Almacenamiento de estado sólido(Memoria flash,Disco solido)

Memoria secundaria: La memoria secundaria es un tipo de almacenamiento masivo y� permanente (no volátil),posee mayor capacidad de memoria que la memoria principal, aunque es más lenta que ésta.

SUBSISTEMA DE ENTRADA Y SALIDA (E/S)

Una computadora no puede estar formada sólo por la CPU y la memoria. Para darle alguna utilidad debe de poder comunicarse con el mundo exterior. Esto se realiza a través del subsistema de entrada/salida (módulos de E/S) :

● La misión principal del subsistema de E/S es la adaptación de los dispositivos externos para su conexión al bus del sistema(Función del bus: Para que las unidades más importantes de una computadora puedan "comunicarse" entre sí. Físicamente, el

bus del sistema es un conjunto de cables. ).

Los dispositivos de e/s permiten a la CPU relacionarse con el mundo exterior: teclados, pantallas, impresoras, discos

El subsistema de E/S es responsable de :

● La administración de memoria de E/S, incluyendo buffering (el almacenamiento temporal de los datos mientras se transmiten), caching (el almacenamiento de parte de los datos en un medio más rápido, para un mejor desempeño), spooling (la superposición de datos de salida de una tarea con los datos de entrada de otras tareas)

● Interfaz general de los manejadores con los dispositivos ● Manejadores para dispositivos de hardware específicos

Estructura de un sistema de E/S

En teorıa los dispositivos de e/s se comunicarıan con la CPU por los buses del sistema Los dispositivos están conectados a una pieza de hardware llamada controlador de dispositivo (a veces controladora o adaptador)

El controlador de dispositivo actúa de interfaz entre la CPU y el dispositivo de E/S. ● Cada controlador puede ocuparse de uno o varios dispositivos del mismo tipo.

Los controladores se comunican con la CPU a través de unos registros o puertos. Generalmente incluyen :

● Registros de control: Para enviar órdenes al dispositivo ● Registros de estado: Para obtener información del estado dispositivo o

controlador, disponibilidad de datos . . . ● Registros de datos: Pueden ser de entrada, salida o bidireccionales ()

El controlador del dispositivo se encarga de ● Coordinar el flujo de tráfico entre la CPU o memoria, y el dispositivo periférico ● Comunicación con la CPU: decodificación de los comandos que vienen de la

CPU, intercambio de los datos de E/S con la CPU, reconocimiento de la dirección del dispositivo (debe darse cuenta que los datos que vienen por los buses van dirigidos a este dispositivo y no a otro)

● Comunicación con el Dispositivo: envıo de comandos, intercambio de datos y recepción de la información de estado

● Almacenamiento temporal de datos (buffer) puesto que las velocidades son muy distintas (CPU y dispositivo)

● Detección de Errores

SUBSISTEMA DE RED

Red de computaras:Conjunto de computadores, equipos de comunicaciones y otros dispositivos que se pueden comunicar entre sí, a través de un medio en particular(guiados , o no guiados)

Las redes en general, consisten en "compartir recursos", y uno de su objetivo es hacer que todos los programas, datos y equipo estén disponibles para cualquiera de la red que así lo solicite.

Componentes De Una Red:● Hardware(estación de trabajo,tarjetas de red,cable….)● Software(S.O,programas….)

Topología de una red: Se define como el mapa físico o lógico de una red para intercambiar datos. En otras palabras, es la forma en que está diseñada la red, sea en el plano físico o lógico.

Tipos de topologías● BUS:� Se aplica a la conexión lineal entre equipos y es bidireccional.

�● ANILLO:� Se aplica a la conexión circundante entre equipos, es decir el último

nodo se une con el primero.Cada estación recibe la señal y la retransmite a la �siguiente del anillo.

● ESTRELLA: � Se aplica a aquellas conexiones que surgen de un punto central y de esta manera se centraliza su operación.

● �MALLA: El mas utilizado. Mediante cableado estructurado se puede llegar a

través de distintos caminos.

Cobertura de las redes

● RED DE AREA LOCAL (� LAN).Red pequeña de 3 a 50 nodos, localizada normalmente en un solo edificio perteneciente �a una organización.

● REDES INTERCONECTADAS . �Una red de redes se encuentra formada por dos o mas segmentos de red local conectadas entre si para formar un sistema que puede llegar a cubrir una empresa.

● RED METROPOLITANA (� MAN)Son normalmente redes de fibra óptica de gran velocidad que conectan segmentos de �red local de una área especifica, como un campus un polígono industrial o una ciudad.

● RED DE GRAN ALCANCE (� WAN) .Permiten la interconexión nacional o mundial mediante líneas telefónicas y satélites.

Ventajas de una red de computadoras

● Compartición de programas y archivos.�● Compartición de los recursos de la red.● Creación de grupos de trabajo.● Acceso a mas de un sistema operativo.● Mejoras en la organización de la empresa.

�SUBSISTEMA DE ARCHIVOS

Sistema de archivos: Subsistema del S.O. encargado de la gestión de la memoria secundaria (almacenamiento de la información en dispositivos de memoria secundaria).

● El sistema de archivos es el subsistema que suministra los medios para la organización y el acceso a los datos almacenados en dispositivos de memoria secundaria

Archivo(Es la unidad que almacena y manipula el sistema de archivos):

● Agrupación de datos que el usuario ve como una entidad (por ejemplo: programa, conjunto de rutinas, resultados de un cálculo, ...).

● Un archivo es una secuencia de bits, bytes, líneas, registros, de acuerdo a lo que necesita el usuario creador de ese archivo.

● El archivo reside en memoria auxiliar (discos, cintas, diskettes, etc.)

El sistema operativo se abstrae de la estructura física para crear una estructura lógica: el archivo. Es a través del sistema operativo que los archivos se almacenan en dispositivos físicos, y por lo tanto, un subsistema de él se encarga de la administración(subsistema de archivos).

Atributos de un archivoLos atributos de un archivo son: el nombre, el tipo, la localización (donde se ubica), derechos de acceso, tiempo de creación/acceso/modificación , UID del creador, etc.

Podemos también citar como características las siguientes:● Volatilidad, que es la frecuencia con la que se agregan y borran ítems en un

archivo;● Actividad, que es el porcentaje de ítems accedidos durante un determinado

período de tiempo.● Medida, que es la cantidad de información almacenada en el archivo

Funciones del sistemas de archivos: ● Crear y borrar archivos● Permitir el acceso a los archivos para que sean leídos o escritos● Automatizar la gestión de la memoria secundaria● Permitir referenciar un archivo por su nombre simbólico● Proteger los archivos frente a fallos del sistema● Permitir el uso compartido de archivos a usuarios autorizados

File control block ó header de archivo: Hay un conjunto de información relacionada con el archivo que es necesaria para su manejo. Por ejemplo:

● Su nombre simbólico● Su ubicación en memoria secundaria● Organización● Tipo de dispositivo donde reside● Control del acceso● Tipo de archivo● Fecha de creación● Fecha de última modificación● Contadores que dan datos sobre la actividad del archivo

Operaciones

Podemos pensar en un archivo como en un tipo abstracto de datos, al que se pueden aplicar las siguientes operaciones:

● Abrir● Cerrar● Crear● Destruir● Copiar● Renombrar (cambiar el nombre)● Listar

Filesystem: Se traduce como “sistema de archivos”. Es la forma en que dentro de un sistema de cómputo se organizan, se administran los archivos. Esa administración comprende:

● Métodos de acceso: cómo se acceden los datos contenidos en el archivo ● Manejo de archivos: cómo actúan los mecanismos para almacenar, referenciar,

compartir y proteger los archivos ● Manejo de la memoria secundaria: Cómo se administra el espacio para los

archivos en memoria secundaria. ● Mecanismos de integridad: con qué métodos se garantiza la incorruptibilidad del

archivo (que esté la información que tiene que estar y la que no debe estar ahí, que esté en otro lado).

Directorio: El directorio es como una tabla que traslada los nombres de archivo en la referencia necesaria para ubicar el archivo dentro de la estructura. Operaciones dentro de un directorio:

● Buscar un archivo● Crear un archivo● Borrarlo● Listar el directorio● Cambiar el nombre del archivo ● Navegar por el filesystem

Tipos de directorios:● Directorios de un nivel: Todos los archivos están contenidos en un directorio. ● Directorio de dos niveles: En esta solución hay un directorio para cada usuario.

Cada usuario tiene su UFD (user file directory) donde cada UFD tiene una estructura similar. Existe un MFD (master file directory) que está indexado por nombre de usuario o cuenta y que apunta al UFD del usuario.

Designación de un archivo

El usuario se refiere al archivo por su nombre simbólico, que debe ser único para permitir su localización sin ambigüedad. En un sistema jerárquico, cualquier archivo puede ser localizado siguiendo un camino desde el directorio raíz o maestro,

descendiendo por las ramas hasta el directorio donde se ubica el archivo. Este es el nombre del camino ( f u ll p a t h n a m e ) del archivo.